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了解 NorthStar 控制器

总结 瞻博网络 NorthStar 控制器是一款 SDN 控制器，支持对大型服务提供商和企业网络中的 IP/MPLS 隧道进行精细可见性和控制。网络运营商可以使用 NorthStar 控制器，根据用户定义的约束，动态监控、规划和显式路由大型流量负载，从而优化其网络基础架构。

NorthStar 控制器为网络管理员提供了一个强大而灵活的流量工程解决方案，具有一些重要功能：

  • 复杂的域间路径计算和网络优化

  • 全面的网络规划、容量和拓扑分析

  • 能够解决具有多个用户定义约束的多层优化问题

  • 跨路由网络元素发出信号的路径的特定排序和同步

  • 用于监控、管理和主动规划的网络状态全局视图

  • 能够接收底层传输网络的抽象视图，并利用这些信息扩展其以数据包为中心的应用程序

  • 主动/备用高可用性 （HA） 群集

  • 系统和网络监控

NorthStar 控制器依靠路径计算元素协议 （PCEP） 来实例化 PCC 路由器之间的路径。路径设置本身通过 RSVP-TE 信令执行，RSVP-TE 信令在网络中启用，允许将标签从入口路由器分配到出口路由器。信令由网络核心中的入口路由器触发。PCE 客户端使用支持 PCEP 的 Junos 操作系统 （Junos OS） 版本在路由器上运行。

NorthStar 控制器在所有 PE 设备 （PCC） 中配置 PCEP，并使用 PCEP 检索网络中运行的现有隧道 （LSP） 的当前状态。通过提供网络中全球网络状态和带宽需求的视图，NorthStar 控制器能够计算最佳路径并提供 PCC 用于向 LSP 发出信号的属性。

注意：

NorthStar 支持与物理和逻辑系统的 LSP 和链路相关的功能。但是，对于逻辑系统，无法实时更新拓扑，因为逻辑系统没有 PCEP。相反，您可以定期执行 Netconf 收集以获取更新的逻辑拓扑信息。

以下各节介绍 NorthStar 控制器的体系结构、组件和功能：

架构和组件

NorthStar 控制器基于 RFC 5440 中定义的路径计算元素 （PCE） 架构，提供了一个有状态 PCE，用于基于网络图计算网络路径或路由并应用计算约束。路径计算客户端 （PCC） 是一个客户端应用程序，它请求 PCE 为 PCC 的外部标签交换路径 （LSP） 执行路径计算。路径计算元素协议 （PCEP） 使 PCC 与 NorthStar 控制器之间能够通信，以了解网络和 LSP 路径状态并与 PCC 通信。NorthStar 控制器中的 PCE 实体代表请求路径计算服务的 PCC 计算网络中的路径。PCC 接收并应用网络中的路径。

NorthStar 控制器中的有状态 PCE 实现提供以下功能：

  • 允许在线和离线 LSP 路径计算

  • 在需要重新优化网络时触发 LSP 重新路由

  • 当应用程序需要增加带宽时更改 LSP 带宽

  • 修改路由器上的其他 LSP 属性，例如显式路由对象 （ERO）、设置优先级和保持优先级

基于 TCP 的 PCEP 会话将 PCC 连接到外部 PCE。PCC 启动 PCEP 会话，并在 PCEP 会话期间与 PCE 保持连接。在 PCEP 会话期间，PCC 从有状态 PCE 请求 LSP 参数。当从 PCE 接收一个或多个 LSP 参数时，PCC 会重新向 TE LSP 发出信号。PCEP 会话终止时，基础 TCP 连接将立即关闭，PCC 会尝试重新建立 PCEP 会话。

PCEP 功能包括：

  • PCC 和有状态 PCE 之间的 LSP 隧道状态同步 — 检测到活动状态 PCE 连接时，PCC 会将 LSP 状态与 PCE 同步。PCEP 能够快速及时地将 LSP 状态同步到 PCE。

  • 将 LSP 隧道的控制委派给有状态 PCE — 活动状态 PCE 控制计算路径的一个或多个 LSP 属性，例如带宽、路径 （ERO） 和优先级（设置和保持）。PCEP使LSP的这种授权成为可能。

  • PCE 对 PCEP 会话内和跨 PCEP 会话的路径计算时间和顺序进行有状态 PCE 控制 — 活动的有状态 PCE 可修改一个或多个 LSP 属性，例如带宽、路径 （ERO） 和优先级（建立和保持）。PCEP 将这些新的 LSP 属性从 PCE 传送到 PCC，之后 PCC 在指定路径中重新发出 LSP 信号。

PCC 和 PCE 之间的相互作用

对于 NorthStar 控制器，PCC 在新的 Junos OS 守护程序（路径计算客户端进程 （PCCD） 中运行，该守护程序通过内部 Junos OS IPC 机制与 PCE 和路由协议进程 （RPD） 进行交互。 图 1 显示了 PCE、PCCD 和 RPD 之间的交互。

图 1： PCCD 作为 PCE 和 RPD PCCD as Relay/Message Translator Between the PCE and RPD 之间的中继/消息转换器

PCCD 是无状态的，因此除了当前未完成的请求外，它不会保留任何状态，并且不会记住已建立的 LSP 的任何状态。PCCD 在响应从 PCE 返回后请求状态，然后将响应转发到 RPD。由于 PCCD 是无状态的，因此 RPD 只需在首次创建 LSP 时与 PCCD 通信。RPD 从 PCCD 收到结果后，将存储结果（即使在 RPD 重新启动期间），并且在重新路由 LSP 之前（当 LSP 配置更改或 LSP 失败时），RPD 不需要再次与 PCCD 通信。

动态路径配置

要提供动态路径调配，必须将每个入口标签边缘路由器 （LER） 配置为路径计算客户端 （PCC）。通过 PCEP，每个 PCC 异步通知 NorthStar 控制器（PCE 服务器）LSP 的状态，包括 LSP 操作状态、管理状态和使用中的保护事件。LSP 状态更新和 LSP 预配取决于 TCP/PCEP 连接状态。如果 TCP 连接由于连接抖动或 PCC 故障而中断，NorthStar 控制器将等待大约 60 秒进行 PCC 重新连接，然后删除 LSP 状态。

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