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MPLS 流量工程配置

MPLS 和流量工程

流量工程允许您绕过使用路由表的标准路由模型,从而控制数据包遵循的路径。流量工程将流量从拥塞链路移动到备用链路,自动计算的基于目标的最短路径不会选择这些链路。借助流量工程,您可以:

  • 更有效地利用昂贵的长距离光纤。

  • 控制在遇到单个或多个故障时流量如何重新路由。

  • 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基于在路由器之间构建标签交换路径 (LSP)。LSP 是面向连接的,就像帧中继或 ATM 中的虚拟电路一样。 LSP 不可靠:进入 LSP 的数据包不提供交付保证,但可以给予优惠处理。LSP 也类似于单向隧道,进入路径的数据包被封装在信封中,并在整个路径上进行交换,而不会受到中间节点的影响。LSP 可对数据包在网络中的转发方式进行精细化控制。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 中的流量不受 LSP 存在的影响。也可以为 BGP 和内部网关协议 (IGP) 流量配置 LSP;因此,AS 内部和 AS 间流量都受 LSP 影响。

MPLS 流量工程和信令协议概述

流量工程有助于实现高效可靠的网络运维,同时优化网络资源和流量性能。流量工程提供了将流量从内部网关协议 (IGP) 选择的最短路径转移到网络中可能拥塞较少的物理路径的能力。为了支持流量工程,除了源路由之外,网络还必须执行以下操作:

  • 在源位置计算路径时,要考虑所有约束因素,例如带宽和管理要求。

  • 计算出路径后,在整个网络中分发有关网络拓扑和链路属性的信息。

  • 预留网络资源并修改链路属性。

当过渡流量通过 IP 网络路由时,通常使用 MPLS 来设计其通道。尽管通过过渡网络的确切路径对于流量的发送者或接收者来说并不重要,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有效地路由流量。通过向每个数据包添加包含特定路由指令的简短标签,MPLS 通过网络将数据包从一个路由器切换到另一个路由器,而不是基于下一跳查找转发数据包。生成的路由称为 标签交换路径 (LSP)。LSP 控制流量通过网络的通道,并加速流量转发。

您可以手动创建 LSP,也可以通过使用信令协议来创建 LSP。信令协议可在 MPLS 环境中为中转网络中的流量建立 LSP。Junos OS 支持两种信令协议: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

  • 用于分发有关网络拓扑和链路属性的信息的 IGP 扩展

  • 用于路径计算和路径选择的约束最短路径优先 (CSPF)

  • RSVP 扩展,用于建立沿路径的转发状态并沿路径预留资源

Junos OS 还支持跨不同 OSPF 区域的流量工程。

流量工程能力

将流量映射到现有物理拓扑上的任务称为 流量工程。流量工程提供了将流量从内部网关协议 (IGP) 选择的最短路径移至网络中可能拥塞较少的物理路径的能力。

流量工程提供执行以下操作的功能:

  • 绕过网络中的已知瓶颈或拥塞点路由主路径。

  • 当主路径遇到单个或多个故障时,精确控制流量如何重新路由。

  • 通过确保网络子集不会过度利用,而潜在替代路径沿线的其他网络子集则未得到充分利用,从而更有效地利用可用的聚合带宽和长距离光纤。

  • 最大限度提高运维效率。

  • 通过最大限度地减少数据包丢失、尽量减少长时间拥塞并最大限度地提高吞吐量,增强网络以流量为导向的性能特征。

  • 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)。

流量工程组件

在 Junos® 操作系统 (OS) 中,流量工程是通过 MPLS 和 RSVP 来实现的。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,主机路由(32 位掩码)将安装在入口路由器中,朝向出口路由器;主机路由的地址是 LSP 的目标地址。bgp默认情况下,层次结构级别的[edit protocols mpls]语句选项traffic engineering处于启用状态(您也可以显式配置该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。此功能不适用于特定的路由实例。此外,一次只能启用其中traffic-engineering一个语句选项 (bgpbgp-igpbgp-igp-both-ribsmpls-forwarding)。

注意:

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

您可以配置 OSPF 和流量工程,以在汇总链路状态通告 (LSA) 中通告 LSP 指标 ,如 在汇总 LSA 中通告 LSP 指标一节中所述。

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

您可以通过包含 bgp-igp 语句选项 traffic-engineering ,将 BGP 和 IGP 配置为使用 LSP 转发发往出口路由器的流量。该 bgp-igp 选项会导致所有 inet.3 路由移动到 inet.0 路由表。

