Symmetrisches integriertes Routing und Bridging mit EVPN Typ 2-Routen in EVPN-VXLAN-Fabrics

Vorteile des symmetrischen Modells

• Vermeidet Skalierungsprobleme, die mit dem asymmetrischen Modell verbunden sind, wenn Ihr Netzwerk über eine große Anzahl von VLANs verfügt. Auf jedem Gerät müssen Sie nur die VLANs konfigurieren, die die verbundenen Hosts auf diesem Gerät bedienen. Beim asymmetrischen Modell müssen Sie das Gerät mit allen Ziel-VLANs im Netzwerk konfigurieren.

• Simplifiziert die Überwachung des Datenverkehrs durch Verwendung derselben Tunnelkennung (VXLAN Network Identifier [VNI]) für das Routing zwischen Subnetzen in beide Richtungen für einen bestimmten Mandanten. Das asymmetrische Routing-Modell erfordert in diesem Fall unterschiedliche VNIs in jede Richtung.

Asymmetrische und symmetrische IRB-Modelle

Für die Weiterleitung innerhalb des Subnetzes in ERB-Overlay-Fabrics leiten Leaf-Geräte, die als VXLAN Tunnel Endpunkte (VTEPs) dienen, den VXLAN-Datenverkehr sowohl im asymmetrischen als auch im symmetrischen Modell auf die gleiche Weise weiter. Das Quell- und Ziel-VLAN sowie das VNI sind auf beiden Seiten des Tunnels identisch. Die VTEPs überbrücken den Datenverkehr zum und vom Tunnel.

Für das Routing zwischen Subnetzen verwenden beide Modelle IRB-Schnittstellen für das Routing, die beiden Modelle unterscheiden sich jedoch in Konfiguration und Vorteilen.

In den nächsten Abschnitten wird mehr über die Funktionsweise der beiden Modelle beschrieben, wobei der Schwerpunkt auf dem symmetrischen Modell liegt. Wir behandeln auch Kompromisse für die Verwendung eines der beiden Modelle.

Asymmetrisches Modell

Beim asymmetrischen Modell routen Leaf-Geräte, die als VXLAN-Tunnelendpunkte (VTEPs) dienen, sowohl als Routing als auch als Bridge, um den VXLAN-Tunnel (Tunneleingang) zu initiieren. Beim Verlassen des VXLAN-Tunnels (Tunnelausgang) können die VTEPs jedoch nur den Datenverkehr zum Ziel-VLAN überbrücken.

Bei diesem Modell muss der VXLAN-Datenverkehr den Ziel-VNI in jede Richtung verwenden. Der Quell-VTEP leitet den Datenverkehr immer an das Ziel-VLAN und sendet ihn über den Ziel-VNI. Wenn der Datenverkehr am Ziel-VTEP eintrifft, leitet dieses Gerät den Datenverkehr im Ziel-VLAN weiter.

Bei diesem Modell müssen Sie alle Quell- und Ziel-VLANs sowie die entsprechenden VNIs auf jedem Leaf-Gerät konfigurieren, auch wenn ein Leaf für einige dieser VLANs keinen Datenverkehr hostet. Infolgedessen kann es bei diesem Modell zu Skalierungsproblemen kommen, wenn das Netzwerk über eine große Anzahl von VLANs verfügt. Wenn Sie jedoch weniger VLANs haben, kann dieses Modell eine geringere Latenz als das symmetrische Modell aufweisen. Auch die Konfiguration ist einfacher als beim symmetrischen Modell.

Symmetrisches Modell

Mit dem symmetrischen IRB-Routing-Modell führen die VTEPs sowohl auf der Eingangs- als auch auf der Ausgangsseite des VXLAN-Tunnels Routing und Bridging durch. Infolgedessen können VTEPs Inter-Subnetz-Routing für dieselbe VRF-Instanz (Virtual Routing and Forwarding) mit demselben VNI in beide Richtungen durchführen. Wir implementieren dieses Modell für EVPN-Typ-2-Routen auf die gleiche Weise wie für EVPN-Typ-5-Routen (die wir nur mit dem symmetrischen Modell unterstützen). Die VTEPs verwenden für jede Mandanten-VRF-Instanz einen dedizierten Layer-3-Datenverkehrs-VNI in beide Richtungen.

Abbildung 1 veranschaulicht das symmetrische Modell mit Switches, die als Leaf-Geräte in einer ERB-Overlay-Konfiguration dienen. Die EVPN-Instanzen auf den Leaf-Geräten verwenden den Instanztyp MAC-VRF auf Layer 2. Sie konfigurieren jede MAC-VRF-Instanz (mit einem oder mehreren VLANs) mit IRB-Schnittstellen, um den Datenverkehr an eine zugeordnete Mandanten-VRF-Instanz auf Layer 3 (L3 VRF) weiterzuleiten.

