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MPLS 流量工程配置

MPLS 和流量工程

信息流工程允许您控制数据包遵循的路径,绕过使用路由表的标准路由模型。流量工程将流量从拥塞的链路移至备用链路,而备用链路不会由基于目标的自动计算最短路径选择。借助流量工程,您可以:

  • 更有效地使用昂贵的远距离光纤。

  • 控制在出现单个或多个故障时如何重新路由流量。

  • 按路径对关键流量和常规流量进行分类。

流量工程设计的核心是基于在路由器之间构建标签交换系列 (LSP)。LSP 面向连接,如帧中继或 ATM 中的虚拟电路。LSP 不可靠:进入 LSP 的数据包没有交付保证,尽管可以获得优惠待遇。LSP 也类似于单向隧道,其中进入路径的数据包封装在一个信封中,并在整个路径上切换,而不会被中间节点碰到。LSP 提供对网络中数据包转发方式的细粒度控制。为了提供可靠性,LSP 可以使用一组主路径和辅助路径。

只能为 BGP 流量(其目标在自治系统 [AS] 之外的流量)配置 LSP。在这种情况下,AS 内的流量不受 LSP 存在的影响。还可为 BGP 和内部网关协议 (IGP) 信息流配置 LSP;因此,AS 内部和 AS 间流量都会受到 LSP 的影响。

MPLS 流量工程和信号协议概述

流量工程可促进高效、可靠的网络运维,同时优化网络资源和流量性能。信息流工程能够将流量从内部网关协议 (IGP) 选择的最短路径移至网络上可能较少拥塞的物理路径。为了支持流量工程,除了源路由,网络还必须执行以下操作:

  • 考虑到带宽和管理要求等所有限制,从源头上计算路径。

  • 计算路径后,在整个网络中分发有关网络拓扑和链路属性的信息。

  • 保留网络资源并修改链路属性。

通过 IP 网络路由传输流量时,MPLS 通常用于设计其通道。尽管通过传输网络的确切路径对于信息流的发送方或接收方都不重要,但网络管理员通常希望在某些源地址对和目标地址对之间更高效地路由流量。通过向每个数据包添加带有特定路由说明的短标签,MPLS 会通过网络将路由器的数据包切换到路由器,而不是基于下一跳查找转发数据包。生成的路由称为 标签交换系列 (LSP)。LSP 可控制信息流通过网络的传输并加速信息流转发。

您可以手动创建 LSP 或使用信号协议。信号协议在 MPLS 环境中使用,用于为传输网络中的流量建立 LSP。Junos OS 支持两种信号协议 — LDP 和资源预留协议 (RSVP)。

MPLS 流量工程使用以下组件:

  • 用于数据包转发的 MPLS LSP

  • IGP 扩展,用于分发有关网络拓扑和链路属性的信息

  • 用于路径计算和路径选择的受限最短路径优先 (CSPF)

  • RSVP 扩展,用于沿路径建立转发状态并沿路径保留资源

Junos OS 还支持跨不同 OSPF 区域的流量工程。

流量工程功能

将流量映射到现有物理拓扑结构的任务称为 流量工程。信息流工程能够将流量从内部网关协议 (IGP) 选择的最短路径移至网络上可能较少拥塞的物理路径。

流量工程提供以下功能:

  • 围绕已知瓶颈或网络中的拥塞点路由主要路径。

  • 在主路径面临单个或多个故障时,提供对流量重新路由方式的精确控制。

  • 确保网络子集不会被过度利用,同时潜在备用路径上网络的其他子集未得到充分利用,从而更有效地使用可用聚合带宽和远距离光纤。

  • 最大限度提高运营效率。

  • 通过最大程度地减少数据包丢失、最大程度地减少长时间拥塞并最大程度地提高吞吐量,增强网络面向流量的性能特性。

  • 增强支持多服务互联网所需的网络的统计绑定性能特征(如损耗比、延迟变化和传输延迟)。

流量工程的组件

在 Junos® 操作系统 (OS) 中,流量工程使用 MPLS 和 RSVP 实施。流量工程由四个功能组件组成:

为 LSP 配置流量工程

配置 LSP 时,会将主机路由(32 位掩码)安装到朝出口路由器的入口路由器中;主机路由的地址是 LSP 的目标地址。bgp层次结构级别上的[edit protocols mpls]语句选项traffic engineering默认启用(您也可显式配置bgp选项),仅允许 BGP 在其路由计算中使用 LSP。其他 traffic-engineering 语句选项允许您在主路由实例中更改此行为。此功能不可用于特定路由实例。此外,您一次只能启用其中一个 traffic-engineering 语句选项(bgpbgp-igpbgp-igp-both-ribsmpls-forwarding)。

注:

启用或禁用任何 traffic-engineering 语句选项会导致所有 MPLS 路由被移除,然后重新插入路由表中。

您可以配置 OSPF 和信息流工程,以在摘要链路状态通告 (LSA) 中通告 LSP 指标,如部分 在摘要 LSA 中播下 LSP 指标所述。

以下部分介绍如何为 LSP 配置流量工程:

使用 LSP 进行 BGP 和 IGP 流量转发

您可以将 BGP 和 IGP 配置为使用 LSP 来转发发往出口路由器的信息流,方法是包括 bgp-igp 语句选项 traffic-engineering 。该 bgp-igp 选项会将所有 inet.3 路由移至 inet.0 路由表。

在入口路由器上,包括 bgp-igp 语句选项 traffic-engineering

您可以在以下层次结构级别中包含此语句:

