EVPN 多宿主概述

新的 BGP NLRI

为了支持 EVPN 多宿主，引入了以下新的 BGP 网络层可达性信息 （NLRI） 路由：

新的扩展社区

扩展社区在大多数方面与常规社区相似。某些网络实现（如虚拟专用网络 （VPN））使用扩展社区，因为 4 个八位字节的常规社区值无法提供足够的扩展和灵活性。扩展社区是一个 8 个八位字节的值，分为两个主要部分。

为了支持主动-备用多宿主，引入了以下扩展社区：

较新的 EVPN 路由类型

EVPN 多宿主模式支持以下 EVPN 路由类型：

• 每个以太网段的自动发现路由

• 每个 EVPN 实例 （EVI） 的自动发现路由

• 以太网分段路由

这些路由类型符合以下命名约定：

<route-type>:<RD>::<esi>::<route-specific>/304

例如：

1. 每个以太网段的自动发现路由—1:10.255.0.2:0::112233445566778899::0/304

2. 每个 EVI 的自动发现路由—1:100.100.100.1:1::22222222222222222222::0/304

3. 以太网分段路由—4:10.255.0.1:0::112233445566778899:10.255.0.1/304

哪里：

• route-type— EVPN 路由的类型。

  • 1 — 每个以太网段的自动发现路由。

  • 1 - 每个 EVI 的自动发现路由。

  • 4 — 以太网分段路由。

  • 5 - 使用 VXLAN/MPLS 封装的路由

• RD- 路径识别符值。

  路由识别符值设置为 PE 路由器的 IP 地址，后跟 0。

• esi—以太网段标识符。显示为 10 个十六进制字节，不显示前导 00 字节。

• route-specific—因路径类型而异。

  • 每个以太网分段的自动发现路由和每个 EVI 的自动发现路由 — 此值是 MPLS 标签。

    注意：

    MPLS 标签显示在广泛的输出中，尽管它不包含在前缀中。

  • 以太网分段路由 — 此值是原始 IP 地址。

• 304— EVPN 路由中的最大位数。这不是非常有用的信息，可以从显示器中删除。但是，它可能有助于快速识别 EVPN 路由，无论是视觉方式还是匹配运算符。

多宿主代理 MAC 和 IP 地址路由通告

从 Junos OS 18.4R1 版开始，Junos 将代理 MAC 和 IP 地址路由通告从多宿主的 PE 发送到 CE 设备。Junos 使用 EVPN 第 2 层属性扩展社区中的代理标志将消息标识为代理 MAC 和 IP 地址通告。获知 MAC 和 IP 地址的 PE 会发送正常的 EVPN 类型 2（MAC 和 IP 地址）路由通告。以太网段上从远程 PE 获知新路由的其他 PE 现在会发送已设置代理位的 MAC 和 IP 地址路由消息。如果 MAC 和 IP 地址条目老化，或者 PE 和 CE 之间的链路出现故障，则必须重新学习这些条目，并且流量可能会丢失。这可以防止在与叶设备的某个连接失败时丢失流量。多宿主代理 MAC 会自动启用。

更新到 MAC 转发表

在主动-备用 EVPN 多宿主中，MAC 地址被视为可路由地址，MP-IBGP 协议用于承载客户 MAC 地址。PE 路由器上的 MAC 学习不在数据平面中进行，而是在控制平面中进行。这导致在学习机制方面应用更多的控制。

PE 路由器在数据平面中针对特定 EVI 对来自客户网络的数据包执行 MAC 学习。对于位于其他 PE 路由器后面的 CE MAC 地址，将使用新的 MAC 通告路由类型在 BGP NLRI 中通告 MAC 地址。

MAC 学习有两种类型：

• 本地 MAC 学习 — PE 路由器必须通过标准协议支持本地 MAC 学习过程。

• 远程 MAC 学习 — 本地学习过程完成后，PE 路由器可以通过 MP-IBGP 将本地学习的 MAC 地址播发至远程 PE 路由器节点。通过 MP-IBGP 接收附属客户的远程 MAC 地址的过程称为远程 MAC 学习过程。

MAC 通告路由类型用于将 BGP 中本地获知的 MAC 地址通告到远程 PE 路由器。如果播发单个 MAC 地址，则 IP 地址字段对应于该 MAC 地址。如果 PE 路由器看到来自客户边缘设备的 IP 地址 ARP 请求，并且 PE 路由器具有该 IP 地址的 MAC 地址绑定，则 PE 路由器将执行 ARP 代理并响应 ARP 请求。

