EVPN-VXLAN 环境中使用 IGMP 侦听或 MLD 侦听的组播转发概述

在 EVPN-VXLAN 环境中使用 IGMP 侦听或 MLD 侦听进行组播转发的优势

• 在具有大量组播流量的环境中，使用 IGMP 侦听或 MLD 侦听会将 VLAN 中的组播流量限制到感兴趣的接收器和组播设备，从而节省网络带宽。

• 在多宿主接收器的所有 EVPN 设备之间同步 IGMP 或 MLD 状态可确保所有订阅的侦听方接收组播流量，即使在以下情况下也是如此：

  • 组播组的 IGMP 或 MLD 成员资格报告可能会到达不是以太网段指定转发器 （DF） 的 EVPN 设备上。

  • 离开组播组的 IGMP 或 MLD 消息到达的 EVPN 设备与接收组的相应加入消息的 EVPN 设备不同。

• 选择性组播转发可节省 EVPN 核心中的带宽使用情况，并减少没有侦听方的出口 EVPN 设备的负载。

• 对外部 PIM 网关的支持使得能够在 EVPN-VXLAN 网络中的源和侦听方与外部 PIM 域中的源和侦听方之间交换组播流量。如果没有这种支持，这两个域中的源和侦听方将无法通信。

支持的 IGMP 或 MLD 版本和组成员资格报告模式

表 1 概述了支持的 IGMP 版本以及每个版本支持的成员报告模式。

要将 EVPN 设备显式配置为仅处理 IGMPv3 或 MLDv2 的 SSM （S，G） 成员资格报告，请在层次结构级别设置evpn-ssm-reports-only[edit protocols igmp-snooping vlan vlan-name]配置选项。

您可以为 EVPN 路由实例 （EVI） 中的一个或多个 VLAN 启用仅 SSM 处理。为类型的 virtual switch路由实例启用此选项时，该行为将应用于虚拟交换机实例中的所有 VLAN。启用此选项后，设备将不会处理 ASM 报告并丢弃它们。

如果未配置该 evpn-ssm-reports-only 选项，默认情况下，EVPN 设备将处理 IGMPv2、IGMPv3、MLDv1 或 MLDv2 ASM 报告，并丢弃 IGMPv3 或 MLDv2 SSM 报告。

组播流量转发和路由用例摘要

表 2 总结了我们在 EVPN-VXLAN 网络中支持的组播流量转发和路由用例，以及我们对何时应将用例应用于 EVPN-VXLAN 网络的建议。

例如，在典型的 EVPN-VXLAN ERB 叠加中，您可以实施 VLAN 内转发的用例 1 和 VLAN 间路由和转发的用例 2。或者，如果您希望外部组播路由器来处理 EVPN-VXLAN 网络中的 VLAN 间路由，而非运行 PIM 的 IRB 接口的 EVPN 设备，则可以实施用例 5 而不是用例 2。如果您希望 EVPN-VXLAN 网络中的主机与现有外部 PIM 域中的主机进行通信，您还可以实施用例 3。

在 EVPN-VXLAN CRB 叠加中实施任何用例时，可以混合使用主干设备，例如 MX 系列路由器、EX9200 交换机和 QFX10000 交换机。但是，如果您这样做，请记住，所有主干设备的功能都由每个主干设备的限制决定。例如，QFX10000 交换机支持以下类型的virtual-switch单个路由实例。尽管 MX 系列路由器和 EX9200 交换机支持多个 或 virtual-switch类型的evpn路由实例，但在这些设备上，您必须配置一个此类路由实例virtual-switch，以便与 QFX10000 交换机互作。