在入口路由器上,include 语句的traffic-engineering选项bgp-igp

您可以在以下层级包含此语句:

  • [edit protocols mpls]

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

    注意:

    bgp-igp无法为 VPN) 配置该语句的traffic-engineering选项。VPN 要求路由位于 inet.3 路由表中。

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-ribstraffic-engineering 句的选项以使 BGP 和 IGP 使用 LSP 转发发往出口路由器的流量。该 bgp-igp-both-ribs 选项会在 inet.0 路由表(对于 IPv4 单播路由)和 inet.3 路由表(用于 MPLS 路径信息)中安装入口路由。

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

您可以在以下层级包含此语句:

  • [edit protocols mpls]

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

使用该 bgp-igp-both-ribs 语句时,来自 inet.3 表的路由将复制到 inet.0 表中。复制的路由是 LDP 信号或 RSVP 信号,并且可能比 inet.0 中的其他路由具有劣等的优先级。优先级较低的路由更有可能被选为活动路由。这可能会带来问题,因为路由策略仅对活动路由起作用。要防止此问题,请改用该 mpls-forwarding 选项。

注意:

具有数值最低优先级值的 LSP 将被选为首选路由。

例如:

优先级值为 1000 的 LSP 更优越,因此优先级值为 1001 的 LSP 更优先。

使用 RSVP 和 LDP 路由进行转发,但不使用路由选择

如果为语traffic-engineering句配置 bgp-igp or bgp-igp-both-ribs 选项,则高优先级 LSP 可以取代 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traffic-engineeringmpls-forwarding选项,则 LSP 将用于转发,但不会从路由选择中排除。这些路由将同时添加到 inet.0 和 inet.3 路由表中。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 具有正常优先级,因此用于选择转发下一跃点。

激活该 mpls-forwarding 选项后,状态为 的 ForwardingOnly 路由将首选进行转发,即使其优先级低于当前活动路由的优先级。要检查路由的状态,请执行命令 show route detail

要使用 LSP 进行转发,但将其排除在路由选择之外,请包含 mpls-forwarding 以下语句的 traffic-engineering 选项:

您可以在以下层级包含此语句:

  • [edit protocols mpls]

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

配置该 mpls-forwarding 选项时,IGP 快捷路由仅会复制到 inet.0 路由表。

与该 bgp-igp-both-ribs 选项不同的是,该 mpls-forwarding 选项允许您使用 LDP 信号和 RSVP 信号路由进行转发,并使 BGP 和 IGP 路由保持活动状态以用于路由目的,以便路由策略可以对其采取措施。

例如,假设一台路由器正在运行 BGP,并且它的 BGP 路由为 10.10.10.1/32,需要将其发送到另一个 BGP 发言者。如果使用该 bgp-igp-both-ribs 选项,并且您的路由器也有到 10.10.10.1 的标签交换路径 (LSP),则 10.10.10.1 的 MPLS 路由将在 inet.0 路由表中变为活动状态。这可以防止您的路由器将 10.10.10.1 路由播发到其他 BGP 路由器。另一方面,如果使用该 mpls-forwarding 选项而不是 bgp-igp-both-ribs 该选项,则 10.10.10.1/32 BGP 路由将播发给其他 BGP 发言者,并且 LSP 仍用于将流量转发到 10.10.10.1 目标。

在汇总 LSA 中播发 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,以便在汇总 LSA 中通告 LSP 指标。

对于 MPLS,请添加 traffic-engineering bgp-igp and label-switched-path 语句:

您可以在以下层次结构级别包含这些语句:

  • [edit protocols mpls]

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

对于 OSPF,请包含以下语 lsp-metric-into-summary 句:

您可以在以下层级包含此语句:

  • [edit protocols ospf traffic-engineering shortcuts]

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

有关 OSPF 流量工程的更多信息,请参阅适用于路由 设备的 Junos OS 路由协议库

启用区域间流量工程

Junos OS 可以跨多个 OSPF 区域向连续流量工程 LSP 发出信号。LSP 信令必须使用嵌套或连续信令来完成,如 RFC 4206, 具有通用多协议标签交换 (GMPLS) 流量工程 (流量工程) 的标签交换路径 (LSP) 层次结构中所述。但是,连续信令支持仅限于基本信令。连续信令不支持重新优化。