  • [edit protocols mpls]

  • [edit logical-systems logical-system-name protocols mpls]

    注:

    bgp-igp无法为 traffic-engineering VPN 配置语句选项。)VPN 要求 inet.3 路由表中包含路由。

使用 LSP 在虚拟专用网络中进行转发

VPN 要求路由保留在 inet.3 路由表中才能正常运行。对于 VPN,配置 bgp-igp-both-ribs 语句选项 traffic-engineering 以使 BGP 和 IGP 使用 LSP 转发发往出口路由器的流量。该 bgp-igp-both-ribs 选项可在 inet.0 路由表(适用于 IPv4 单播路由)和 inet.3 路由表(有关 MPLS 路径信息)中安装入口路由。

在入口路由器上,包括 traffic-engineering bgp-igp-both-ribs 语句:

您可以在以下层次结构级别中包含此语句:

  • [edit protocols mpls]

  • [edit logical-systems logical-system-name protocols mpls]

使用 该 bgp-igp-both-ribs 语句时,inet.3 表中的路由会复制到 inet.0 表中。复制的路由为 LDP 信号或 RSVP 信号,其优先级可能低于 inet.0 中的其他路由。优先级较低的路由更有可能被选为活动路由。这可能是一个问题,因为路由策略仅对活动路由起作用。为防止出现此问题,请改用选项 mpls-forwarding

使用 RSVP 和 LDP 路由进行转发,但不使用路由选择

如果配置语 bgp-igp 句或 bgp-igp-both-ribs 选项 traffic-engineering ,高优先级 LSP 可取代 inet.0 路由表中的 IGP 路由。IGP 路由可能不再重新分配,因为它们不再是活动路由。

如果为语句配置mpls-forwardingtraffic-engineering选项,则 LSP 用于转发,但不包括在路由选择之外。这些路由会同时添加到 inet.0 和 inet.3 路由表中。在选择活动路由时,inet.0 路由表中的 LSP 优先级较低。但是,inet.3 路由表中的 LSP 会获得正常优先级,因此用于选择下一跳跃转发。

激活 mpls-forwarding 选项时,其状态优先 ForwardingOnly 用于转发的路由,即使其优先级低于当前活动路由的路由。要检查路由的状态,请执行 show route detail 命令。

要使用 LSP 进行转发,但从路由选择中排除这些 LSP,请包括 mpls-forwarding 语句选项 traffic-engineering

您可以在以下层次结构级别中包含此语句:

  • [edit protocols mpls]

  • [edit logical-systems logical-system-name protocols mpls]

配置 mpls-forwarding 选项时,IGP 快捷键路由仅复制到 inet.0 路由表。

与该 bgp-igp-both-ribs 选项不同, mpls-forwarding 该选项允许您使用 LDP 信号和 RSVP 信号路由进行转发,并保持 BGP 和 IGP 路由为路由目的保持活动状态,以便路由策略可以对它们采取行动。

例如,假设路由器正在运行 BGP,其 BGP 路由为 10.10.10.1/32,需要将其发送至另一个 BGP 发送方。如果您使用 选项 bgp-igp-both-ribs ,并且路由器还有标签交换系列 (LSP) 到 10.10.10.1,则 10.10.10.10.1 的 MPLS 路由在 inet.0 路由表中处于活动状态。这样可以防止路由器将 10.10.10.10.1 路由播发到其他 BGP 路由器。另一方面,如果使用 mpls-forwarding 选项而不是 bgp-igp-both-ribs 选项,10.10.10.1/32 BGP 路由将通告至其他 BGP 发送方,而 LSP 仍然用于将流量转发至 10.10.10.10.1 目标。

在摘要 LSA 中播下 LSP 指标

您可以配置 MPLS 和 OSPF 以将 LSP 视为链路。此配置允许网络中的其他路由器使用此 LSP。要实现此目标,您需要配置 MPLS 和 OSPF 流量工程以在总结 LSA 中通告 LSP 指标。

对于 MPLS,包括 traffic-engineering bgp-igp 以下内容和 label-switched-path 语句:

您可以在以下层次结构级别中包含以下语句:

  • [edit protocols mpls]

  • [edit logical-systems logical-system-name protocols mpls]

对于 OSPF,包括语 lsp-metric-into-summary 句:

您可以在以下层次结构级别中包含此语句:

  • [edit protocols ospf traffic-engineering shortcuts]

  • [edit logical-systems logical-system-name protocols ospf traffic-engineering shortcuts]

有关 OSPF 流量工程的详细信息,请参阅 用于路由设备的 Junos OS 路由协议库

支持 Interarea 流量工程

Junos OS 可跨多个 OSPF 区域发出连续流量工程 LSP 信号。LSP 信令必须使用嵌套或连续信号来完成,如 RFC 4206, 具有通用多协议标签交换 (GMPLS) 流量工程 (TE) 的标签交换系列 (LSP) 层次结构中所述。但是,连续信号支持仅限于基本信号。连续信号不支持重新优化。

下文介绍了一些跨地区流量工程功能:

  • 如果在入口路由器上配置松散跳跃区域边界路由器 (ABR),使用 CSPF 进行 OSPF 区域内的显式路由对象 (ERO) 计算,则可以启用区域间流量工程。ERO 扩展在 ABR 上完成。

  • 启用 CSPF 时,可以启用区域间流量工程,但是入口路由器上的 LSP 配置中未指定 ABR(可以自动指定 AB)。

  • 只要不同区域的类类型映射均匀,就支持差异服务 (DiffServ) 流量工程。

要启用 AREA 间流量工程,请在每个 LSP 传输路由器的配置中包括 expand-loose-hop 语句:

您可以在以下层次结构级别中包含此语句:

  • [edit protocols mpls]

  • [edit logical-systems logical-system-name protocols mpls]

支持 LSP 的 AS 间流量工程

一般来说,满足以下条件的 LSP 可以进行流量工程:

  • LSP 的两端位于相同的 OSPF 区域或相同 IS-IS 级别。

  • LSP 的两端位于相同自治系统 (AS) 内的不同 OSPF 区域中。不支持在不同 IS-IS 级别中终止的 LSP。

  • 显式路径 LSP 的两端位于不同的 OSPF AS 中,自治系统边界路由器 (ASBR) 静态配置为显式路径 LSP 上支持的松散跳跃。有关详细信息,请参阅 配置显式路径 LSP

如果没有 LSP 上的静态定义 ASBR,一个路由域或 AS 与另一个路由域之间就不可能进行信息流工程。但是,当 AS 处于单个服务提供商的控制之下时,在某些情况下,可以让流量工程化 LSP 跨越 AS 并动态发现链接它们的 OSPF ASBR(此功能不支持 IS-IS)。

只要满足某些网络要求、不适用任何限制条件,以及使用 EBGP 配置 OSPF 被动模式,就有可能实现 AS 间流量设计的 LSP。详情在以下部分中提供:

AS 间流量工程要求

由 LSP 设计的 AS 间流量的正确建立和运行取决于以下网络要求,所有这些要求都必须满足:

  • 所有 AS 均由单个服务提供商控制。

  • OSPF 在每个 AS 内用作路由协议,EBGP 用作 AS 之间的路由协议。

  • ASBR 信息可在每个 AS 内提供。

  • EBGP 路由信息由 OSPF 分发,每个 AS 内均配有 IBGP 全网状。

  • 传输 LSP 在 AS 间链路上配置 ,但在每个 AS 上的入口点和出口点 ASBR 之间配置。

  • 不同 AS 中的 ASBR 之间的 EBGP 链路是直接链路,必须在 OSPF 下配置为被动信息流工程链路。远程链路地址本身(不是环路或任何其他链路地址)用作此被动链路的远程节点标识符。有关 OSPF 被动信息流工程模式配置的详细信息,请参阅 配置 OSPF 无源 TE 模式

此外,用于 OSPF 被动信息流工程链路远程节点的地址必须与用于 EBGP 链路的地址相同。有关 OSPF 和 BGP 常规的详细信息,请参阅 用于路由设备的 Junos OS 路由协议库

AS 间流量工程限制

只有 LSP 层次结构或嵌套式信号支持,以供由 LSP 设计的 AS 间流量使用。仅支持点对点 LSP(无点对多点支持)。

此外,还存在以下限制。其中任何一种情况都足以使 AS 间流量无法设计 LSP,即使满足上述要求也是如此。

  • 不支持使用多霍普 BGP。

  • 不支持使用阻止 BGP 路由在 AS 内部已知的监管器或拓扑。

  • 不支持 EBGP 对等方之间 LAN 上的多个 ASBR。支持 EBGP 对等方之间的 LAN 上只有一个 ASBR(其他 ASBR 可能存在于 LAN 上,但无法通告)。

  • 不支持隐藏 ASBR 信息或防止 ASBR 信息在 AS 内分布的路由反射器或策略。

  • 不支持双向 LSP(从流量工程角度来看,LSP 是单向的)。

  • 不支持具有到同一目标的 AS 间和 AS 内部路径的拓扑。

此外,AS 间流量工程不支持所有 LSP 的常规功能:

  • 不支持管理员组链路颜色。

  • 不支持辅助备用。

  • 不支持重新优化。

  • 不支持在中转路由器上进行曲块回传。

  • 不支持多元化路径计算。

  • 不支持平滑重新启动。

这些具有 AS 间流量工程 LSP 的限制或不支持的功能列表并不详尽。

配置 OSPF 无源 TE 模式

通常,OSPF 等内部路由协议不会在 AS 之间的链路上运行。但是,要使 AS 间流量工程正常运行,AS 间链路的信息(特别是远程接口上的地址)必须在 AS 内提供。这些信息通常不包含在 EBGP 可访问性消息中或 OSPF 路由通告中。

要在 AS 中泛洪此链路地址信息并使其可用于信息流工程计算,您必须为每个 AS 间接口上的流量工程配置 OSPF 被动模式。您还必须提供 OSPF 的远程地址,以便在信息流工程数据库中分发和包括。

要在 AS 间接口上配置用于信息流工程的 OSPF 被动模式,请包括 passive 层次结构级别上的 [edit protocols ospf area area-id interface interface-name] 链路语句:

OSPF 必须在路由器上正确配置。以下示例配置 AS 间链路 so-1/1/0 ,以便在 AS 内使用 OSPF 分配信息流工程信息。远程 IP 地址为 192.168.207.2

数据包转发组件

Junos 信息流工程架构的数据包转发组件是 MPLS,负责沿预先确定的网络路径引导 IP 数据包流。此路径称为 标签交换系列 (LSP)。LSP 十分简单;也就是说,流量从头端(入口)路由器朝一个方向流动到尾端(出口)路由器。双工流量需要两个 LSP:一个 LSP,用于在每个方向上承载流量。LSP 由一个或多个标签交换跃点的串联创建,允许一个数据包在 MPLS 域内从一个路由器转发至另一个。

