优化的子网间组播 (OISM) 和辅助复制 (AR),适用于边缘路由桥接叠加
此示例说明如何在大型 EVPN-VXLAN 边缘路由桥接 (ERB) 叠加交换矩阵中配置我们原始优化的子网间组播 (OISM) 实施和辅助复制 (AR)。
在 EVPN ERB 叠加交换矩阵设计中,叶设备在租户 VLAN 之间路由流量,并在租户 VLAN 内转发流量。为了在具有内部和外部组播源和接收器的扩展 ERB 叠加交换矩阵中支持高效的组播流量,我们提供了一个基于 IETF 规范草案 draft-ietf-bess-evpn-irb-mcast 的组播配置模型, 即 EVPN 优化的子网间组播 (OISM) 转发。OISM 将用于组播流量的 ERB 和 CRB 叠加设计的优势结合在一起,在 ERB 叠加交换矩阵中提供最高效的组播流量,特别是在规模化环境中。
OISM 使 ERB 叠加交换矩阵能够:
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支持使用交换矩阵内部和外部的源和接收器的组播流量。
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最大限度减少 EVPN 核心中的组播控制和数据流量,以优化扩展环境中的性能。
我们最初的 OISM 实现(称为 常规 OISM)使用对称桥接域模型。使用此模型,您可以在所有 OISM 设备上对称地配置交换矩阵中的所有租户 VLAN。此示例显示了常规 OISM 配置。
在某些平台上,我们还支持使用非对称桥接域模型的 OISM 增强版本,在该模型中,您无需在所有 OISM 设备上对称配置所有租户 VLAN。常规 OISM 和增强型 OISM 的 OISM 配置元素和步骤几乎相同。除了设置任一 OISM 模式外,主要区别还在于如何使用每种模式配置租户 VLAN。增强型 OISM 还具有一些重要的操作差异,以支持非对称桥接域模型。有关增强型 OISM 配置,请参阅 增强型优化子网间组播 (OISM) 实施 。
图 1 显示了 ERB 叠加参考架构,在本例中,我们在支持的设备上验证了 OISM 和 AR。
从 Junos OS 24.4R1 版开始,我们在还包括以下功能配置的环境中大规模测试了常规 OISM:
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具有 IPv6 底层网络的 BGP 无编号对等互连(也称为 BGP 自动发现或 BGP 自动对等)。
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非恢复基于偏好的指定转发器 (DF) 选择。
请参阅 基于首选项的 DF 选择。
我们使用 OISM 对这些功能进行了限定,但没有启用 AR。我们不会在此处描述的常规 OISM 用例中包含这些功能的配置说明。

下面总结了 OISM 组件、配置元素以及此环境中的操作。有关 OISM 在不同场景中的工作原理以及不同平台上可用的 OISM 支持的完整详细信息,请参阅 EVPN 网络中的优化子网间组播。
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在此示例中,OISM 设备扮演以下设备角色之一:
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服务器叶 (SL) — 连接到交换矩阵内托管组播服务器和接收器的接入端(内部)架顶式 (TOR) 设备的叶设备。SL 设备可以充当 AR 叶设备。
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边界叶 (BL) — 链接到外部 PIM 域以管理外部组播源和接收器之间的组播流的叶设备。BL 设备也可以充当 AR 叶设备。
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AR 复制器主干 (S-ARR) — IP 交换矩阵传输设备,用作 ERB 叠加交换矩阵中的路由反射器,以及与 OISM 配合使用的 AR 复制器设备。当 ERB 叠加网络中的主干设备充当 AR 复制器时,它们必须运行 EVPN-VXLAN,而不再只是作为精简主干运行。
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在此示例中,您可以在所有 SL、BL 和 S-ARR 设备上使用具有 VLAN 感知服务类型(支持 MAC-VRF 实例中的多个 VLAN)的 MAC-VRF EVPN 实例来配置 OISM。无需在外部 PIM 路由器上配置 EVPN 实例。