下面介绍一些区域间流量工程功能:

  • 当使用 CSPF 在OSPF区域内的显式路由对象 (ERO) 计算在入口路由器上配置松跳区域边界路由器 (ABR) 时,可以启用区域间流量工程。ABR 上的 ERO 扩展已完成。

  • 启用 CSPF 时,可以启用区域间流量工程,但无需在入口路由器上的 LSP 配置中指定 ABR(可自动指定 ABR)。

  • 只要类类型映射在多个区域中一致,就支持差异服务 (DiffServ) 流量工程。

要启用区域间流量工程,请在每个 LSP 中转路由器的配置中包含该 expand-loose-hop 语句:

您可以在以下层级包含此语句:

  • [edit protocols mpls]

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

为 LSP 启用 AS 间流量工程

通常,满足以下条件的 LSP 可以进行流量工程:

  • LSP 的两端位于同一 OSPF 区域或同一 IS-IS 级别。

  • LSP 的两端位于同一自治系统 (AS) 内的不同 OSPF 区域中。不支持以不同 IS-IS 级别结尾的 LSP。

  • 显式路径 LSP 的两端位于不同的 OSPF AS 中,并且自治系统边界路由器 (ASBR) 静态配置为显式路径 LSP 支持的松散跃点。有关更多信息,请参阅 配置显式路径 LSP

如果 LSP 上没有静态定义的 ASBR,则无法在一个路由域或 AS 与另一个路由域之间进行流量工程。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,流量工程 LSP 可以跨越 AS 并动态发现连接这些 AS 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并且使用 EBGP 配置了 OSPF 被动模式,就可以使用AS 间流量工程 LSP。以下章节提供了详细信息:

AS 间流量工程要求

AS 间流量工程 LSP 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得到满足:

  • 所有 AS 均由单个服务提供商控制。

  • OSPF 用作每个 AS 内的路由协议,EBGP 用作 AS 之间的路由协议。

  • 每个AS内都有 ASBR 信息。

  • EBGP 路由信息由 OSPF 分配,每个 AS 内均设有 IBGP 全网状。

  • 中转 LSP 不会 在 AS 间链路上配置 ,而是在 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 下配置为被动流量工程链路。远程链路地址本身(而非环路地址或任何其他链路地址)用作此无源链路的远程节点标识符。有关 OSPF 被动流量工程模式配置的更多信息,请参阅 配置 OSPF 被动流量工程模式

此外,用于 OSPF 无源流量工程链路的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 常规操作的更多信息,请参阅适用于 路由设备的 Junos OS 路由协议库

AS 间流量工程限制

AS间流量工程 LSP 仅支持 LSP 分层或嵌套信令。仅支持点对点 LSP(不支持点对多点)。

此外,还适用以下限制。即使满足上述要求,这些条件中的任何一个都足以使 AS 间流量工程 LSP 无法使用。

  • 不支持使用多跃点 BGP。

  • 不支持使用监管器或拓扑来阻止 AS 内部知道 BGP 路由。

  • 不支持 EBGP 对等方之间的 LAN 上的多个 ASBR。EBGP 对等方之间的 LAN 上仅支持一个 ASBR(其他 ASBR 可以存在于 LAN 上,但不能播发)。

  • 不支持隐藏 ASBR 信息或阻止 ASBR 信息在 AS 内部分发的路由反射器或策略。

  • 不支持双向 LSP(从流量工程的角度来看,LSP 是单向的)。

  • 不支持将 AS 间和 AS 内部路径都用来到达同一目标的拓扑。

此外,AS 间流量工程不支持所有 LSP 常规的几个功能:

  • 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。

  • 不支持在传输路由器上进行回转。

  • 不支持多样化路径计算。

  • 不支持平滑重启。

AS 间流量工程 LSP 的这些限制或不受支持的功能列表并不详尽。

配置 OSPF 被动流量工程模式

通常,内部路由协议(如 OSPF)不会在 AS 之间的链路上运行。但是,为了使 AS 间流量工程正常运行,必须在 AS 中提供有关 AS 间链路的信息,特别是远程接口上的地址。EBGP 可达性消息或 OSPF 路由通告中通常不会包含此信息。

要在 AS 中泛洪此链路地址信息并将其用于流量工程计算,您必须在每个 AS 间接口上为流量工程配置 OSPF 被动模式。您还必须提供要分发并包含在流量工程数据库中的 OSPF 的远程地址。

