多协议 BGP MVPN 概述

有几个组播应用正在推动下一代第 3 层组播 VPN （MVPN） 的部署。一些关键的新兴应用包括：

• 服务提供商向企业客户提供的第 3 层 VPN 组播服务

• 用于批发 IPTV 和连接到同一网络的多个内容提供商的视频传输应用

• 分发富媒体金融服务或企业组播服务

• 城域网组播回传

有两种方法可以实现第 3 层 MVPN。它们通常被称为双 PIM MVPN（也称为“draft-rosen”）和基于多协议 BGP （MBGP） 的 MVPN（“下一代”MVPN 配置方法）。这两种方法都受支持且同样有效。两者的主要区别在于，基于 MBGP 的 MVPN 方法不需要在服务提供商骨干网上配置组播。多协议 BGP 组播 VPN 采用自治系统内部 （AS）、新一代 BGP 控制平面和 PIM 稀疏模式作为数据平面。PIM 状态信息在 PE 路由器之间维护，使用的架构与单播 VPN 的架构相同。使用 MBGP 部署 MVPN 的主要优势是配置和作简单，因为连接 PE 路由器的服务提供商 VPN 骨干网不需要组播。

使用草绘-罗森方法时，服务提供商可能会遇到与维护两种路由和转发机制相关的控制和数据平面扩展问题：一种用于 VPN 单播，另一种用于 VPN 组播。有关 Draft Rosen 限制的更多信息，请参阅 draft-rekhter-mboned-mvpn-deploy。

MBGP MVPN 的主要特征是：

• 它们扩展了第 3 层 VPN 服务 （RFC 4364），以支持第 3 层 VPN 服务提供商的 IP 组播。

• 它们遵循与 RFC 4364 为单播 VPN 指定的相同架构。 具体而言，BGP 用作组播 VPN 的提供商边缘 （PE） 路由器到 PE 路由器控制平面。

• 它们消除了对组播 VPN 的虚拟路由器 （VR） 模型（如互联网草案 draft-rosen-vpn-mcast， MPLS/BGP VPN 中的组播中所指定）和 RFC 4364 模型对单播 VPN 的要求。

• 它们依靠基于 RFC 4364 的单播，并带有 AS 内部和 AS 间通信的扩展。

MBGP MVPN 定义两种类型的站点集，发送方站点集和接收方站点集。这些站点具有以下属性：

• 发送站点集中的主机可以为接收站点集中的接收方发起组播流量。

• 接收方站点集之外的接收方不应能够接收此流量。

• 接收方站点集中的主机可以接收由发送方站点集中的任何主机发出的组播流量。

• 接收方站点集中的主机不应能够接收由不在发送方站点集中的任何主机发出的组播流量。

站点可以同时位于发送站点集和接收站点集中，因此此类站点中的主机既可以发起组播流量，也可以接收组播流量。例如，发送方站点集可以与接收方站点集相同，在这种情况下，所有站点都可以相互发起和接收组播流量。

给定 MBGP MVPN 中的站点可能位于同一组织内，也可能位于不同组织中，这意味着 MBGP MVPN 可以是 Intranet 或 Extranet。给定站点可以位于多个 MBGP MVPN 中，因此 MBGP MVPN 可能会重叠。并非给定 MBGP MVPN 的所有站点都必须连接到同一服务提供商，这意味着 MBGP MVPN 可以跨越多个服务提供商。

Junos OS 11.1R2、11.2R2 和 11.4 版支持 Junos Trio 芯片组上的 MVPN 外联网功能或重叠 MVPN 的功能奇偶校验。

查看 MBGP MVPN 的另一种方法是说 MBGP MVPN 由一组管理策略定义。这些策略确定发送方站点集和接收方站点集。这些策略由 MBGP MVPN 客户建立，但由使用现有 BGP 和 MPLS VPN 基础架构的服务提供商实施。

MBGP MVPN 在以下 IETF 互联网草案中定义：

• 互联网草案draft-ietf-l3vpn-2547bis-mcast-bgp-03.txt、 MPLS/BGP IP VPN 中组播的 BGP 编码

• 互联网草案 draft-ietf-l3vpn-2547bis-mcast-02.txt，MPLS/BGP IP VPN 中的组播

可以为 MBGP MVPN 网络配置 PIM 稀疏模式、PIM 密集模式、自动 RP 和引导路由器 （BSR）：

• PIM 稀疏模式 — 允许路由器使用任何单播路由协议，并使用单播路由表执行反向路径转发 （RPF） 检查。PIM 稀疏模式包含显式联接消息，以便路由器确定感兴趣的接收方所在的位置，并向上游的邻接方发送联接消息，从而在接收方和会合点 （RP） 之间构建树。

• PIM 密集模式 — 允许路由器使用任何单播路由协议，并使用单播路由表执行反向路径转发 （RPF） 检查。数据包将被转发到除传入接口以外的所有接口。与 PIM 稀疏模式不同，在 PIM 稀疏模式下，数据包需要显式联接才能向下游传输，而数据包将在 PIM 密集模式下泛洪到路由实例中的所有路由器。