用例 1：VLAN 内组播流量转发

我们建议将此基本用例用于所有 EVPN-VXLAN 网络。

此用例支持将组播流量转发到同一 VLAN 中的主机，并包括以下主要功能：

• 在全活动模式下，单宿主至 EVPN 设备或多宿主至多个 EVPN 设备的主机。

  注意：

  EVPN-VXLAN 组播使用特殊的 IGMP 和 MLD 组离开处理来处理多宿主源和接收方，因此我们不支持 immediate-leave EVPN-VXLAN 网络中的 或 [edit protocols mld-snooping] 层次结构中的[edit protocols igmp-snooping]配置选项。

• 路由实例：

  • 如果网络中的所有设备都支持使用默认交换机实例的 EVPN，则默认交换机实例。

  • 如果网络中的所有设备都支持使用 virtual-switch 以下实例类型的 EVPN：

    • （QFX 系列交换机）类型的单个路由实例 virtual-switch。

    • （MX 系列路由器、vMX 虚拟路由器和 EX9200 交换机）或 类型的evpnvirtual-switch多个路由实例。

  • （优选）如果网络中的所有设备都支持使用 MAC-VRF 实例的 EVPN，则是一个或多个此类路由实例 mac-vrf 。（请参阅 MAC-VRF 路由实例类型概述。）

• EVI 路由面向与多宿主 EVI 关联的扩展社区属性。

  BGP EVPN 7 类 （加入同步路由）和 8 类 （离开同步路由）路由携带这些属性，以便同时支持多个 EVPN 路由实例。有关组播标志扩展社区的信息，请参阅 EVPN 组播标志扩展社区。

• IGMPv2、IGMPv3、MLDv1 或 MLDv2。有关每个 IGMP 或 MLD 版本支持的成员报告模式的信息，请参阅 表 1。有关多宿主 EVPN 设备之间 IGMP 或 MLD 路由同步的信息，请参阅 EVPN-MPLS 环境中使用 IGMP 或 MLD 侦听的组播转发概述。

• IGMP 侦听或 MLD 侦听。

  网络中的主机发送 IGMP 报告（针对 IPv4 流量）或 MLD 报告（针对 IPv6 流量），以表达对来自组播源的特定组播组的兴趣。启用了 IGMP 侦听或 MLD 侦听的 EVPN 设备侦听 IGMP 或 MLD 报告，并使用接入端的侦听信息建立仅将组播组的流量转发给感兴趣的接收方的组播路由。

  IGMP 侦听或 MLD 侦听支持相同或不同站点中的组播发送方和接收方。站点可以仅附加接收方、仅源或同时附加发送方和接收方。

• 选择性组播转发（播发 EVPN 6 类 选择性组播以太网标记 （SMET） 路由，仅转发给感兴趣的接收方）。

  此功能使 EVPN 设备能够有选择地仅将组播流量转发到 EVPN 核心中对该组播组表示关注的设备。

  注意：

  我们仅支持在 EVPN-VXLAN CRB 叠加中将选择性组播转发到 EVPN 核心中的设备。

  启用 IGMP 侦听或 MLD 侦听后，默认情况下会启用选择性组播转发。

• 不支持 IGMP 侦听、MLD 侦听和选择性组播转发的 EVPN 设备。

虽然您可以在 EVPN 单宿主环境中实施此用例，但此用例在具有大量组播流量的 EVPN 多宿主环境中组播尤其有效。

所有多宿主接口必须具有相同的配置，并且所有多宿主对等 EVPN 设备必须处于主动模式（非备用或被动模式）。

最初从组播源接收流量的 EVPN 设备称为 入口设备。入口设备按如下方式处理 VLAN 内组播流量的转发：

• 启用 IGMP 侦听或 MLD 侦听后（也会在支持设备上启用选择性组播转发）：

  • 如 图 1 所示，入口设备（叶 1）有选择地将流量转发到具有接入接口的其他 EVPN 设备，其中同一组播组有感兴趣的接收器。

  • 然后，流量会有选择地转发至 EVPN 核心中已播发 EVPN Type 6 SMET 路由的出口设备。

• 如果任何 EVPN 设备不支持 IGMP 侦听或 MLD 侦听，或者无法发起 EVPN Type 6 SMET 路由，入口设备就会将组播流量泛洪到这些设备。

• 如果主机多宿主到多个 EVPN 设备，则 EVPN 设备将交换 EVPN 7 类 和 8 类 路由，如 图 1 所示。此交换会同步在多宿主接口上收到的 IGMP 或 MLD 成员资格报告，以协调发送至不同 EVPN 设备的消息的状态，或者在其中一台 EVPN 设备发生故障时进行协调。