MPLS 标签字段取决于分配类型。PE 路由器可以为每个 EVI 的所有 MAC 地址通告单个 MPLS 标签，这需要最少数量的 MPLS 标签并节省 PE 路由器内存。但是，在转发到客户网络时，PE 路由器必须执行 MAC 查找，这可能会导致延迟并增加 CPU 周期数。

流量

在 EVPN 多宿主中，流量在转发平面中执行。泛洪路由是为对数据包进行泛洪而创建的，用于以下场景：

• 在本地 ESI 上收到数据包时

• 从核心接收数据包时

EVPN 多宿主中的流量可以基于两种流量类型：

• 单播流量

  单播流量是具有一个发送方和一个接收方的点对点通信。在多宿主 EVPN 中，单播流量按如下方式转发：

  • 在主动-备用模式下

    • CE 到核心 — 流量由 DF PE 路由器学习和转发。

    • 核心到 CE — 远程 PE 路由器从 DF 学习 MAC 地址，并将所有单播流量转发到 DF PE 路由器。

  • 在主动-主动模式下

    • CE 到核心 — 流量将负载平衡到所有连接的多宿主 PE 设备。

    • 核心到 CE — 来自远程 PE 设备的流量将负载平衡到连接到远程 CE 设备的所有多宿主 PE 设备。

• 流浪汉流量

  发送到多个目标的流量（包括广播流量、在以太网段中广播的未知单播流量和组播流量称为 BUM 流量）。在多宿主 EVPN 中，BUM 流量按如下方式转发：

  • 在主动-备用模式下

    • CE 到核心 — CE 设备将所有 BUM 流量泛洪到以太网段中的所有链路。具有活动路径的 DF PE 路由器将 BUM 数据包转发到核心。处于待机模式的 BDF PE 路由器会丢弃来自客户边缘设备的所有流量，因为接口的 EVPN 多宿主状态处于阻止状态。但是，如果客户边缘设备使用单独的链路或 LAG 连接到 PE 设备，则 BUM 流量会同时到达 DF 和 BDF PE 设备。

    • 核心到 CE — 远程 PE 路由器将所有 BUM 流量泛洪到 DF 和 BDF PE 路由器。只有 DF 将 BUM 流量转发到 CE 设备。BDF PE 路由器会丢弃所有流量，因为接口的 EVPN 多宿主状态处于阻止状态。

  • 在主动-主动模式下

    根据要求，可以在主动-主动模式下启用或禁用本地 ESI 之间的泛洪和切换。这称为无本地切换行为。

    EVPN 服务的核心是在多宿主 PE 设备之间提供全网状连接。因此，EVPN 在核心中使用水平分割，因此从核心接收的数据包永远不会切换或泛洪回核心。相反，入口复制用于将数据包复制到远程 PE 设备。

    要将数据包泛洪到远程 PE 设备，请使用组播和水平分割下一跃点。组播下一跃点使用非独占组播标签对数据包建立隧道，水平分割下一跃点使用组播标签和水平分割标签对数据包建立隧道。每个远程 PE 设备的每个多宿主 ESI 都需要一个这样的下一跃点。

    以下泛洪路由在主动-主动模式下使用：

    • 全CE洪水路线

      本地 ESI 将此洪水路由用于以下各项：

      • 在本地 ESI 上泛洪数据包（当允许本地交换时）。

      • 将数据包泛洪到远程 PE 设备。远程 PE 设备在其本地 ESI 上对数据包进行泛洪处理。

      由于 BUM 流量仅由指定转发器 （DF） 转发，而不由非 DF 多宿主 PE 设备转发，因此非 DF 使用水平分割下一跃点将此数据包泛洪到其他 PE 设备。但是，PE 设备为其非 DF 的多宿主本地 ESI 不会参与泛洪。

      非 DF ESI 不使用全 CE 洪水路由，并相应地创建这些洪水路由的下一跃点。在这种情况下，将使用非 DF ESI 洪水路由。

    • 全VE洪水路线

      从核心接收数据包时，将使用此泛洪路由。它用于将从核心接收的数据包泛洪到本地 ESI。由于从核心接收的数据包只能带有组播标签，也可以同时带有组播标签和水平分割标签，因此必须遵循适当的转发规则才能在映射到水平分割标签的多宿主 ESI 上丢弃数据包。

    • 非DF洪水路线

      此洪水路由用于以下用途：

      • 在本地 ESI 上泛洪数据包。

      • 使用入口复制将数据包泛洪到远程 PE 设备，并为 ESI 的 DF 提供 SH 标签。

混 叠

从 Junos OS 15.1 版开始，Junos OS 支持在 EVPN 中使用混叠。混叠是指远程 PE 设备能够将具有相同以太网段的所有其他 PE 设备上的第 2 层单播流量负载均衡到 CE 设备。