• 自动 RP — 使用 PIM 密集模式传播控制消息并建立 RP 映射。您可以在三种不同模式之一中配置自动 RP 节点：发现模式、通告模式和映射模式。

• BSR - 建立 RP。网络中选定的路由器充当 BSR，为不同的组范围选择唯一的 RP。使用 PE 路由器之间的数据隧道对 BSR 消息进行泛洪。

基于 MBGP 的 MVPN（新一代 MVPN）基于互联网草案，并基于 RFC 2547 扩展了单播 VPN，以包括对 IP 组播流量的支持。这些 MVPN 遵循与单播 VPN 相同的架构模型，并使用 BGP 作为提供商边缘 （PE） 到 PE 的控制平面来交换信息。新一代 MVPN 方法基于互联网草稿 draft-ietf-l3vpn-2547bis-mcast.txt、draft-ietf-l3vpn-2547bis-mcast-bgp.txt 和 draft-morin-l3vpn-mvpn-considerations.txt。

基于 MBGP 的 MVPN 引入了两种新的树类型：

Inclusive tree	主干网中的单个组播分配树，承载来自一组指定的一个或多个 MVPN 的所有组播流量。承载多个 MVPN 流量的包容性树是 聚合包容性树。使用该树附加到 MVPN 接收器站点的所有 PE 都属于该包容性树。
Selective tree	骨干网中的单个组播分配树，为一组指定的一个或多个组播组传输流量。当树上存在属于多个 MVPN 的组播组时，称为 聚合选择性树。

默认情况下，来自大多数组播组的流量可以由包容性树承载，而来自某些组（例如，高带宽组）的流量可以由其中一个选择性树承载。选择性树如果仅包含需要从分配给该树的一个或多个组接收组播数据的 PE，则可以提供比单独的包容性树更优化的路由，尽管这需要在 P 路由器中提供更多状态信息。

基于 MPLS 的 VPN 运行具有自动发现的 BGP 被用作新一代 MVPN 的基础。自动发现的路由信息在组播 VPN （MCAST-VPN） 的 MBGP 网络层可达性信息 （NLRI） 更新中携带。这些 MCAST-VPN NLRI 的处理方式与 IPv4 路由相同：路由识别符用于区分网络中的不同 VPN。这些 NLRI 基于路由目标扩展社区进行导入和导出，就像 IPv4 单播路由一样。换言之，现有 BGP 机制用于在提供商主干网上分发组播信息，而无需直接组播。

例如，假设客户在源特定组播 （SSM） 模式下运行协议无关组播 （PIM） 稀疏模式。只需要源树加入客户组播 （c-组播） 路由。（通过对 SSM 模式的一些增强，可以支持任何源组播 （ASM） 模式下的 PIM 稀疏模式。）

携带特定组播源 S 的客户组播路由只需导入到连接到包含源 S 的站点的 PE 路由器上的 VPN 路由和转发 （VRF） 表中，而不能导入到任何其他 VRF 中，即使对于相同的 MVPN也是如此。为此，特定 PE 上的每个 VRF 都有一个与之关联的不同 VRF 路由导入扩展社区。此社区由 PE 路由器的 IP 地址和本地 PE 编号组成。特定 PE 上的不同 MVPN 具有不同的路由导入，对于特定 MVPN，不同 PE 路由器上的 VRF 实例具有不同的路由导入。此 VRF 路由导入是自动配置的，不受用户控制。

此外，特定 MVPN 中的所有 VRF 都将包含有关每个 VRF 的 VRF 路由导入的信息。这是通过“捎带”VRF 路由，将扩展社区导入到单播 VPN IPv4 路由上来实现的。为确保携带组播源 S 的客户组播路由仅导入到包含源 S 的站点所连接的 PE 路由器上的 VRF 中，需要找到到 S 的单播 VPN IPv4 路由，并将客户组播路由的路由目标设置为刚刚找到的 VPN IPv4 路由携带的 VRF 导入路由。

在基于 MBGP 的 MVPN 中，始发客户组播路由的过程如 图 1 所示。

在图中，MVPN 有三个接收站点（R1、R2 和 R3）和一个源站点 （S）。站点路由器连接到 4 个 PE 路由器，并且 PIM 在 PE 路由器和站点路由器之间运行。但是，只有 BGP 在提供商网络上的 PE 路由器之间运行。

当路由器 PE-1 从站点路由器 R1 接收到 （S，G） 的 PIM 加入消息时，这意味着站点 R1 具有一个或多个接收器，用于给定的源和组播组 （S，G） 组合。在此情形下，路由器 PE-1 会在执行以下三项作后构建并发起客户组播路由：

1. 查找要源 S 的单播 VPN IPv4 路由器

2. 从此路由中提取路由识别符和 VRF 路由导入

3. 将 PIM 联接的 （S，G） 信息、VPN IPv4 路由的路由器识别器以及 VPN IPv4 路由的 VRF 路由中的路由目标导入到 MBGP 更新中

更新通过常规 BGP 机制（如路由器反射器）在 VPN 周围分布。

当源站点 S 接收到 MBGP 信息时发生的情况如 图 2 所示。在图中，客户组播路由信息作为 MBGP 更新由 BGP 路由反射器分发。

然后，提供商路由器 PE-4 将：

1. 接收由 PE 路由器发起并由路由反射器聚合的客户组播路由。

2. 接受客户组播路由到 VRF 中，以获得正确的 MVPN（因为 VRF 路由导入与客户组播路由信息中携带的路由目标匹配）。

3. 在 VRF 中创建正确的 （S，G） 状态，并使用 PIM 将信息传播到源站点 S 的客户路由器。