要为 AS 间接口上的流量工程配置 OSPF 被动模式,请在层次结构级别包含passive[edit protocols ospf area area-id interface interface-name]链路的语句:

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

数据包转发组件

Junos 流量工程架构的数据包转发组件是 MPLS,它负责沿着网络中的预定路径引导 IP 数据包流。此路径称为 标签交换路径 (LSP)。LSP 是单工的;也就是说,流量从头端(入口)路由器沿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 用于在每个方向上传输流量。LSP 由一个或多个标签交换跃点串联而成,允许跨 MPLS 域将数据包从一台路由器转发到另一台路由器。

当入口路由器收到 IP 数据包时,它会向数据包添加一个 MPLS 报头,并将其转发到 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,直到到达 LSP 的尾端(出口路由器)。此时,MPLS 报头将被移除,并根据第 3 层 信息(如 IP 目标地址)转发数据包。此方案的价值在于,LSP 的物理路径不限于 IGP 选择的到达目标 IP 地址的最短路径。

基于标签交换的数据包转发

每个路由器上的数据包转发过程都基于标签交换的概念。此概念类似于永久性虚拟电路 (PVC) 中每个异步传输模式 (ATM) 交换机上发生的情况。每个 MPLS 数据包都带有一个 4 字节封装报头,其中包含一个 20 位的固定长度标签字段。当包含标签的数据包到达路由器时,路由器会检查标签并将其作为索引复制到其 MPLS 转发表中。转发表中的每个条目都包含一个接口-入站标签对,该对映射到一组转发信息,这些信息将应用于到达具有相同入站标签的特定接口的所有数据包。

数据包如何遍历 MPLS 骨干网

本节介绍 IP 数据包在遍历 MPLS 骨干网络时如何处理。

在 MPLS 骨干网的入口边缘,入口路由器会检查 IP 报头。基于此分析,对数据包进行分类、分配标签、封装在 MPLS 标头中,然后转发到 LSP 中的下一跃点。MPLS 在将 IP 数据包分配给 LSP 方面提供了高度的灵活性。例如,在 Junos 流量工程实施中,到达入口路由器的所有数据包如果注定要在同一出口路由器上退出 MPLS 域,则将沿同一 LSP 进行转发。

数据包开始遍历 LSP 后,每个路由器都会使用该标签来做出转发决策。MPLS 转发决策独立于原始 IP 报头做出:传入接口和标签用作 MPLS 转发表的查找键。旧标签将替换为新标签,数据包将沿 LSP 转发到下一跃点。此过程在 LSP 中的每台路由器上重复,直到数据包到达出口路由器。

当数据包到达出口路由器时,标签将被删除,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

流量工程需要详细了解网络拓扑结构以及有关网络负载的动态信息。为了实现信息分发组件,定义了 IGP 的简单扩展。链路属性作为每个路由器的链路状态通告的一部分包含在内。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) 实现。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流量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。

每个路由器在专门的流量工程数据库中维护网络链路属性和拓扑信息。流量工程数据库专门用于计算 LSP 在物理拓扑中放置的显式路径。将维护单独的数据库,以便后续流量工程计算独立于 IGP 和 IGP 的链路状态数据库。同时,IGP 无需修改即可继续运行,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由 IGP 泛洪并放入流量工程数据库后,每个入口路由器都会使用流量工程数据库来计算其自己的 LSP 集在路由域中的路径。每个 LSP 的路径可以用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,应作为 LSP 物理路径的一部分。如果入口路由器指定了 LSP 中的所有路由器,则称 LSP 通过严格显式路由来识别。如果入口路由器仅指定 LSP 中的部分路由器,则 LSP 被描述为松散显式路由。对严格和松散显式路由的支持允许在可能时为路径选择过程提供广泛的自由度,但在必要时进行约束。

入口路由器通过对流量工程数据库中的信息应用约束最短路径优先 (CSPF) 算法,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,可在计算网络最短路径时考虑特定限制。CSPF 算法的输入包括:

  • 从 IGP 获知并在流量工程数据库中维护的拓扑链路状态信息

  • 与网络资源状态相关联的属性(例如,总链路带宽、保留的链路带宽、可用链路带宽和链路颜色),由 IGP 扩展携带并存储在流量工程数据库中

  • 支持通过用户配置获取的遍历拟议 LSP 的流量所需的管理属性(例如带宽要求、最大跳数和管理策略要求)