入口路由器收到 IP 数据包时,会向数据包添加一个 MPLS 标头,然后将其转发至 LSP 中的下一个路由器。标记的数据包由每个路由器沿 LSP 转发,直至其到达出口路由器 LSP 的尾端。此时,MPLS 标头将被卸下,并且数据包将根据第 3 层信息(例如 IP 目标地址)进行转发。此方案的价值在于,LSP 的物理路径不限于 IGP 作为到达目标 IP 地址的最短路径选择的路径。

基于标签交换的数据包转发

每个路由器的数据包转发过程基于标签交换的概念。此概念类似于永久虚拟电路 (PVC) 中的每个异步传输模式 (ATM) 交换机中发生的情况。每个 MPLS 数据包都带有一个 4 字节封装标头,其中包含一个 20 位固定长度的标签字段。当包含标签的数据包到达路由器时,路由器会检查该标签并将其作为索引复制到其 MPLS 转发表。转发表中的每个条目都包含一个接口入站标签对,映射到一组转发信息,该信息应用于到达特定接口上、具有相同入站标签的所有数据包。

数据包如何遍历 MPLS 中枢

本节介绍 IP 数据包在遍历 MPLS 中枢网络时的处理方式。

在 MPLS 中枢的入口边缘,入口路由器会检查 IP 报头。根据此分析,数据包将分类,分配一个标签,封装在 MPLS 标头中,并转发至 LSP 中的下一跳跃。MPLS 在将 IP 数据包分配给 LSP 的方式上提供了高度的灵活性。例如,在 Junos 流量工程实施中,到达入口路由器且注定要在同一出口路由器中退出 MPLS 域的所有数据包将沿同一 LSP 进行转发。

数据包开始遍历 LSP 后,每个路由器都会使用标签来做出转发决策。MPLS 转发决策独立于原始 IP 报头:传入接口和标签用作 MPLS 转发表中的查找密钥。旧标签替换为新标签,数据包将沿 LSP 转发至下一跳跃。此进程在 LSP 中的每个路由器上重复,直到数据包到达出口路由器。

当数据包到达出口路由器时,标签将被移除,数据包将退出 MPLS 域。然后,根据 IP 路由协议计算的传统最短路径,根据数据包原始 IP 报头中包含的目标 IP 地址转发数据包。

信息分发组件

流量工程需要详细的网络拓扑知识以及有关网络加载的动态信息。为了实施信息分配组件,定义了对 IGP 的简单扩展。链路属性包含在每个路由器的链路状态通告中。IS-IS 扩展包括新类型长度值 (TLV) 的定义,而 OSPF 扩展则使用不透明的链路状态通告 (LSA) 实施。链路状态 IGP 使用的标准泛洪算法可确保将链路属性分发到路由域中的所有路由器。要添加到 IGP 链路状态通告的一些信息流工程扩展包括最大链路带宽、最大保留链路带宽、当前带宽预留和链路着色。

每个路由器都在专用流量工程数据库中维护网络链路属性和拓扑信息。流量工程数据库仅用于计算显式路径,以便在物理拓扑中放置 LSP。会维护单独的数据库,以便后续的信息流工程计算独立于 IGP 和 IGP 的链路状态数据库。同时,IGP 在不进行修改的情况下继续其操作,根据路由器链路状态数据库中包含的信息执行传统的最短路径计算。

路径选择组件

在网络链路属性和拓扑信息被 IGP 泛洪并放置在流量工程数据库中之后,每个入口路由器都使用流量工程数据库来计算路由域中自己的一组 LSP 的路径。每个 LSP 的路径都可以通过严格或松散的显式路由表示。显式路由是预配置的路由器序列,应是 LSP 物理路径的一部分。如果入口路由器指定 LSP 中的所有路由器,则表示通过严格显式路由标识 LSP。如果入口路由器仅指定 LSP 中的某些路由器,则 LSP 被描述为松散的显式路由。对严格和松散显式路由的支持允许尽可能给予路径选择过程广泛的自由度,但在必要时受到限制。

入口路由器通过对信息流工程数据库中的信息应用受限最短路径优先 (CSPF) 算法来确定每个 LSP 的物理路径。CSPF 是一种最短路径优先算法,经过修改后可在计算出整个网络的最短路径时考虑到特定限制。CSPF 算法中的输入包括:

  • 从 IGP 中学习并在流量工程数据库中维护的拓扑链路状态信息

  • 与由 IGP 扩展器承载且存储在信息流工程数据库中的网络资源状态(如总链路带宽、保留链路带宽、可用链路带宽和链路颜色)相关联的属性

  • 支持通过提议的 LSP 传输的信息流所需的管理属性(例如,从用户配置获得的带宽要求、最大跃点计数和管理策略要求)

CSPF 考虑每个新 LSP 的候选节点和链路时,根据资源可用性或者是否违反用户策略约束,接受或拒绝特定路径组件。CSPF 计算的输出是一个显式路由,包含一系列路由器地址,可通过符合约束的网络提供最短路径。然后,此显式路由将传递至信号组件,在 LSP 上的路由器中建立转发状态。

信号组件

在信号组件实际建立 LSP 之前,LSP 无法正常工作。负责建立 LSP 状态和分发标签的信号组件依赖于对 RSVP 的多个扩展:

  • 显式路由对象允许 RSVP 路径消息遍历独立于传统最短路径 IP 路由的显式路由器序列。显式路由可能严格或松散。

  • 标签请求对象允许 RSVP 路径消息请求中间路由器为其建立的 LSP 提供绑定标签。

  • 标签对象允许 RSVP 支持标签分配,而无需更改其现有机制。由于 RSVP Resv 消息遵循 RSVP 路径消息的反向路径,因此标签对象支持标签从下游节点到上游节点的分配。

脱机路径规划和分析

尽管在线路径计算减少了管理工作量,但仍需要一个离线规划和分析工具来优化全球流量工程。在线计算会考虑到资源限制,并一次计算一个 LSP。这种方法面临的挑战是它不能确定。计算 LSP 的顺序在确定每个 LSP 在网络上的物理路径方面发挥着重要作用。在流程早期计算出来的 LSP 可用资源比稍后计算的 LSP 多,因为先前计算的 LSP 会消耗网络资源。如果计算 LSP 的顺序发生变化,则 LSP 的物理路径集也可能会更改。

脱机规划和分析工具同时检查每个链路的资源限制和每个 LSP 的要求。虽然脱机方法可能需要数小时才能完成,但它会执行全局计算,比较每个计算的结果,然后从整体上选择最佳的网络解决方案。脱机计算的输出是一组优化网络资源利用率的 LSP。在完成脱机计算后,可以按任何顺序建立 LSP,因为每个 LSP 均根据全球优化解决方案的规则进行安装。

灵活的 LSP 计算和配置

流量工程涉及将流量映射到物理拓扑。您可以使用基于约束的路由来确定联机路径。无论如何计算物理路径,转发状态都将通过 RSVP 跨网络安装。

Junos OS 支持以下路由和配置 LSP 的方法:

  • 您可以计算 LSP 脱机的完整路径,并使用必要的静态转发状态在 LSP 中单独配置每个路由器。这类似于某些互联网服务提供商 (ISP) 配置其 IP-over-ATM 核心的方式。

  • 您可以计算 LSP 脱机的完整路径,并使用完整路径静态配置入口路由器。然后,入口路由器使用 RSVP 作为动态信号协议,在 LSP 上的每个路由器中安装转发状态。

  • 您可以依靠基于约束的路由来执行动态在线 LSP 计算。您可配置每个 LSP 的约束;然后网络本身就会确定最能满足这些限制的路径具体来说,入口路由器会根据约束计算整个 LSP,然后在整个网络上启动信号发送。

  • 您可以计算 LSP 脱机的部分路径,并在路径中使用路由器的子集静态配置入口路由器;然后就可以允许在线计算来确定完整路径

    例如,考虑一个拓扑,其中包括横跨美国的两条东西向路径:一个在北部通过芝加哥,一个在南部通过达拉斯。如果您想在纽约的路由器和旧金山的路由器之间建立 LSP,则可以为 LSP 配置部分路径,以便在达拉斯包含一个路由器的松散路由跳跃。其结果是沿南路路由的 LSP。入口路由器使用 CSPF 计算完整路径和 RSVP,以便沿 LSP 安装转发状态。

  • 您可以在没有任何限制的情况下配置入口路由器。在这种情况下,正常 IGP 最短路径路由用于确定 LSP 的路径。此配置在信息流工程方面不提供任何价值。但是,在需要虚拟专用网络 (VPN) 等服务时,这很容易而且可能很有用。

在所有这些情况下,您都可以指定任意数量的 LSP 作为主要 LSP 的备份,从而允许您组合多个配置方法。例如,您可以明确地计算主要路径脱机,将辅助路径设置为基于约束的路径,并使三级路径不受约束。如果路由主 LSP 的电路发生故障,则入口路由器会注意到从下游路由器收到的错误通知或 RSVP 软状态信息到期时的中断。然后,路由器会将流量动态转发至热备用 LSP,或调用 RSVP 为新的备份 LSP 创建转发状态。

BGP 级传输平面概述

BGP 级传输平面的优势

  • 网络切片- 服务层和传输层相互分离,通过跨多个域的端到端切片为网络切片和虚拟化奠定了坚实基础,从而显著降低了 CAPEX。

  • 域间互操作性 – 跨协同操作域扩展传输类部署,使每个域中的不同传输信号协议互操作。调和每个域中可能使用的扩展社区名称空间之间的任何差异。
  • 带有回退功能的彩色解析 – 支持通过彩色隧道(RSVP、IS-IS 灵活算法)进行解析,并可在尽力服务隧道或其他任何颜色隧道上提供灵活的回退选项。

  • 服务质量 – 定制和优化网络以实现端到端 SLA 要求。
  • 利用现有部署 – 支持 RSVP 等部署良好的隧道协议以及 IS-IS 灵活算法等新协议,从而保留 ROI 并降低运营支出。

BGP 级传输平面术语

本节提供了了解 BGP 级传输平面的常用术语摘要。

  • 服务节点– 入口提供商边缘 (PE) 设备,用于发送和接收服务路由(互联网和第 3 层 VPN)。

  • 位于不同域(IGP 区域或 AS)连接点的边界节点-设备。

  • 传输节点– 发送和接收 BGP 标签单播 (LU) 路由的设备。

  • 使用 RFC4364 机制构建的 BGP-VPN-VPN

  • 路由目标 (RT) – 用于定义 VPN 成员资格的扩展社区类型。

  • 路由区分符 (RD)–用于区分路由所属的 VPN 或虚拟专用 LAN 服务 (VPLS) 的标识符。每个路由实例都必须有一个与之关联的独特路由识别器。

  • 解析方案 – 用于解决提供回退的解析 RIB 中的协议下一跃点地址 (PNH)。

    它们根据映射社区将路由映射到系统中的不同传输 RIB。

  • 服务家族 – BGP 地址族,用于为数据流量播发路由,而不是隧道。

  • 传输系列 – BGP 地址族,用于通告隧道,而隧道又由服务路由用于解析。

  • 传输隧道 – 服务可通过该隧道放置流量的通道,例如 GRE、UDP、LDP、RSVP、SR-TE、BGP-LU。

  • 隧道域 – 网络的一个域,包含服务节点和边界节点,由一个管理控制,它们之间有一个隧道。可以使用标签将节点拼接在一起,从而创建一个跨越多个相邻隧道域的端到端隧道。