  注意：

  EVPN 7 类和 8 类  路由带有 EVI 路由扩展社区属性，以确保正确的 EVPN 实例在具有多个路由实例的设备上获取 IGMP 状态信息。QFX 系列交换机仅在默认 EVPN 路由实例 （）default-switch 中支持 IGMP 侦听。在 17.4R2、17.3R3 或 18.1R1 之前的 Junos OS 版本中，这些交换机在 7 类和 8 类  路由中不包含 EVI 路由扩展社区属性，因此，如果还配置了其他路由实例，它们无法正确同步 IGMP 状态。从 Junos OS 17.4R2、17.3R3 和 18.1R1 版开始，QFX10000 交换机包含标识目标路由实例的 EVI 路由扩展社区属性，如果配置了其他路由实例时，在默认 EVPN 路由实例中启用了 IGMP 侦听，则可以同步 IGMP 状态。

  在支持多宿主的 EVPN-VXLAN 交换矩阵中支持 MLD 和 MLD 侦听的版本中，相同的行为也适用于同步 MLD 状态。

图 1：使用 IGMP 侦听和选择性组播转发 的 VLAN 内部组播流量

如果在 EVPN-VXLAN 网络的一个或多个第 3 层设备上配置了使用 PIM 的 IRB 接口（用例 2），请注意，入口设备会将组播流量转发至第 3 层设备。入口设备会执行此作，以便在充当 PIM 汇聚点 （RP） 的第 3 层设备中注册自身。

用例 2：VLAN 间组播路由和转发 — 使用 PIM 的 IRB 接口

建议将此基本用例用于所有 EVPN-VXLAN 网络，但您更喜欢使用外部组播路由器来处理 VLAN 间路由的情况除外（请参阅用例 5：VLAN 间组播路由和转发 — 外部组播路由器）。

对于此用例，使用协议无关组播 （PIM） 的 IRB 接口将在源和接收方 VLAN 之间路由组播流量。然后，IRB 接口所在的 EVPN 设备会使用以下关键功能转发路由流量：

• 具有入口复制的包容性组播转发

• IGMP 侦听或 MLD 侦听（如果支持）

• 选择性组播转发

包容性组播转发的默认行为是复制组播流量并将流量泛洪到所有设备。但是对于此用例，我们支持包含 IGMP 侦听（或 MLD 侦听）和选择性组播转发相结合的组播转发。因此，组播流量将被复制，但会有选择地转发到 EVPN 核心中具有相关接收方的接入接口和设备。

有关 EVPN 组播标志扩展社区的信息，支持 EVPN 和 IGMP 侦听（或 MLD 侦听）的瞻博网络设备包含在 EVPN Type 3（包含组播以太网标记）路由中，请参阅 EVPN 组播标志扩展社区。

在 EVPN-VXLAN CRB 叠加中，您可以对主干设备进行配置，以便其中一些设备执行 VLAN 间路由和组播流量转发，而另一些则不执行。建议您至少配置两台主干设备来执行 VLAN 间路由和转发。

当有多个设备可以执行组播流量的 VLAN 间路由和转发时，系统会选出一台设备作为每个 VLAN 的指定路由器 （DR）。

在 图 2 所示的示例 EVPN-VXLAN CRB 叠加中，假设需要将组播流量从源 VLAN 100 路由到接收方 VLAN 101。接收方 VLAN 101 配置在主干 1 上，该 VLAN 被指定为该 VLAN 的灾难恢复。