当 CSPF 考虑新 LSP 的每个候选节点和链路时,它会根据资源可用性或选择该组件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,由一系列路由器地址组成,提供通过满足约束的网络的最短路径。然后,此显式路由将传递给信令组件,后者在 LSP 沿路由器中建立转发状态。

信令组件

在信令组件实际建立 LSP 之前,不知道 LSP 是否可行。负责建立 LSP 状态和分发标签的信令组件依赖于 RSVP 的许多扩展:

  • 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。显式路由可以是严格的,也可以是松散的。

  • 标签请求对象允许 RSVP 路径消息请求中间路由器为其正在建立的 LSP 提供标签绑定。

  • Label 对象允许 RSVP 在不更改其现有机制的情况下支持标签的分发。由于 RSVP Resv 消息遵循 RSVP 路径消息的反向路径,因此 Label 对象支持将标签从下游节点分发到上游节点。

离线路径规划和分析

尽管在线路径计算减少了管理工作,但离线规划和分析工具仍然需要一个来优化全球流量工程。在线计算会考虑资源限制,一次计算一个 LSP。这种方法的挑战在于它不具有确定性。LSP 的计算顺序在确定每个 LSP 在网络上的物理路径方面起着至关重要的作用。在流程早期计算的 LSP 比在流程后期计算的 LSP 具有更多的可用资源,因为之前计算的 LSP 会消耗网络资源。如果 LSP 的计算顺序发生变化,则 LSP 生成的物理路径集也可能发生变化。

离线规划和分析工具可同时检查每个链路的资源约束和每个 LSP 的要求。尽管离线方法可能需要几个 小时才能完成,但它会执行全局计算,比较每次计算的结果,然后为整个网络选择最佳解决方案。离线计算的输出是一组优化网络资源利用率的 LSP。离线计算完成后,可以按任意顺序建立 LSP,因为每个 LSP 都是根据全局优化解决方案的规则安装的。

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上。您可以使用基于约束的布线在线确定路径。无论物理路径的计算方式如何,转发状态都会通过 RSVP 在网络中安装。

Junos OS 支持以下方式来路由和配置 LSP:

  • 您可以计算 LSP 脱机的完整路径,并将 LSP 中的每台路由器单独配置为必要的静态转发状态。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 作为动态信令协议,在 LSP 沿线的每台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。您为每个 LSP 配置约束;然后网络本身会确定最能满足这些约束条件的路径。具体而言,入口路由器会根据约束计算整个 LSP,然后在网络中发起信令。

  • 您可以计算 LSP 离线的部分路径,并使用路径中的路由器子集静态配置入口路由器;然后,您可以允许在线计算来确定完整路径。

    例如,假设拓扑包括两条横跨美国的东西向路径:一条在北部穿过芝加哥,另一条在南部穿过达拉斯。如果要在纽约的路由器和旧金山的之间建立 LSP,可以将 LSP 的分路径配置为包括达拉斯路由器的单个松散路由跃点。结果是沿南路径路由的 LSP。入口路由器使用 CSPF 计算完整路径,并使用 RSVP 沿 LSP 安装转发状态。

  • 您可以不受任何限制地配置入口路由器。在这种情况下,常规 IGP 最短路径路由用于确定 LSP 的路径。此配置在流量工程方面不提供任何价值。但是,这很容易,并且在需要虚拟专用网络 (VPN) 等服务的情况下可能很有用。

在所有这些情况下,您可以将任意数量的 LSP 指定为主 LSP 的备份,从而允许您组合多种配置方法。例如,您可以显式地脱机计算主路径,将辅助路径设置为基于约束,并使第三路径不受约束。如果路由主 LSP 的电路发生故障,入口路由器会注意到从下游路由器收到的错误通知或 RSVP 软状态信息过期而出现中断。然后,路由器动态地将流量转发到热备用 LSP 或调用 RSVP,为新的备份 LSP 创建转发状态。

BGP 有类传输平面概述

BGP 有类传输平面的优势

  • 网络切片 – 服务层和传输层彼此分离,通过跨多个域的端到端切片为网络切片和虚拟化奠定了基础,从而显著降低了资本支出。

  • 域间互操作性 - 跨协作域扩展传输类部署,以便每个域中的不同传输信令协议实现互操作。协调每个域中可能正在使用的扩展社区命名空间之间的任何差异。
  • 回退的彩色分辨率 - 通过彩色隧道(RSVP、IS-IS 灵活算法)实现分辨率,并可基于尽力而为隧道或任何其他颜色隧道提供灵活的回退选项。