  • 传输类 – 提供相同类型的服务的一组传输隧道。

  • 传输类 RT– 路由目标的新格式,用于识别特定传输类。

    路由目标的新格式,用于识别特定传输类。
  • 传输 RIB– 在服务节点和边界节点上,传输类具有一个关联传输 RIB,用于固定其通道路由。

  • 传输 RTI–A 路由实例;传输 RIB 容器以及相关传输类路由目标和路由识别器。

  • 传输平面 – 一组导入相同传输类 RT 的传输 RT。这些机制又拼接在一起,用于跨越隧道域边界,使用类似于 AS 间选项-b 的机制在边界节点(下一个Hop-self)交换标签,从而形成端到端传输平面。

  • 在服务路由上映射公共组-社区,通过传输类进行映射以解决问题。

了解 BGP 级传输平面

您可以使用 BGP 级传输平面配置传输等级,根据流量工程特性对 AS 内网络中的一组传输隧道进行分类,并使用这些传输隧道将服务路由映射到所需的 SLA 和预期的回退。

BGP 级传输平面可以将这些隧道扩展到跨多个域(AS 或 IGP 区域)的域间网络,同时保留传输类。为此,您必须在边界和服务节点之间配置 BGP 级托盘端口传输层 BGP 系列。

在 AS 间和 AS 内部实施中,都可以从服务和边界节点创建许多传输隧道(MPLS LSP、IS-IS 灵活算法、SR-TE)。LSP 可在不同域中使用不同的信号协议来发出信号,并且可使用不同的流量工程特征(类或颜色)进行配置。传输通道端点也充当服务端点,可与服务入口节点位于同一通道域中,也可存在于相邻或非相邻域中。您可以使用 BGP 级传输平面将服务重新分配到 LSP 上,在单个域或多个域中使用某些流量工程魅力。

BGP 级传输平面重用 BGP-VPN 技术,使隧道域松散地耦合和协调。

  • 网络层可访问性信息 (NLRI) 是 RD:用于隐藏路径的 隧道端点
  • 路由目标指示 LSP 的传输等级,并将路由泄漏至目标设备上的相应传输 RIB。
  • 每个传输通道协议都会将入口路由安装到传输类.inet.3 路由表中,将隧道传输类标记为 VPN 路由目标,并在传输类.inet.3 传输-rib 路由表中收集相同传输类的 LSP。
  • 在此路由实例中的路由在 BGP 级传输平面(inet 传输)AFI-SAFI 中播发,遵循类似于 RFC-4364 的过程。

  • 跨越 AS 间链路边界时,您必须遵循 Option-b 过程才能缝合这些相邻域中的传输隧道。

    同样,跨越 AS 内部区域时,您必须遵循 Option-b 过程才能拼接不同 TE 域中的传输隧道。

  • 您可以定义解析方案,以指定回退顺序中各种传输类的意图。

  • 您可以通过这些传输类解决服务路由和 BGP 分类传输路由,方法是将映射公共组放在其中。

BGP 级传输系列沿着 BGP-LU 传输层系列运行。在运行 BGP-LU 的无缝 MPLS 网络中,满足 5G 的严格 SLA 要求是一项挑战,因为隧道的流量工程特性不为人知或跨域边界保留。BGP 级传输平面提供易于操作且可扩展的方法来通告远程回传的多个路径,以及无缝 MPLS 架构中的传输类信息。在 BGP 类级分级系列路由中,使用传输路由目标扩展社区表示不同的 SLA 路径,该社区承载着传输类颜色。接收的 BGP 路由器使用此传输路由目标将 BGP 级传输路由与相应的传输类相关联。重新播发 BGP 级传输路由时,MPLS 会交换路由,连接相同传输类的 AS 内部隧道,从而形成保留传输类的端到端隧道。

BGP 级传输平面的 AS 内部实施

图 4 展示了在 AS 内域中实施 BGP 级传输平面的前后情景的网络拓扑。设备 PE11 和 PE12 使用 RSVP LSP 作为传输通道,所有传输通道路由均安装在 inet.3 RIB 中。实施 BGP 级透明平面可使 RSVP 传输隧道具有与分段路由隧道类似的颜色感知能力。

图 4: AS 内部域:BGP 分类传输平面实施的前后场景 AS 内部域:BGP 分类传输平面实施的前后场景 AS 内部域:BGP 分类传输平面实施的前后场景

要在 AS 内部设置中将传输隧道分类为 BGP 传输类:

  1. 在服务节点(入口 PE 设备,例如黄金和青铜器)定义传输类,并为定义的传输类分配颜色公共组值。

    示例配置:

  2. 将传输通道关联至隧道入口节点上的特定传输类。

    示例配置:

AS 内部 BGP 级传输平面功能:

  • BGP 级传输根据指定传输类(黄金和青铜)创建预定义的传输 RIB,并从其颜色值(100 和 200)自动衍生映射社区。
  • 当与传输类相关联时,通道协议在传输 RIB 中填充 AS 内部传输路由。

    在此示例中,传输 RIB junos-rti-tc-<100>.inet.3junos-rti-tc-<200>.inet.3 和 junos-rti-tc-<200>.inet.3 中安装了与传输类黄金(颜色 100) 和传输类铜质(彩色 200)关联的 RSVP LSP 路由。

  • 服务节点 (入口 PES) 与服务路由的扩展颜色社区(颜色:0:100 和颜色:0:200)匹配,以采用预定义解析的 RIB 对应映射社区并解析相应传输 RIB 中的协议下一跳跃 (PNH)(junos-rti-tc-<100>.inet.3、 或 junos-rti-tc-<200>.inet.3)。
  • BGP 路由通过承载经过测定映射的公共组绑定到解析方案。
  • 每个传输类都会自动创建两个预定义的解析方案,并自动导出映射社区。

    一个解决方案是解决使用 Color:0:<val> 作为映射社区的服务路由。

    另一个解决方案是解决使用 传输目标:0:<val> 作为映射社区的传输路由。

  • 如果无法使用预定义解析方案中列出的 RIB 解决服务路由 PNH,则可以回溯到 inet.3 路由表。
  • 您还可以在配置层次结构下 [edit routing-options resolution scheme] 使用用户定义的解析方案,在不同颜色的传输 RIB 之间配置回退。

BGP 级传输平面的 AS 间实施

在 AS 间网络中,在所有服务节点或 PE 设备和边界节点(ABR 和 ASBR)上配置至少两个传输等级(金和铜)之后,BGP-LU 会转换为 BGP 级传输网络。

要将传输隧道转换为 BGP 级传输:

  1. 定义服务节点(入口 PE 设备)和边界节点(ABR 和 ASBR)上的传输类,例如黄金和手册。

    示例配置:

  2. 将传输通道关联到隧道入口节点(入口 PES、ABR 和 ASBR)的特定传输类。

    示例配置:

    对于 RSVP LSP

    对于 IS-IS 可放飞算法

  3. 在网络中为 BGP 分类传输(inet 传输)和 BGP-LU(inet 标记为单播)启用新系列。

    示例配置:

  4. 使用适当的扩展颜色公共组通告来自出口 PE 设备的服务路由。

    示例配置:

AS 间 BGP 级传输平面功能:

  1. BGP 级传输平面每个指定传输类(黄金和青铜)创建预定义的传输 RIB,并自动从其颜色值派生映射公共组。
  2. 当与传输类相关联时,通过隧道协议在传输 RIB 中填充 AS 内部传输路由。

    例如,与传输类黄金和青铜器关联的传输通道路由分别安装在传输 RIB junos-rti-tc-<100>.inet.3junos-rti-tc-<200>.inet.3 中。

  3. BGP 级传输平面在将传输隧道路由从每个传输 RIB 复制到 bgp.transport.3 路由表时,使用唯一的路由区分器和路由目标。
  4. 如果在 BGP 会话中协商了家族 inet 传输,则边界节点会将 bgp.transport.3 路由表的路由通告到其他域中的对等方。
  5. 接收边界节点可在 bgp.transport.3 路由表中安装这些 bgp-ct 路由,并根据传输路由目标将这些路由复制到相应的传输 RIB。
  6. 服务节点与解析方案中的映射社区匹配服务路由中的彩色社区,并解析相应传输 RIB 中的 PNH( junos-rti-tc-<100>.inet.3junos-rti-tc-<200>.inet.3)。
  7. 边界节点使用预定义的解析方案进行传输路由 PNH 解析。
  8. 两种解析方案均已预定义或用户定义,支持服务路由 PNH 解析。预定义使用 inet.3 作为回退,用户定义的解析方案允许在解决 PNH 时按照指定的顺序使用传输 RIB 列表。
  9. 如果无法使用用户定义解析方案中列出的 RIB 解决服务路由 PNH,则将丢弃路由。

带有底层彩色 SR-TE 隧道的 BGP 类传输 (BGP-CT) 概述

BGP-CT 与底层彩色 SR-TE 隧道的优势

  • 解决未来随着网络增长而可能出现的规模问题。
  • 为使用不同技术的域提供互连。
  • 分离服务和传输层,形成一个完全分布的网络。
  • 通过 SR-TE 的域内流量工程控制器提供独立的带宽管理。

不断发展演进的大型网络需要无缝分段路由架构。从 Junos OS 版本 21.2 开始,我们支持将底层传输作为彩色 SR-TE 隧道的 BGP-CT。BGP-CT 可以使用传输 RIB 解析服务路由并计算下一跳跃。当前通过 BGP-CT 支持的服务也可使用底层 SR-TE 彩色隧道进行路由解析。这些服务现在可以使用底层 SR-TE 彩色隧道,例如静态彩色隧道、BGP SR-TE 隧道、可编程 rpd 隧道和 PCEP 彩色隧道。BGP-CT 使用下一跳跃可访问性通过所需的传输类解析服务路由。

要在底层 SR-TE 彩色隧道上启用 BGP-CT 服务路由解析,请在[edit protocols source-packet-routing]层级包含use-transport-class语句。

注:
  1. 启用语 use-transport-class

    [edit protocols source-packet-routing] 级。

    以及 auto-create 层次结构级别的 [edit routing-options transport-class] 语句
  2. 我们不支持具有此功能的彩色 SR-TE use-transport-class 和仅有色 SR-TE 隧道的 RIB 组。