图 2：使用 IRB 接口和 PIM 的 VLAN 间组播流量

VLAN 间路由发生后，EVPN 设备会将路由的流量转发到：

• 具有组播侦听器（IGMP 侦听或 MLD 侦听）的访问接口。

• EVPN 核心中已为接收方 VLAN 2 中的组播组成员发送 EVPN 6 类 SMET 路由的出口设备（选择性组播转发）。

要了解 IGMP 侦听（或 MLD 侦听）和选择性组播转发如何减少包容性组播转发的复制和泛洪行为的影响，请假设 EVPN-VXLAN CRB 叠加网络包含以下元素：

• 100 个使用 PIM 的 IRB 接口，从 IRB.1 开始，一直到 IRB.100

• 100 个 VLAN

• 20 个 EVPN 设备

对于示例 EVPN-VXLAN CRB 叠加， m 表示 VLAN 数量， n 表示 EVPN 设备数量。假设禁用 IGMP 侦听（或 MLD 侦听）和选择性组播转发，当组播流量到达 IRB.1 时，EVPN 设备将复制流量 m * n 次或 100 * 20 次，相当于 20,000 个数据包的速率。如果特定组播组的传入流量速率为每秒 100 个数据包 （pps），则 EVPN 设备必须为该组播组复制 200,000 pps。

如果在示例 EVPN-VXLAN CRB 叠加中启用了 IGMP 侦听（或 MLD 侦听）和选择性组播转发，则假设仅 4 个 VLAN 和 3 个 EVPN 设备上存在特定组播组的相关接收器。在这种情况下，EVPN 设备以 100 * m * n 次 （100 * 4 * 3） 的速率复制流量，即等于 1200 pps。请注意复制速率和必须转发的流量的显著降低。

实施此用例时，请记住，EVPN-VXLAN CRB 叠加和 EVPN-VXLAN ERB 叠加存在重要差异。 表 3 概述了这些差异

除了 表 3 中描述的差异外，EVPN-VXLAN CRB 叠加网络还存在发夹问题。组播流量通常从源主机流向叶设备，再到处理 VLAN 间路由的主干设备。然后，主干设备会将流量复制并转发到带有组播侦听器的 VLAN 和 EVPN 设备。在这种类型的 EVPN-VXLAN 叠加中转发流量时，请注意，主干设备会将流量返回到流量源自的叶设备（发夹）。此问题是 EVPN-VXLAN CRB 叠加设计所固有的。在设计 EVPN-VXLAN 叠加时，请记住这个问题，特别是当您预计叠加中的组播流量量很高且流量复制速率（m * n 次）较大时。

用例 3：VLAN 间组播路由和转发 — 具有第 2 层连接的 PIM 网关

建议将具有第 2 层连接用例的 PIM 网关用于 EVPN-VXLAN ERB 叠加和 EVPN-VXLAN CRB 叠加。

对于此用例，我们假设如下：

• 您已部署 EVPN-VXLAN 网络来支持数据中心。

• 在这个网络中，你已经设置了：

  • VLAN 内组播流量转发，如用例 1 中所述。

  • VLAN 间组播流量路由和转发，如用例 2 中所述。

• 数据中心内有组播源和接收器，您希望与外部 PIM 域中的组播源和接收器进行通信。

该用例为使用 IGMP（或 MLD）和 PIM 的数据中心提供了一种与外部 PIM 域交换组播流量的机制。使用数据中心 EVPN 设备上的第 2 层组播 VLAN （MVLAN） 和关联的 IRB 接口连接到 PIM 域，以便从以下位置实现组播流量的转发：