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此示例配置常规 OISM,它使用对称桥接域模型。使用此模型,您可以在所有 OISM 叶设备的交换矩阵中配置所有租户 VLAN(也称为 收入桥接域 或 收入 VLAN)和虚拟路由和转发 (VRF) 实例。如果使用 AR 配置 OISM,则还需要在充当 AR 复制器的主干设备上配置这些元素。
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OISM 叶设备会进行子网内桥接,并对子网间(第 3 层 [L3])组播流量使用本地路由模型,以节省带宽并避免在 EVPN 核心中出现发夹。有关详细信息,请参阅 OISM 设备上的本地路由 。
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SL 设备仅在源 VLAN 上将组播源流量转发到 EVPN 核心。
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BL 设备仅在称为 SBD 的补充桥接域上将流量从外部组播源转发到 EVPN 核心,然后转发到内部接收器。SBD 设计支持本地路由模型,并解决了外部源流量的其他问题。对于每个租户 VRF 实例,您需要为 SBD 分配一个 VLAN 和对应的 IRB 接口。
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OISM SL 设备从源 VLAN 上的内部源接收组播流量,或通过 SBD 上的 BL 设备接收来自外部源的组播流量。对于内部源流量,SL 设备在本地将流量桥接到源 VLAN 上的接收方,并使用 IRB 接口将流量本地路由到其他 VLAN 上的接收方。在收到来自交换矩阵外部的流量后,SL 设备使用 IRB 接口将流量从 SBD 本地路由到租户 VLAN,然后再路由到其本地连接的接收器。
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我们支持 IGMPv2(仅限任何源组播 [ASM] 报告)或 IGMPv3(仅限特定于源的组播 [SSM] 报告)的 OISM。OISM 要求您使用任一 IGMP 版本启用 IGMP 侦听。我们在稀疏模式下使用协议无关组播 (PIM) 进行组播路由,根据其功能在 SL 和 BL 设备上提供不同的选项。
注意:要在同一设备上同时支持 IGMPv2 和 IGMPv3 接收器,您必须:
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使用不同的租户 VRF 实例来支持每个 IGMP 版本的接收器。
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为每个 IGMP 版本配置不同的 VLAN 和相应的 IRB 接口,以支持接收器。
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将每个版本的 IRB 接口与相应的租户 VRF 实例相关联。
有关所需配置注意事项的详细信息,请参阅 OISM 配置注意事项 。我们在这里测试的配置可以在同一设备上容纳两个版本的接收器。
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借助 IGMP 侦听,OISM 还使用 EVPN Type 6 路由优化组播流量,以实现选择性组播以太网标记 (SMET) 转发。借助 SMET,OISM 设备只会将组播组的流量转发到交换矩阵中接收方表示有兴趣接收该流量的其他设备。(组播接收方发送 IGMP 加入消息以请求组播组的流量。)
在此处使用的常规 OISM 模型中,OISM 设备仅在 SBD 上播发 EVPN 6 类路由。
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OISM 支持具有组播流量的 EVPN 多宿主。交换矩阵可以包括位于以太网段 (ES) 中的多宿主到多个 OISM 叶设备的 TOR 设备后面的接收器。您可以为 ES 中的链路配置 ES 标识符 (ESI)。
OISM 设备使用 EVPN 7 类(加入同步)和 8 类(保留同步)路由在为 ES 提供服务的多宿主对等设备之间同步组播状态。
在此环境中,我们使用主干设备上的 AR 复制器角色,大规模验证 OISM 和 AR。在此示例中,在 OISM 主干设备上配置 AR 复制器角色和在 OISM 叶设备上配置 AR 叶角色 将详细介绍 AR 的工作原理。当 AR 复制器角色未与同一设备上的 OISM 边界叶角色并置时(如本例中所示),我们说 AR 复制器在独立 AR 复制器模式下运行。OISM SL 和 BL 设备充当 AR 叶设备。