Sie konfigurieren für jede L3-VRF-Instanz ein zusätzliches VLAN mit einer IRB-Schnittstelle, die einem VNI zugeordnet ist. Dieser VNI ist der Layer-3-Transit-VNI zwischen VTEPs für den VXLAN-Datenverkehr des Mandanten. Die L3-VRF-Instanz des Mandanten leitet den Datenverkehr auf den Layer-3-Transit-VNI . Das symmetrische Modell verwendet den Layer-3-Transit-VNI in beide Richtungen, unabhängig vom Ziel-VLAN und dem entsprechenden VNI.

Abbildung 1: Symmetrisches IRB-Modell auf Leaf-Geräten in einer ERB-Overlay-Fabric

Dieses Modell erfordert, dass das Netzwerk Layer-3-Konnektivität zwischen allen Quell- und Ziel-VTEPs für EVPN Typ 2-Routing hergestellt hat. Sie konfigurieren das EVPN-Routing Typ 5 in der Mandanten-VRF-Instanz, um die Layer-3-Konnektivität bereitzustellen.

Abbildung 1 zeigt, wie ein Leaf-Gerät in einem VLAN den Mandantendatenverkehr wie folgt symmetrisch an ein anderes Leaf-Gerät in einem anderen VLAN weiterleitet:

1. Ein Mandantenhost sendet Datenverkehr im Quell-VLAN an den Remote-Mandantenhost im EVPN-VXLAN-Netzwerk in einem anderen VLAN.

2. Das Quell-Leaf-Gerät (Eingangs-Leaf-Gerät) leitet den Quell-VLAN-Datenverkehr über das Mandanten-L3-VRF in den VXLAN-Tunnel. Der Tunnel-VNI ist der Layer-3-Transit-VNI .

3. Die Layer-3-Netzwerkinfrastruktur tunnelt den Datenverkehr mithilfe des Layer-3-Transit-VNI zum Ziel-VTEP.

4. Das Ziel-Leaf-Gerät leitet den Datenverkehr vom Layer-3-Transit-VNI zum Ziel-VLAN.

5. Das Ziel-Leaf-Gerät überbrückt den Datenverkehr im Ziel-VLAN zum Zielhost.

EVPN Typ 2 Routenerweiterungen zur Unterstützung des symmetrischen Routing-Modells

EVPN-Routen vom Typ 2 sind MAC/IP-Ankündigungsrouten, die in RFC 7432, BGP MPLS-basiertes Ethernet-VPN, beschrieben werden. Zur Unterstützung des symmetrischen Routing-Modells implementieren wir die erweiterte MAC-Community des EVPN-Routers, die in RFC 9135, Integriertes Routing und Bridging in EVPN, beschrieben ist. Dieser erweiterte Community-Typ-Feldwert ist 0x06 (EVPN) mit Sub-Type-Feld 0x03 und enthält die MAC-Adresse des Geräts. Für symmetrisches IRB-Routing senden EVPN-Leaf-Geräte diese erweiterte Community (zusammen mit der erweiterten Community für die Tunneltypkapselung) in den EVPN-Typ-2-Routenankündigungen .

Die MAC/IP-Routenankündigung vom Typ 2 von EVPN enthält außerdem zwei Beschriftungsfelder für:

• Der VNI, der der Layer-2-Routing-Instanz entspricht – die MAC-VRF EVPN-Instanz

• Der VNI, der der Layer-3-Routing-Instanz entspricht – in diesem Fall der Layer-3-Transit-VNI .

Wenn Sie symmetrisches IRB-Routing auf einem EVPN-Leaf-Gerät aktivieren, weisen die Geräteprüfungen, ob empfangene Typ-2-Routenankündigungen empfangen wurden , die richtigen Felder auf. Das Gerät protokolliert einen Fehler und lehnt Typ-2-Routen ab, die nicht den Layer-3-VNI-Wert (IP) enthalten, der für symmetrisches IRB-Routing erforderlich ist.

Kompromisse beim symmetrischen Modell

Für das Routing zwischen Subnetzen ermöglicht das symmetrische Modell eine bessere Skalierung gegenüber dem asymmetrischen Modell in Konfigurationen mit einer großen Anzahl von VLANs. Mit dem symmetrischen Modell können Sie jeden VTEP nur mit den VLANs konfigurieren, die die verbundenen Hosts bedienen. Sie benötigen jedoch auch ein zusätzliches Layer-3-Transit-VLAN und VNI für jede Mandanteninstanz für virtuelles Routing und Weiterleitung (VRF).

Wenn Ihr EVPN-VXLAN-Netzwerk über eine große Anzahl von VLANs verfügt, hilft das symmetrische Modell, die Skalierungsprobleme zu vermeiden, die mit dem asymmetrischen Modell verbunden sind. Beim asymmetrischen Modell müssen Sie Ziel-VLANs auf einem Gerät auch dann konfigurieren, wenn keiner der verbundenen Hosts diese VLANs verwendet. Beim symmetrischen Modell können Sie jedes Gerät nur mit den VLANs konfigurieren, die von den angeschlossenen Hosts verwendet werden. Wenn das Netzwerk jedoch in jedem Fall die meisten oder alle VLANs auf allen Geräten bedient, kann Ihre Konfiguration mit dem asymmetrischen Modell einfacher sein.