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了解伪线冗余移动回传方案

随着移动宽带服务需求的不断增长,电信提供商的带宽需求急剧增加。为了满足需求,运营商正在部署基于数据包的回传网络,这些网络以更低的成本提供更大的容量,同时提供用户期望的必要服务可靠性和体验质量。

传统上,大多数传统回传基础架构都是通过 PDH 微波、TDM T1/E1 或 ATM-over-DSL 链路构建的。传统上,服务提供商会在需要时将后续 TDM 链路添加到其基站,以应对带宽受限的情况。事实证明,这种扩展模式对于 3G 和长期演进 (LTE) 服务所需的前所未有的流量需求效率低下。直接结果是,运营商正在 3G 和 LTE 拓扑的回传部分逐步迁移到基于以太网的高容量基础架构。现代基站现在提供以太网回传连接,使伪线技术能够将最终用户的内容传输到所需的目的地。作为以太网转型的一部分,服务提供商越来越需要更好的弹性机制,以弥补与先前传统技术提供的功能的存在差距。考虑到这一目标,Junos OS 为第 2 层和第 3 层分段互连的拓扑结构提供了高效的伪线冗余功能。

示例拓扑

图 1 显示了示例拓扑。

图 1:伪线冗余移动回传示例拓扑结构 Metro MPLS ring connects Layer 2 routers A1 to An with Layer 3 PE routers PE1 to PE4 and CE routers CE2 and CE3 via Core MPLS cloud.

伪线冗余移动回程的优势

Junos OS 伪线冗余功能如下:

  • 用于互连第 2 层和第 3 层域的冗余无环路路径。

  • 第 2 层和第 3 层域相对于选定的数据路径进行同步。

  • 在以下可能的情况量中断是最小的:

    • 访问链路故障

    • 节点故障

    • 控制面故障

  • 故障恢复完成后,流量中断最小。

第 2 层虚拟电路状态 TLV 扩展

伪线状态 TLV 用于在提供商边缘 (PE) 路由器之间传输伪线状态。为避免潜在的主路径差异,必须有一种机制允许所有网络元素相对于需要发送流量的主路径进行同步。考虑到这一目标,状态 TLV 得到了扩展,以满足此要求。

注意:

ACX5000 系列路由器不支持伪线状态 TLV。

通过让接入路由器定义活动和备用状态,Junos OS 可以减少潜在的主路径冲突,因为存在一个独特的网络元素决定要选择的首选转发路径。作为一项附加价值,网络运营商可以按需切换转发路径,这对于故障排除和网络维护非常有用。

活动和备用状态通过使用附加伪线状态标志传达给聚合路由器。

表 1 列出了伪线状态标志。

表 1:伪线状态 TLV 的伪线状态代码

标志

代码

L2CKT_PW_STATUS_PW_FWD

0x00000000

L2CKT_PW_STATUS_PW_NOT_FWD

0x00000001

L2CKT_PW_STATUS_AC_RX_FAULT

0x00000002

L2CKT_PW_STATUS_AC_TX_FAULT

0x00000004

L2CKT_PW_STATUS_PSN_RX_FAULT

0x00000008

L2CKT_PW_STATUS_PSN_TX_FAULT

0x00000010

L2CKT_PW_STATUS_PW_FWD_STDBY

0x00000020

指示待机状态。

L2CKT_PW_STATUS_SWITCH_OVER

0x00000040

在基于多机箱 LAG (MC-LAG) 的方案中,此相同的 PW_FWD_STDBY 标志用于向远程 PE 设备通告哪个连接电路 (AC) 用作活动电路。到达此标志后,接收 PE 设备将丢弃针对产生此状态的路由器构建的任何伪线。正如我们所看到的,此行为表示 PW_FWD_STDBY 标志的语义略有不同。因此,您可以配置该 hot-standby-vc-on 语句来控制伪线是必须在到达 PW_FWD_STDBY 标志时构建伪线(在热备用伪线场景中),还是直接销毁它(在 MC-LAG 场景中)。

工作原理

该解决方案使用逻辑隧道 (lt-) 配对接口拼接第 2 层和第 3 层域。

图 2 显示了一个图表,该图表描述了移动回传场景中伪线冗余的工作原理。

图 2:伪线冗余移动回传解决方案 Network topology showing MPLS and Layer 3 VPN architecture. Features Metro MPLS Ring, Core MPLS Cloud, PE and CE devices, L3VPN VRF, logical tunnel interfaces, primary and standby virtual circuits, and shared VIP 10.1.1.1/24.