我们将不支持 AR 的设备称为 常规网络虚拟化边缘 (RNVE) 设备。测试环境包括一个 SL 设备(参见 图 1 中的 SL-3),我们不会在其上配置 AR 叶角色来模拟 RNVE 设备。使用交换矩阵中的 RNVE 设备:
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RNVE 设备使用入口复制将组播流量转发至交换矩阵中的其他叶设备。
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AR 复制器使用入口复制而非 AR 将组播源数据转发到 RNVE 设备。
在本章中,我们将展示针对缩放环境的一小部分的配置和验证,在该环境中,我们一起验证 OISM 和 AR。尽管扩展测试环境包括更多设备、已配置元素、组播源和订阅接收器,但在此示例中,我们显示以下元素的配置和验证输出:
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一个 EVPN 实例 MACVRF-1,它是具有 VLAN 感知服务类型和 VXLAN 封装的 MAC-VRF 实例。
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组播流用例包括:
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IGMPv2 或 IGMPv3 流量。
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内部或外部组播源。
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两个租户 VRF 实例,一个用于 IGMPv3 接收器,一个用于 IGMPv2 接收器。
对于每个租户 VRF 实例,我们定义:
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四个租户 VLAN,具有 VXLAN 隧道网络标识符 (VNI) 映射,租户 VRF 实例中还有相应的 IRB 接口。
在 OISM 设计中,我们将租户 VLAN 称为 收入桥接域 或 收入 VLAN。
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一个映射到 VNI 的 SBD VLAN,以及租户 VRF 实例中对应的 IRB 接口。
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一个位于数据中心内部的组播源,一个位于数据中心外部 PIM 域中的组播源。
您可以将 BL 设备配置为 EVPN 交换矩阵的 PIM EVPN 网关 (PEG) 设备。在此示例中,我们通过经典的 L3 接口将 PEG 设备连接到外部 PIM 路由器和 PIM 集合点 (RP)。每个 BL PEG 设备上的 L3 接口都链接到不同子网上的外部 PIM 路由器。
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订阅一个或多个组播组的组播接收器。
注意:每个组播流都有多个接收器,订阅来自每个源的流量。此示例中的组播流量验证命令关注 表 1 中 Receivers 列中的第一个接收器设备。
有关这些元素及其值的摘要,请参见 表 1 。 图 1 说明了设备角色以及表中每个租户 VRF 的前两个对应 IRB 接口、VLAN 和 VNI 映射。
组播流 |
租户 VRF |
VLAN、IRB 接口和 VNI 映射 |
源 |
接收机 |
组播组 |
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带 IGMPv3 的内部源、内部接收器—仅 SSM 报告 |
VRF-1型 |
VLAN-1,IRB.1 |
VNI 110001 |
VLAN-1 上的 TOR-1(SL-1 和 SL-2 的多宿主) |
TOR-4(SL-4 和 SL-5 的多宿主) 其他接收器: TOR-2(SL-3 的单宿主) TOR-3(SL-4 和 SL-5 的多宿主) TOR-5(SL-6 的单宿主) |
233.252.0.21 到 233.252.0.23 233.252.0.121 到 233.252.0.123 |
VLAN-2,IRB.2 |
VNI 110002 |
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VLAN-3,IRB.3 |
VNI 110003 |