EVPN 主动-主动多宿主和多机箱链路聚合

当客户边缘设备配置了朝向 PE 设备的 LAG 时，以下两个选项可用于在 PE 设备上运行 LACP：

• 在所有 PE 设备上配置相同的 LACP 系统 ID。

• 在 PE 设备上配置多机箱链路聚合。

使用 EVPN 配置多机箱链路聚合时，需要一组简化的主动-主动多机箱链路聚合过程。这些过程提供链路和节点级别的冗余。多机箱链路聚合对于 CE 设备完全透明，并以纯 LAG 的形式实现。多机箱链路聚合也在端口级别运行。这实质上意味着，如果多机箱链路聚合配置为主动-主动，则多机箱链路聚合端口上的所有 VLAN 都将在主动-主动多宿主模式下工作。

将多机箱链路聚合与 EVPN 一起配置时，需要考虑以下因素：

• 必须启用多机箱链路聚合和 EVPN ESI 才能仅在主动-主动模式下工作。

• 使用 EVPN 实现多机箱链路聚合不需要以下功能：

  • Mac 同步 — 此操作在 EVPN 的 BGP 控制平面中执行。

  • ICL 链接 — 这由 EVPN 的混叠功能处理。

  • ARP 同步 — 这由具有 IRB 功能的 BGP 控制平面处理。

EVPN 主动-主动多宿主和 IRB

配置 IRB 后，EVPN 路由将同时包含 MAC 和 IP 信息。主动-主动多宿主需要在多宿主 PE 设备之间进行 ARP 同步，因为 ARP 响应可以散列到特定的 PE 设备。

示例配置

以下是以下类型接口上 EVPN 主动-备用多宿主的示例配置：

• 以太网接口配置

• 单个 VLAN 接口配置

以下是 EVPN 主动-备用多宿主的路由实例配置示例：

• 路由实例配置

DF 选举角色

指定转发器 （DF） 选择过程涉及选择转发角色，如下所示：

• Designated forwarder (DF)— 只能通过宣布关联 MAC 通告路由的 PE 路由器访问客户站点的 MAC 地址。此 PE 路由器是选择将 BUM 流量转发到多宿主客户边缘设备的主 PE 路由器，称为指定转发器 （DF） PE 路由器。

• Backup designated forwarder (BDF)— 其他 PE 路由器集中的每个 PE 路由器为同一 ESI 通告每个以太网段的自动发现路由，并在 DF 发生故障时充当备份路径，称为备份指定转发器 （BDF）。

  作为 DF 选择过程的结果，如果选择本地 PE 路由器作为 BDF，则连接到客户站点的多宿主接口将进入主动-备用模式的阻止状态。接口将一直处于阻塞状态，直到 PE 路由器被选为接口所属以太网段的 DF。

• Non-designated forwarder (non-DF)— 未选择作为 DF 的其他 PE 路由器。BDF也被认为是非DF。

根据 RFC 7432 进行 DF 选举

基于偏好的 DF 选择

基于 RFC 7432 的 DF 选择不能满足某些服务提供商所需的某些操作要求。作为解决此问题的方法，从 Junos OS 17.3 版开始，可以使用 ESI 的管理首选项值来控制多宿主 EVPN 网络中的 DF 选择。

在默认的 DF 选择过程中（如 RFC 7432 中指定），DF 是从具有模操作的多宿主设备之一中随机选择的。通过基于首选项的 DF 选择，将使用接口配置选项（如首选项值、不抢占 （DP） 位以及路由器 ID 或环路地址）手动选择 DF。

虚拟交换机的 DF 选择

虚拟交换机允许在单个 EVPN 实例 （EVI） 中使用多个桥接域。虚拟交换机还支持中继端口和接入端口。Junos OS 允许在端口上提供灵活的以太网服务;因此，单个端口上的不同 VLAN 可以是不同 EVI 的一部分。

虚拟交换机的 DF 选择取决于以下因素：

• 端口模式 — 子接口、中继接口和接入端口

• EVI 模式 — 具有 EVPN 和 EVPN-EVI 的虚拟交换机

在虚拟交换机中，多个以太网标记可以与单个 EVI 相关联，其中 EVI 中数字最低的以太网标记值用于 DF 选择。

处理故障转移

在以下情况下，可能会发生故障转移：

• DF PE 路由器失去其 DF 角色。

• DF PE 路由器上出现链路或端口故障。

失去 DF 角色后，DF PE 路由器上面向客户的接口将处于阻止状态。

在链路或端口发生故障时，将触发 DF 选择过程，从而导致选择 BDF PE 路由器作为 DF。届时，单播流量和 BUM 流量会受到如下影响：