  • 服务质量 - 自定义并优化网络以满足端到端 SLA 要求。
  • 充分利用现有部署 - 支持 RSVP 等部署良好的隧道协议以及 IS-IS 等新协议 灵活的算法,从而保持投资回报率并降低 OpEx。

BGP 类传输平面术语

本节汇总了了解 BGP 有类传输平面的常用术语。

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

  • 边界节点 - 位于不同域(IGP 区域或 AS)连接点的设备。

  • 传输节点 - 发送和接收 BGP 标记的单播 (LU) 路由的设备。

  • BGP-VPN - 使用RFC4364机制构建的 VPN。

  • 路由目标 (RT) - 用于定义 VPN 成员资格的扩展社区类型。

  • 路由识别符 (RD) - 用于区分路由属于哪个 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唯一的路由识别符与之关联。

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

    它们基于映射社区将路由映射到系统中的不同传输 RIB。

  • 服务家族 - 用于播发数据流量路由的 BGP 地址家族,而非隧道。

  • 传输家族 –用于播发隧道的 BGP 地址家族,而服务路由又使用这些隧道进行解析。

  • 传输隧道 - 服务可通过该隧道放置流量,例如,GRE、UDP、LDP、RSVP、SR-流量工程、BGP-LU。

  • 隧道域 - 在单个管理控制下包含服务节点和边界节点的网络域,且它们之间有一条隧道。通过使用标签将节点拼接在一起,可以创建跨越多个相邻隧道域的端到端隧道。

  • 传输类 - 提供相同类型服务的一组传输隧道。

  • 传输类 RT - 一种用于识别特定传输类的新路由目标格式。

    一种用于识别特定传输类的新路由目标格式。
  • 传输 RIB – 在服务节点和边界节点上,传输类有一个关联的传输 RIB,用于保存其隧道路由。

  • 传输 RTI – 路由实例;传输 RIB 的容器,以及关联的传输类路由目标和路由识别符。

  • 传输平面 - 导入相同传输类 RT 的一组传输 RTI。依次,使用类似于 AS 间选项 b 的机制将它们拼接在一起以跨越隧道域边界,以交换边界节点(下一跃点-自节点),从而形成端到端传输平面。

  • 映射社区 - 服务路由上的社区,该社区映射以通过传输类进行解析。

了解 BGP 有类传输平面

您可以使用 BGP 有类传输平面配置传输类,以便根据流量工程特征对 AS 内部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 和预期回退。

BGP 类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,您必须在边界节点和服务节点之间配置 BGP 有类传输传输层 BGP 家族。

在 AS 间和 AS 内部实施中,都可以从服务节点和边界节点创建许多传输隧道(MPLS LSP、IS-IS 灵活算法、SR-流量工程)。LSP 可以在不同的域中使用不同的信令协议进行信令,并且可以配置不同的流量工程特征(类或颜色)。传输隧道端点还充当服务端点,可以存在于与服务入口节点相同的隧道域中,也可以存在于相邻或非相邻域中。您可以使用 BGP 类传输平面在单个域内或跨多个域中通过具有某些流量工程特征的 LSP 解析服务。

BGP 有类传输平面可重用 BGP-VPN 技术,使隧道域保持松散耦合和协调。

  • 网络层可达性信息 (NLRI) 是 RD:TunnelEndpoint ,用于隐藏路径。
  • 路由目标指示 LSP 的传输类,并将路由泄漏到目标设备上的相应传输 RIB。
  • 每个传输隧道协议都会在 transport-class.inet.3 路由表中安装入口路由,将隧道传输类建模为 VPN 路由目标,并在 transport-class.inet.3 transport-rib 路由表中收集同一传输类的 LSP。
  • 此路由实例中的路由将按照类似于 RFC-4364 的过程在 BGP 有类传输平面(inet 传输)AFI-SAFI 中播发。