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VLAN-4,IRB.4 |
VNI 110004 |
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(SBD)VLAN-2001、IRB.2001 |
VNI 992001 |
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外部源,带 IGMPv2 的内部接收器—仅 ASM 报告 |
VRF-101型 |
VLAN-401、IRB.401 |
VNI 110401 |
外部源(在外部 PIM 域中) |
VLAN-1 上的 TOR-1(SL-1 和 SL2 的多宿主) 其他接收器: TOR-2(SL-3 的单宿主) TOR-3(SL-4 和 SL-5 的多宿主) TOR-4(SL-4 和 SL-5 的多宿主) TOR-5(SL-6 的单宿主) |
233.252.0.1 到 233.252.0.3 233.252.0.101 到 233.252.0.103 |
VLAN-402、IRB.402 |
VNI 110402 |
|||||
VLAN-403、IRB.403 |
VNI 110403 |
|||||
VLAN-404、IRB.404 |
VNI 110404 |
|||||
(SBD)VLAN-2101、IRB.2101 |
VNI 992101 |
请参见 表 2 ,查看 BL 设备和外部 PIM 路由器 L3 连接参数的摘要。在此示例中,BL 设备均使用聚合以太网 (AE) 接口 ae3 进行外部 L3 连接,每个 BL 设备使用不同的子网。在横向扩展测试环境中,配置使用 ae3 接口上的一系列逻辑单元,每个租户 VRF 具有相应的 VLAN,从单元 0 和 VRF-1 的 VLAN-3001 开始。在此示例中,我们重点介绍租户 VRF 实例 VRF-1 和 VRF-101。
BL 设备 |
租户 VRF 实例 |
外部 L3 接口逻辑单元 |
关联的 VLAN |
BL L3 逻辑接口 IP 地址 |
PIM 路由器逻辑接口和 IP 地址 |
PIM RP 逻辑单元和 IP 地址 |
---|---|---|---|---|---|---|
BL-1型 |
VRF-1型 |
单元 0:AE3.0 |
VLAN-3001 |
172.30.0.1 |
AE1.0:172.30.0.0 |
lo0.1:172.22.2.1 |
VRF-101型 |
单位 100:AE3.100 |
VLAN-3101 |
172.30.100.1 |
AE1.100:172.30.100.0 |
lo0.101:172.22.102.1 |
|
BL-2型 |
VRF-1型 |
单元 0:AE3.0 |
VLAN-3001 |
172.31.0.1 |
AE2.0:172.31.0.0 |
lo0.1:172.22.2.1 |
VRF-101型 |
单位 100:AE3.100 |
VLAN-3101 |
172.31.100.1 |
AE2.100:172.31.100.0 |
lo0.101:172.22.102.1 |
您可以在为 外部组播连接、PIM EVPN 网关角色和 PIM 选项配置边界叶设备中配置这些参数。
我们将配置分为几个部分。
配置底层(使用 EBGP)和叠加层(使用 IBGP)
我们按照 IP 交换矩阵底层网络设计和实施 中的参考架构,将 eBGP 用于底层,将 iBGP 用于叠 加,并为叠加层配置 IBGP。
此示例使用 AE 接口,每个接口有一个或两个成员链路用于所有连接以实现冗余。
图 2 显示了 S-ARR 设备和 BL 设备之间链路的 AE 接口 IP 地址。
注意:在为外部组播连接、PIM EVPN 网关角色和 PIM 选项配置边界叶设备中,您可以配置从 BL 设备到外部 PIM 路由器的 L3 接口
图 3 显示了 S-ARR 设备和 SL 设备之间链路的 AE 接口 IP 地址。
注意:您可以在为 EVPN 多宿主配置服务器叶到 TOR 接口和以太网分段标识符 (ESI) 中配置从 SL 设备到 TOR 设备的链路


配置启用了 OISM 的 EVPN MAC-VRF 实例
扩展测试环境包括多个 MAC-VRF EVPN 实例。我们在这里展示一个名为 MACVRF-1 的实例,它用于 OISM 和 AR 流量。
我们要求您在使用 MAC-VRF 实例配置运行Junos OS QFX5000交换机系列上启用共享隧道功能。此功能可防止配置使用多个 MAC-VRF 实例时设备上的 VTEP 扩展问题。配置共享隧道时,设备会最大限度地减少到达远程 VTEP 的下一跃点条目数。您可以使用 shared-tunnels