借助 RSVP Patherr 消息提高流量工程数据库准确性

基于 RSVP 的信息流工程的一个重要元素是流量工程数据库。信息流工程数据库包含参与流量工程的所有网络节点和链路的完整列表,并且每个链路都可以包含一组属性。(有关流量工程数据库的详细信息,请参阅 受限路径 LSP 计算。)最重要的链路属性之一是带宽。

随着 RSVP LSP 的建立和终止,链路上的带宽可用性会快速变化。流量工程数据库可能会与实际网络产生不一致之处。这些不一致之处无法通过提高 IGP 更新的速率来修复。

链路可用性可能共享相同的不一致问题。不可用的链路可能会中断所有现有 RSVP LSP。但是,网络可能并不轻易知道其不可用性。

配置 rsvp-error-hold-time 语句时,源节点(RSVP LSP 的入口)通过监控从下游节点传输的 PathErr 消息从其 LSP 故障中学习。PathErr 消息中的信息会整合到后续的 LSP 计算中,从而提高 LSP 设置的准确性和速度。一些 PathErr 消息也用于更新流量工程数据库带宽信息,减少流量工程数据库与网络之间的不一致性。

您可以使用 update-threshold 语句控制 IGP 更新的频率。请参阅 在 接口上配置 RSVP 更新阈值

本节讨论以下主题:

Patherr 消息

PathErr 消息通过不同的代码和子代码编号报告各种问题。您可以在 RFC 2205、 资源预留协议 (RSVP)、版本 1、功能规范 和 RFC 3209、 RSVP-TE 中找到这些 PathErr 消息的完整列表:LSP 隧道 RSVP 扩展

配置 rsvp-error-hold-time 语句时,将检查两类 PathErr 消息(具体表示链路故障):

  • 此 LSP 的链路带宽较低:请求的带宽不可用 — 代码 1、子代码 2

    这种类型的 PathErr 消息表示影响通过链路的所有 LSP 的全局性问题。它们表示实际链路带宽低于 LSP 所需的带宽,并且流量工程数据库中的带宽信息可能过高。

    收到此类错误时,本地流量工程数据库中的可用链路带宽将减少,从而影响未来所有 LSP 计算。

  • 此 LSP 不可用的链路:

    • 许可控制故障 — 代码 1,除 2 之外的任何子代码

    • 策略控制故障 — 代码 2

    • 服务抢占 — 代码 12

    • 路由问题 — 无法向目标提供路由 — 代码 24、子代码 5

    这些类型的 PathErr 消息通常与指定的 LSP 相关联。这种 LSP 的失败并不一定意味着其他 LSP 也可能失败。这些错误可能表示最大传输单元 (MTU) 问题、服务抢占(由操作人员手动发起或由具有更高优先级的另一个 LSP 发起)、下一跳跃链路已关闭、下一跳跃邻接方停机或服务拒绝(因为策略考虑)。最好将此特定 LSP 从链路中移开。

识别问题链路

每个 PathErr 消息都包含发送方的 IP 地址。此信息不会传播到入口路由器。流量工程数据库中的查找可以识别发起 PathErr 消息的节点。

每个 PathErr 消息都包含足够的信息来识别触发消息的 RSVP 会话。如果这是一个中转路由器,它只需转发消息即可。如果此路由器是入口路由器(对于此 RSVP 会话),则它具有会话应遍历的所有节点和链路的完整列表。结合始发节点信息,可通过唯一标识链路。

配置路由器以提高流量工程数据库准确性

为了提高信息流工程数据库的准确性,请配置语 rsvp-error-hold-time 句。配置此语句时,源节点(RSVP LSP 的入口)通过监控从下游节点传输的 PathErr 消息,从其 LSP 故障中学习。PathErr 消息中的信息会整合到后续的 LSP 计算中,从而提高 LSP 设置的准确性和速度。某些 PathErr 消息也用于更新流量工程数据库带宽信息,减少流量工程数据库与网络之间的不一致性。

要配置 MPLS 应该记住 RSVP PathErr 消息的时间并在 CSPF 计算中加以考虑,请包括以下 rsvp-error-hold-time 语句:

您可以在以下层次结构级别中包含此语句:

  • [edit protocols mpls]

  • [edit logical-systems logical-system-name protocols mpls]

时间可以是一个值,从 1 秒到 240 秒。默认设置为 25 秒。配置值 0 禁用监控 PathErr 消息。

发布历史记录表
版本
说明
22.1R1
从 Junos OS 版本 22.1 R1 开始,我们在流量工程数据库 (TED) 和 BGP 链路状态 (LS) 中添加了 IPv6 前缀和 IPv6 邻接 SID MPLS 支持。
20.4R1
从 Junos OS 20.4R1 版开始,除了 IPv4 地址之外,您还可以配置 IS-IS 流量工程以将 IPv6 信息存储在流量工程数据库 (TED) 中。
17.4R1
从 Junos OS 版本 17.4R1 开始,信息流工程数据库在 lsdist.0 路由表中安装内部网关协议 (IGP) 拓扑信息以及 RSVP-TE 拓扑信息
17.2R1
从 Junos OS 17.2R1 版开始,BGP 链路状态地址族被扩展,以便将网络中的源数据包路由 (SPRING) 拓扑信息分发给软件定义网络 (SDN) 控制器。
17.1R1
从 Junos OS 17.1R1 版开始,QFX10000 交换机上支持使用 BGP 的链路状态分配。