• 到内部组播目标的外部组播源

• 到外部组播目标的内部组播源

  注意：

  在本节中， 外部 指的是 PIM 域中的组件。内部是指 EVPN-VXLAN 网络中支持数据中心的组件。

图 3 显示了示例 EVPN-VXLAN CRB 叠加中此用例所需的关键组件。

图 3： 用例 3：具有 2 层连接的 PIM 网关 - 关键组件

• PIM 域中的组件：

  • PIM 网关，用作现有 PIM 域与 EVPN-VXLAN 网络之间的接口。PIM 网关是瞻博网络或第三方第 3 层设备，其上配置了 PIM 和路由协议（如 OSPF）。PIM 网关不运行 EVPN。您可以将 PIM 网关连接到一个、多个或所有 EVPN 设备。

  • PIM 集合点 （RP） 是瞻博网络或第三方第 3 层设备，其上配置了 PIM 和路由协议（如 OSPF）。您还必须将 PIM RP 配置为将 PIM 加入或删除消息转换为相应的 IGMP（或 MLD）报告或留下消息，然后将报告和消息转发到 PIM 网关。

• EVPN-VXLAN 网络中的组件：

  注意：

  这些组件是对已为用例 1 和 2 配置的组件的补充。

  • EVPN 设备。为实现冗余，建议通过配置以太网分段标识符 （ESI） 的聚合以太网接口，将 EVPN 设备多宿主到 PIM 网关。在每台 EVPN 设备上，您还必须为此用例配置以下内容：

    • 第 2 层组播 VLAN （MVLAN）。MVLAN 是用于连接 PIM 网关的 VLAN。在 MVLAN 中，PIM 已启用。

    • 一个 MVLAN IRB 接口，您可以在其上配置 PIM、IGMP 侦听（或 MLD 侦听）以及 OSPF 等路由协议。要到达 PIM 网关，EVPN 设备会从此接口转发组播流量。

    • 要使 EVPN 设备能够将组播流量转发到外部 PIM 域，请配置：

      • PIM 到 IGMP 转换：

        对于 EVPN-VXLAN ERB 叠加，可以通过在层次结构级别包含pim-to-igmp-proxy upstream-interface irb-interface-name[edit routing-options multicast]配置语句来配置 PIM 到 IGMP 的转换。为 IRB 接口参数指定 MVLAN IRB 接口。您还必须在上游接口上使用配置语句[edit protocols]设置 igmp interface irb-interface-name passive IGMP 被动模式，并在其中设置pim-to-igmp-proxy。

        对于 EVPN-VXLAN CRB 叠加，无需包含 pim-to-igmp-proxy upstream-interface irb-interface-name OR pim-to-mld-proxy upstream-interface irb-interface-name 配置语句。在这种类型的叠加中，PIM 协议处理从 PIM 域到 EVPN-VXLAN 网络的组播流量路由（反之亦然）。

      • 组播路由器接口：

        通过在层次结构级别包含 multicast-router-interface [edit routing-instances routing-instance-name bridge-domains bridge-domain-name protocols (igmp-snooping | mld-snooping) interface interface-name] configuration 语句来配置组播路由器接口。对于接口名称，请指定 MVLAN IRB 接口。

  • PIM 被动模式。仅对于 EVPN-VXLAN ERB 叠加，您必须确保 PIM 网关仅将数据中心视为第 2 层组播域。为此，请在层次结构级别包含passive[edit protocols pim]配置语句。

用例 4：VLAN 间组播路由和转发 — 具有第 3 层连接的 PIM 网关

建议仅将具有第 3 层连接用例的 PIM 网关用于 EVPN-VXLAN CRB 叠加。

对于此用例，我们假设如下：

• 您已部署 EVPN-VXLAN 网络来支持数据中心。

• 在这个网络中，你已经设置了：

  • VLAN 内组播流量转发，如用例 1 中所述。

  • VLAN 间组播流量路由和转发，如用例 2 中所述。

• 数据中心内有组播源和接收器，您希望与外部 PIM 域中的组播源和接收器进行通信。

此用例为使用 IGMP（或 MLD）和 PIM 的数据中心提供了一种与外部 PIM 域交换组播流量的机制。使用数据中心 EVPN 设备上的第 3 层接口连接到 PIM 域，您可以启用从以下位置转发组播流量：