  • 跨越 AS 间链路边界时,必须按照 Option-b 过程拼接这些相邻域中的传输隧道。

    同样,跨越 AS 内部区域时,必须按照 Option-b 过程拼接不同流量工程域中的传输隧道。

  • 您可以定义解析方案,以按回退顺序指定对各种传输类的意图。

  • 您可以通过这些传输类解析服务路由和 BGP 类传输路由,方法是在其上携带映射社区。

BGP 有类传输家族与 BGP-LU 传输层家族一起运行。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征是未知的,也不是跨域边界保留的。BGP 有类传输平面提供了操作简单且可扩展的方法,用于通告远程环路的多个路径以及无缝 MPLS 架构中的传输类信息。在 BGP 有类传输家族路由中,不同的 SLA 路径使用传输路由目标扩展社区表示,该社区带有传输类颜色。接收 BGP 路由器使用此传输路由目标将 BGP 类传输路由与相应的传输类相关联。重新播发 BGP 类传输路由时,MPLS 交换路由会将同一传输类的 AS 内部隧道互连,从而形成保留传输类的端到端隧道。

BGP 类传输平面的 AS 内部实施

图 4 展示了在 AS 内部域中实施 BGP 类传输平面的前后场景的网络拓扑。设备 PE11 和 PE12 使用 RSVP LSP 作为传输隧道,所有传输隧道路由都安装在 inet.3 RIB 中。实施 BGP 类交换平面可使 RSVP 传输隧道具有类似于分段路由隧道的颜色感知能力。

图 4:AS 内域:BGP 有类传输平面实施Intra-AS Domain: Before-and-After Scenarios For BGP Classful Transport Planes Implementation前后方案Intra-AS Domain: Before-and-After Scenarios For BGP Classful Transport Planes Implementation

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)上定义传输类,例如金色和铜色,并将颜色社区值分配给定义的传输类。

    示例配置:

  2. 将传输隧道与隧道入口节点上的特定传输类相关联。

    示例配置:

AS 内部 BGP 有类传输平面功能:

  • BGP 有类传输为每个指定的传输类(金色和铜色)创建预定义的传输 RIB,并根据其颜色值(100 和 200)自动派生映射社区。
  • 当 AS 内部传输路由与传输类相关联时,通过隧道协议将其填充到传输 RIB 中。

    在此示例中,与传输类黄金(颜色 100)和传输类青铜(颜色 200)关联的 RSVP LSP 路由分别安装在传输 RIB junos-rti-tc-<100>.inet.3junos-rti-tc-<200>.inet.3 中。

  • 服务节点(入口 PE)将服务路由的扩展颜色社区(颜色:0:100 和颜色:0:200)与预定义解析 RIB 中的映射社区进行匹配,并在相应的传输 RIB(junos-rti-tc-<100>.inet.3 或 junos-rti-tc-<200>.inet.3)中解析协议下一跃点 (PNH)。
  • BGP 路由通过携带关联的映射社区绑定到解析方案。
  • 每个传输类都会自动创建两个预定义的解析方案,并自动派生映射社区。

    一种解析方案用于解析使用 Color:0:<val> 作为映射社区的服务路径。

    另一种解析方案用于解析使用 Transport-Target:0:<val> 作为映射社区的传输路由。

  • 如果服务路由 PNH 无法使用预定义解析方案中列出的 RIB 解析,则可以回退到 inet.3 路由表。
  • 您还可以在 [edit routing-options resolution scheme] 配置层次结构中使用用户定义的解析方案,配置不同颜色传输 RIB 之间的回退。

BGP 类传输平面的 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类(金级和铜级)后,BGP-LU 将转换为BGP类传输网络。

要将传输隧道转换为 BGP 类传输:

  1. 在服务节点(入口 PE 设备)和边界节点(ABR 和 ASBR)上定义传输类,例如 gold 和 broze。

    示例配置:

  2. 将传输隧道关联到隧道入口节点上的特定传输类(入口 PE、ABR 和 ASBR)。

    示例配置:

    对于 RSVP LSP

    对于 IS-IS 可灵活算法

  3. 为网络中的 BGP 有类传输(inet 传输)和 BGP-LU(inet 标记单播)启用新家族。

    示例配置:

  4. 使用适当的扩展颜色社区从出口 PE 设备通告服务路由。

    示例配置:

AS 间 BGP 有类传输平面功能:

  1. BGP 有类传输平面为每个指定的传输类(金色和铜色)创建预定义的传输 RIB,并根据其颜色值自动派生映射社区。
  2. 当与传输类相关联时,AS 内部传输路由通过隧道协议填充在传输 RIB 中。

    例如,与传输等级黄金级和铜级关联的传输隧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 有类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,使用唯一的路由识别符和路由目标。
  4. 如果在 BGP 会话中协商了家族 inet 传输,则边界节点会将路由从 bgp.transport.3 路由表播发至其他域中的对等方。
  5. 接收边界节点在 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. 服务节点将服务路由中的颜色社区与解析方案中的映射社区进行匹配,并在相应的传输 RIB( junos-rti-tc-<100>.inet.3junos-rti-tc-<200>.inet.3)中解析 PNH。
  7. 边界节点使用预定义的解析方案来解析传输路由 PNH。
  8. 预定义或用户定义,两种解析方案均支持服务路由 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析 PNH 时按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 解析服务路由 PNH,则路由将被丢弃。

利用 RSVP PathErr 消息提高流量工程数据库准确性

流量工程数据库是基于 RSVP 的流量工程的一个基本要素。流量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,以及每个链路可以容纳的一组属性。(有关流量工程数据库的更多信息,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迅速变化。流量工程数据库很可能会产生相对于真实网络的不一致。这些不一致无法通过提高 IGP 更新速率来修复。

链路可用性可能存在同样的不一致问题。不可用的链路可能会破坏所有现有的 RSVP LSP。但是,网络可能不容易发现它的不可用。

配置该 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 的故障中学习。来自 PathErr 消息的信息将合并到后续的 LSP 计算中,这可以提高 LSP 设置的准确性和速度。部分 PathErr 消息还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。

您可以使用语句控制 update-threshold 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 -流量工程:LSP 隧道的 RSVP 扩展中找到这些 PathErr 消息的完整列表。

配置该 rsvp-error-hold-time 语句时,将检查两类 PathErr 消息,它们专门表示链路故障:

  • 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传输的所有 LSP 的全局问题。它们表明实际链路带宽低于 LSP 所需的带宽,并且流量工程数据库中的带宽信息很可能被高估了。

    收到此类错误时,本地流量工程数据库中的可用链路带宽会减少,从而影响以后的所有 LSP 计算。

  • 此 LSP 的链接不可用:

    • 准入控制失败 - 代码 1,除 2 之外的任何子代码

    • 策略控制失败 — 代码 2

    • 服务抢占 — 代码 12

    • 路由问题 - 没有可用于目标的路由 - 代码 24,子代码 5

    这些类型的 PathErr 消息通常与指定的 LSP 相关。此 LSP 的故障并不一定意味着其他 LSP 也可能发生故障。这些错误可能表示最大传输单元 (MTU) 问题、服务抢占(由操作员手动启动或由另一个优先级更高的 LSP 启动)、下一跳链路关闭、下一跳邻接方关闭或由于策略考虑而导致服务拒绝。最好将此特定 LSP 路由到远离链路的地方。

识别问题链路

每条 PathErr 消息都包含发件人的 IP 地址。此信息将原封不动地传播到入口路由器。在流量工程数据库中进行查找可以识别发出 PathErr 消息的节点。

每条 PathErr 消息都携带足够的信息来识别触发该消息的 RSVP 会话。如果这是中转路由器,则只转发消息。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。通过与始发节点信息相结合,可以对链路进行唯一标识。

配置路由器以提高流量工程数据库的准确性

要提高流量工程数据库的准确性,请配置 rsvp-error-hold-time 该语句。配置此语句后,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 的故障中学习。来自 PathErr 消息的信息将合并到后续的 LSP 计算中,这可以提高 LSP 设置的准确性和速度。部分 PathErr 消息还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。

要配置 MPLS 应记住 RSVP PathErr 消息并在 CSPF 计算中考虑这些消息的时间,请包含以下 rsvp-error-hold-time 语句:

您可以在以下层级包含此语句:

  • [edit protocols mpls]

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

时间可以是 1 到 240 秒之间的值。默认设置为 25 秒。配置值 0 将禁用对 PathErr 消息的监控。

变更历史表

是否支持某项功能取决于您使用的平台和版本。使用 功能资源管理器 确定您的平台是否支持某个功能。

发布
描述
23.1R1
从 Junos OS 23.1R1 版开始,启用 BGP 联合时,Junos OS 启用 BGP 链路状态 BGP-LS NLRI,以便在 TLV 512 中携带联合体 ID。NLRI 携带联合体 ID 以及 RFC 9086 中定义的 TLV 517 中的成员 AS 编号。
22.1R1
从 Junos OS 22.1 R1 版开始,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。
17.1R1
QFX10000 交换机支持使用 BGP 进行链路状态分配。