语句在 [edit forwarding-options evpn-vxlan]
层次结构级别在设备上全局启用共享 VXLAN 隧道。必须重新启动设备才能使此设置生效。
对于运行 Junos OS 的交换机QFX10000 系列,此语句是可选的,因为 交换机可以处理比 QFX5000 系列交换机更高的 VTEP 扩展。在 EVPN-VXLAN 交换矩阵中运行 Junos OS 演化版的设备上,共享隧道默认处于启用状态。
在所有 SL、BL 和 S-ARR 设备上配置这些步骤中的元素。
此示例包括使用 OISM 进行 AR 组播优化。交换矩阵中的主干设备(S-ARR-1 和 S-ARR-2)用作独立的 AR 复制器设备。要使 AR 与常规 OISM 对称桥接域模型配合使用,还必须在独立 AR 复制器设备(如 MAC-VRF 实例、VLAN、租户 VRF 和 IRB 接口)上配置所有通用 OISM SL 和 BL 元素。
如果主干设备未作为 AR 复制器运行,则无需在主干设备上配置这些元素。
为 IGMPv2 和 IGMPv3 组播接收器配置租户 VRF 实例
扩展测试环境包含许多租户 L3 VRF 实例。我们在 表 1 中显示了两个组播用例的 VRF 实例:
VRF-1,用于从内部源提取的 IGMPv3 流量。
VRF-101,用于从外部源拉取的 IGMPv2 流量。
在所有 SL、BL 和 S-ARR 设备上的这些 VRF 实例中配置这些步骤中的元素。
此示例中的 S-ARR 主干设备也用作独立的 AR 复制器设备,因此您还必须在其上配置所有租户 VRF 设置。如果主干设备未作为 AR 复制器运行,则无需在这些设备上包含这些步骤。
与 BL 设备相比,您还可以在租户 VRF 实例中为 SL 设备配置不同的 PIM 选项。有关这些配置步骤,请参阅 在服务器叶设备上配置 OSPF 和 PIM , 以及为外部组播连接、PIM EVPN 网关角色和 PIM 选项配置边界叶设备 。无需在 S-ARR 设备上配置 PIM。
为 EVPN 多宿主配置服务器叶到 TOR 接口和以太网分段标识符 (ESI)
TOR 设备在交换矩阵内托管组播源和接收器。这些设备与 EVPN 核心中的 SL 设备具有单宿主或多宿主连接。有关此示例中的拓扑,请参阅 图 3 。TOR-1、TOR-3 和 TOR-4 分别多宿主到两个 SL 设备,TOR-2 和 TOR-5 为单宿主。 图 3 显示:
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SL 设备均使用接口 ae3 连接到 TOR 设备。
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SL4 和 SL-5 分别使用接口 ae3 和 ae5 与 TOR-3 和 TOR-4 进行冗余连接。
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每个多宿主 TOR 设备都使用接口 ae1 和 ae2 连接到其对等 SL 设备。
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为了保持一致的配置,单宿主 TOR(TOR-2 和 TOR-5)也使用接口 ae1 和 ae2,但作为到单个 SL 设备的冗余链路。
此外,从 Junos OS 和 Junos OS 演化版 23.2R2 版开始,您还可以在 SL 设备上面向 TOR 的多宿主接口上额外配置网络隔离功能,以帮助减少这些接口上发生核心隔离事件期间的流量丢失。在此示例中,步骤 4 演示如何在从 SL-1 和 SL-2 到多宿主设备 TOR-1 的接口上配置网络隔离功能。
尽管此示例未在 BL 设备上显示任何面向服务器或面向 TOR 的多宿主接口,但您也可以类似地为 BL 设备上的任何此类接口配置网络隔离功能。
在服务器叶设备上配置 OSPF 和 PIM
在此过程中,您将在此示例(VRF-1 和 VRF-101)中的租户 VRF 实例中配置特定于服务器叶功能(如 PIM)的 OISM 元素。在所有 SL 设备上配置这些步骤。
为外部组播连接、PIM、EVPN 网关角色和 PIM 选项配置边界叶设备
配置外部组播 PIM 路由器和 PIM RP 路由器
在此示例中,MX 系列路由器充当外部 PIM 域路由器和 PIM RP 设备。在此过程中,我们将在此设备上配置与外部 组播连接、PIM EVPN 网关角色和 PIM 选项中的 BL 设备配置匹配的配置包含在内。此信息有助于解读 show 命令输出,以验证为交换矩阵中的 OISM 和 AR 设备建立的设置、连接和组成员身份。
PIM 路由器和 RP 路由器配置包括:
在接口 ae1 上连接到 BL-1 和在接口 ae2 上连接到 BL-2,并启用 VLAN 标记。
与 BL 设备上的 OISM 配置中的每个租户 VRF-n 对应的类型
virtual-router
(PIM-GW-VR-n) 的路由实例。ae1 和 ae2 上的逻辑单元,每个虚拟路由器 VRF 具有对应的 VLAN,从单元 0 和 VRF-1 的 VLAN-3001 开始。
每个虚拟路由器 VRF 实例的 PIM RP IP 地址。
此过程显示如何在 PIM 路由器和 RP 路由器上配置以下内容,如 表 2 所示:
PIM-GW-VR-1(对应于 VRF-1)和 VLAN 3001,其中:
接口 ae1.0 至 BL-1。
接口 ae2.0 至 BL-2。
PIM-GW-VR-101(对应于 VRF-101)和 VLAN-3101,并具有以下功能:
接口 ae1.100 至 BL-1。
接口 ae2.100 至 BL-2。
在 OISM 主干设备上配置 AR 复制器角色,在 OISM 叶设备上配置 AR 叶角色
在 ERB 叠加交换矩阵中,您可以通过 AR 启用 OISM。您可以将 AR 复制器角色分配给交换矩阵中的一个或多个主干设备。当主干设备作为 AR 复制器运行时,AR 复制器在独立 AR 复制器模式下运行。这意味着 AR 复制器角色不会与设备上的 OISM 边界叶角色并置。
当入口 AR 叶设备需要将组播流量转发至其他 AR 叶设备时,其会使用 AR 叠加 VXLAN 隧道仅将流量的一个副本发送至可用的 AR 复制器设备。然后,同样使用 AR 叠加 VXLAN 隧道,AR 复制器设备复制流量,并通过订阅组播流的接收器将流量转发至其他 AR 叶设备。AR 复制器使用入口复制而非 AR 将组播流量直接转发到不支持 AR 的叶设备(我们称之为 RNVE 设备)。
AR 叶设备使用以下两种方法之一在可用的 AR 复制器设备之间平衡 AR 复制器请求的负载,具体取决于叶设备平台:
QFX5000系列交换机(运行 Junos OS 或 Junos OS 演化的型号)— 这些设备为与每个 VLAN 或 VNI 关联的流量指定特定的 AR 复制器设备。在这种情况下,
show evpn multicast-snooping assisted-replication next-hops
CLI 命令输出会将每个 VNI 的指定 AR 复制器显示为(Designated Node)
。QFX10000 系列交换机 — 这些设备根据 VNI 内的流量级别,在 AR 复制器之间主动实现负载平衡。设备不会为每个 VNI 指定特定的 AR 复制器。
在此示例中,我们有来自内部源和外部源的组播流。ERB 叠加交换矩阵主干设备(S-ARR-1 和 S-ARR-2)充当 AR 复制器设备。OISM SL 和 BL 设备充当 AR 叶设备,但 SL-3 除外,SL-3 模拟 RNVE 设备(我们不会在该设备上启用 AR 叶角色)。如果我们考虑表 1 中此示例中的组播流和相应的交换矩阵参数,图 4 显示了 AR 的工作原理。

在内部源用例中:
SL-1 是从源 VLAN VLAN-1 上的多宿主 TOR-1 发送内部组播流的入口设备,用于将流量传向租户 VRF VRF-1 中的接收器。
SL-1(QFX5120交换机)将流量转发到为其指定的 VLAN-1 AR 复制器(VNI 110001)。在这种情况下,指定的 AR 复制器是 S-ARR-1。
S-ARR-1 复制源 VLAN 上的流并将其转发到托管带有订阅接收器的 TOR 设备的 AR 叶设备。
目标 SL 设备将流量转发或本地路由到其订阅的接收方。
在外部源用例中:
BL-1 是从外部 PIM 域发送外部组播流的入口设备,用于向租户 VRF VRF-101 中的接收方发送流量。
BL-1(QFX5130交换机)将流量转发到为 SBD VLAN VLAN VLAN-2101(VNI 992101)指定的 AR 复制器。在这种情况下,指定的 AR 复制器是 S-ARR-2。
S-ARR-2 使用 AR 隧道将 SBD VLAN 上的流复制并转发到托管带有订阅接收器的 TOR 的 AR 叶设备。
S-ARR-2 还会复制流,并使用入口复制 (IR) 隧道将流转发到 SL-3,SL-3 是托管带有订阅接收器的 TOR 设备的 RNVE 叶设备。
目标 SL 设备将流量转发或本地路由到其订阅的接收方。
有关 AR 设备角色、AR 工作原理以及除此示例之外的其他用例的更多详细信息,请参阅 EVPN 网络中的辅助复制组播优化。
要在此示例中配置 AR,请执行以下操作:
验证 OISM 和 AR 配置和操作
您可以在以下步骤中使用 show 命令验证 OISM 和 AR 配置和操作。