• 到内部组播目标的外部组播源

• 到外部组播目标的内部组播源

  注意：

  在本节中， 外部 指的是 PIM 域中的组件。 内部是指 EVPN-VXLAN 网络中支持数据中心的组件。

图 4 显示了示例 EVPN-VXLAN CRB 叠加中此用例所需的关键组件。

图 4： 用例 4：具有第 3 层连接的 PIM 网关 — 关键组件

• PIM 域中的组件：

  • PIM 网关，用作现有 PIM 域与 EVPN-VXLAN 网络之间的接口。PIM 网关是瞻博网络或第三方第 3 层设备，其上配置了 PIM 和路由协议（如 OSPF）。PIM 网关不运行 EVPN。您可以将 PIM 网关连接到一个、多个或所有 EVPN 设备。

  • PIM 集合点 （RP） 是瞻博网络或第三方第 3 层设备，其上配置了 PIM 和路由协议（如 OSPF）。您还必须配置 PIM RP 以将 PIM 加入或删除消息转换为相应的 IGMP 或 MLD 报告或离开消息，然后将报告和消息转发到 PIM 网关。

• EVPN-VXLAN 网络中的组件：

  注意：

  这些组件是对已为用例 1 和 2 配置的组件的补充。

  • EVPN 设备。您可以将一个、部分或所有 EVPN 设备连接到 PIM 网关。每次连接都必须通过配置了 PIM 的第 3 层接口进行。除了使用 PIM 的第 3 层接口外，此用例不需要在 EVPN 设备上进行额外配置。

用例 5： VLAN 间组播路由和转发 — 外部组播路由器

从 Junos OS （17.3R1） 开始，您可以将 EVPN 设备配置为执行组播流量的 VLAN 间转发，而无需在 EVPN 设备上配置 IRB 接口。在此场景中，外部组播路由器用于发送 IGMP 或 MLD 查询以请求报告，并通过第 3 层组播协议（如 PIM）转发 VLAN 流量。使用外部组播路由器时不支持 IRB 接口。

对于此用例，您必须在层次结构级别包括 igmp-snooping proxy [edit routing-instances routing-instance-name protocols vlan vlan-name] 或 mld-snooping proxy configuration 语句。

EVPN 组播标志扩展社区

支持 EVPN-VXLAN 和 IGMP 侦听的瞻博网络设备还支持 EVPN 组播标记扩展社区。在其中一台设备上启用 IGMP 侦听后，设备会将社区添加到 EVPN 3 类（含组播以太网标记）路由。

EVPN 3 类路由中没有此社区可能表示播发路由的设备的以下情况：

• 设备不支持 IGMP 侦听。

• 设备未启用 IGMP 侦听。

• 设备运行的 Junos OS 软件版本不支持社区。

• 设备不支持 EVPN 6 类 SMET 路由的播发。

• 该设备具有 IGMP 侦听功能和启用了 PIM 的第 3 层接口。尽管使用 PIM 的第 3 层接口会在接入端执行侦听，并在 EVPN 核心上执行选择性组播转发，但设备需要吸引所有流量才能对 PIM RP 和 VLAN 间路由执行源注册。

上述行为也适用于支持具有 MLD 和 MLD 侦听功能的 EVPN-VXLAN 的设备。

图 5 显示了 EVPN 组播标志扩展社区，它具有以下特征：

• 社区编码为 8 位值。

• “类型”字段的值为 6。

• IGMP 代理支持标志设置为 1，表示设备支持 IGMP 代理。

  这同样适用于 MLD 代理支持标志;如果该标志设置为 1，则设备支持 MLD 代理。可以设置其中一个或两个标志。

图 5：EVPN 组播标志扩展社区