第 2 层伪线在其中一个逻辑隧道接口 (x) 上终止,该接口定义了电路交叉连接 (CCC) 地址族。第 3 层 VPN (RFC 2547) 终止用 IPv4 (inet) 地址族定义的第二个逻辑隧道接口 (y)。逻辑隧道接口 (x) 和 (y) 已配对。在每个接入路由器与其相应的聚合 PE 设备之间建立的第 2 层伪线在每个 PE 设备中定义的逻辑隧道接口上终止。此逻辑隧道接口用于建立朝向远程端的第 2 层虚拟电路 (VC)。因此,需要在其上配置 CCC 地址族。这同样适用于远程端,其中需要使用 CCC 功能定义等效接口。

在聚合 PE 设备中创建的此 CCC 逻辑隧道接口与启用了 INET 地址族的第二个逻辑隧道接口配对。第二个逻辑隧道接口是在 RFC 2547 第 3 层 VPN 的上下文中配置的。

在本文档的范围内,我们将CCC和INET逻辑隧道接口分别称为LT(x)和LT(y)。

Junos OS 路由协议进程 (rpd) 支持将以 LT(x) 结尾的第 2 层 VC 和关联的 LT(y) 进行互连所需的拼接。

在聚合 PE 路由器中,路由过程会构建一条指向接入路由器的伪线,无论伪线处于活动状态还是备用状态,都会发生伪线。接入路由器也会遇到同样的情况,其中路由引擎和数据包转发引擎中都预先建立了控制和转发状态,以减少融合期间的流量中断。

连接电路 (AC) 是将客户边缘设备连接到 PE 设备的物理或虚拟电路 (VC)。本地优先用于提供比多出口点识别器 (MED) 值为数据包路径选择提供的更好的信息。您可以配置本地优先级属性,以便从提供所需路径的路由器收到的前缀值高于从提供不太理想路径的路由器收到的前缀值。值越高,路由的首选程度越高。本地偏好属性是实践中最常用的指标,用于表达一组路径相对于另一组路径的偏好。

如果第 2 层电路是主电路,则相应的 PE 设备会以较高的本地优先级播发交流的子网。所有聚合 PE 设备最初都会使用相同的本地优先级播发 AC 的子网。您可以配置路由策略,以便在第 2 层 VC 处于活动状态时允许播发更高的本地优先级值。

如果伪线出现故障,则使用 CCC_Down 标志标记 LT(x)。发生这种情况时,相应的 PE 设备将撤回最初播发的 AC 子网。LT(y) 地址在聚合 PE 设备之间作为虚拟实例端口 (VIP) 共享。不会交换 VRRP hello 消息。两个 PE 设备都承担主要角色。

主层和备用第 2 层虚拟机箱都保持打开状态,以减少备份到主过渡过程中的流量中断。配置语句允许hot-standby-vc-on手册激活。

第 2 层域中的弹性配置通过普通伪线冗余提供,用于背对背连接。对于其他拓扑结构,则使用伪线虚拟电路连接验证 (VCCV)。

第 3 层域中的弹性配置由 MPLS 快速重新路由和端到端服务恢复提供。恢复计时器可防止在恢复主 PE 设备后立即将辅助路径中的 VC 切换回主路径。

接入路由器可以向聚合路由器指示哪个第 2 层 VC 被视为处于活动状态。到达通信备用状态的状态 TLV 消息的 LT(x) 后,路由过程会降低 LT(y) IPv4 地址表示的直接子网的 BGP 本地优先级值。此时,BGP 会继续将此本地优先级更改通告给第 3 层域中的其余成员,然后这些成员将依靠 BGP 的路径选择机制重新选择指定的转发器 PE 设备。

在到达指示第 2 层 VC 活动状态的状态 TLV 消息时,也会发生类似的行为。在这种情况下,接收 PE 设备更改与 LT(y) 子网相对应的本地优先级。用于减少或增加子网本地优先级值的值是使用策略手动配置的。