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LSP-Berechnung

LSP-Berechnung mit eingeschränkten Pfaden

Der CSPF-Algorithmus (Constrained Shortest Path First) ist eine erweiterte Form des SPF-Algorithmus (Shortest-Path-First), der bei OSPF- und IS-IS-Routenberechnungen verwendet wird. CSPF wird bei der Berechnung von Pfaden für Sprachdienstleister verwendet, die mehreren Einschränkungen unterliegen. Bei der Berechnung von Pfaden für Sprachdienstleister berücksichtigt CSPF nicht nur die Topologie des Netzwerks, sondern auch die Attribute des Sprachdienstleisters und der Verbindungen und versucht, Überlastungen durch intelligenten Ausgleich der Netzwerklast zu minimieren.

Zu den Einschränkungen, die CSPF berücksichtigt, gehören:

  • LSP-Attribute

    • Administrative Gruppen (d. h. Anforderungen an die Linkfarbe)

    • Bandbreitenanforderungen

    • Explizite Route (strikt oder lose)

    • Einschränkungen des Hopfens

    • Priorität (Einrichten und Halten)

  • Link-Attribute

    • Administrative Gruppen (d. h. Linkfarben, die dem Link zugewiesen sind)

    • Reservierbare Bandbreite der Links (statische Bandbreite abzüglich der aktuell reservierten Bandbreite)

Die Daten, die CSPF berücksichtigt, stammen aus den folgenden Quellen:

  • Traffic Engineering-Datenbank: Stellt CSPF aktuelle Topologieinformationen, die aktuell reservierbare Bandbreite der Links und die Verbindungsfarben zur Verfügung. Damit der CSPF-Algorithmus seine Berechnungen durchführen kann, wird ein Link-State-IGP (z. B. OSPF oder IS-IS) mit speziellen Erweiterungen benötigt. Damit CSPF wirksam ist, muss die Link-State-IGP auf allen Routern die speziellen Erweiterungen unterstützen. Beim Erstellen der Topologiedatenbank muss der erweiterte IGP die aktuellen LSPs berücksichtigen und die Routeninformationen überall überfluten. Da Änderungen in der Bandbreite der reservierten Verbindung und der Farbe der Verbindung zu Datenbankaktualisierungen führen, wird eine erweiterte IGP tendenziell häufiger überflutet als eine normale IGP. Sehen Sie sich Abbildung 1 ein Diagramm der Beziehungen zwischen diesen Komponenten an.

  • Aktuell aktive LSPs: Enthält alle LSPs, die vom Router stammen sollten, sowie ihren aktuellen Betriebsstatus (inaktiv, inaktiv oder Zeitüberschreitung).

Abbildung 1: CSPF-BerechnungsprozessCSPF-Berechnungsprozess

In diesem Abschnitt werden die folgenden Themen behandelt:

Wie CSPF einen Pfad auswählt

Bei der Auswahl eines Pfads folgt CSPF bestimmten Regeln. Die Regeln lauten wie folgt:

  1. Berechnet LSPs nacheinander, beginnend mit dem LSP mit der höchsten Priorität (dem LSP mit dem niedrigsten Wert für die Setup-Priorität). Unter den Sprachdienstleistern gleicher Priorität bedient CSPF die Sprachdienstleister in alphabetischer Reihenfolge der LSP-Namen.

  2. Bereinigt die Traffic-Engineering-Datenbank von allen Links, die nicht Vollduplex sind und nicht über ausreichend reservierbare Bandbreite verfügen.

  3. Wenn die LSP-Konfiguration die Anweisung enthält, werden alle Links bereinigt, die keine enthaltenen Farben aufweisen.include

  4. Wenn die LSP-Konfiguration die Anweisung enthält, werden alle Links bereinigt, die ausgeschlossene Farben enthalten.exclude Wenn der Link keine Farbe hat, wird er akzeptiert.

  5. Wenn mehrere Pfade die gleichen Kosten haben, wird derjenige ausgewählt, dessen letzte Hop-Adresse mit dem Ziel des LSP übereinstimmt.

  6. Wenn mehrere Pfade mit gleichen Kosten verbleiben, wird derjenige mit der geringsten Anzahl von Hops ausgewählt.

  7. Wenn mehrere Pfade mit gleichen Kosten verbleiben, wird die für den LSP konfigurierte CSPF-Lastenausgleichsregel angewendet (geringste Füllung, größte Füllung oder zufällig).

CSPF findet unter Berücksichtigung von Einschränkungen für explizite Pfade den kürzesten Pfad zum Ausgangsrouter des LSP. Wenn der Pfad beispielsweise über Router A verlaufen muss, werden zwei separate SPFs berechnet, einer vom Eingangsrouter zu Router A, der andere von Router A zum Ausgangsrouter. Alle CSPF-Regeln werden auf beide Berechnungen angewendet.

Gleichstand bei der CSPF-Pfadauswahl

Wenn nach Anwendung der CSPF-Regeln (How CSPF Selects a Path) noch mehr als ein Pfad verfügbar ist, wird eine Tie-Break-Regel angewendet, um den Pfad für den LSP auszuwählen. Welche Regel verwendet wird, hängt von der Konfiguration ab. Es gibt drei Tie-Break-Regeln:

  • Zufällig: Einer der verbleibenden Pfade wird nach dem Zufallsprinzip ausgewählt. Diese Regel neigt dazu, unabhängig vom verfügbaren Bandbreitenverhältnis eine gleiche Anzahl von Sprachdienstleistern auf jeder Verbindung zu platzieren. Dies ist das Standardverhalten.

  • Least fill: Der Pfad mit dem größten minimalen verfügbaren Bandbreitenverhältnis wird bevorzugt. Mit dieser Regel wird versucht, die Reservierung für jeden Link auszugleichen.

  • Most fill: Der Pfad mit dem kleinsten verfügbaren Mindestbandbreitenverhältnis wird bevorzugt. Mit dieser Regel wird versucht, einen Link zu füllen, bevor zu alternativen Links übergegangen wird.

Die folgenden Definitionen beschreiben, wie eine Zahl für das Verhältnis der minimal verfügbaren Bandbreite für die Regeln "Least Fill" und "Most Fill" abgeleitet wird:

  • Reservierbare Bandbreite = Bandbreite der Verbindung x Abonnementfaktor der Verbindung

  • Verfügbare Bandbreite = reservierbare Bandbreite – (Summe der Bandbreiten der LSPs, die die Verbindung durchlaufen)

  • Verhältnis der verfügbaren Bandbreite = verfügbare Bandbreite/reservierbare Bandbreite

  • Minimales verfügbares Bandbreitenverhältnis (für einen Pfad) = das kleinste verfügbare Bandbreitenverhältnis der Links in einem Pfad

HINWEIS:

Damit das Verhalten mit der geringsten oder den meisten Füllungen verwendet werden kann, muss die Bandbreite (angegeben mit der Anweisung auf der Hierarchieebene) oder die minimale Bandbreite (angegeben mit der Anweisung auf der Hierarchieebene) auf einen Wert größer als 0 konfiguriert sein. Wenn die Bandbreite oder minimale Bandbreite für die Pfade entweder nicht konfiguriert oder als 0 konfiguriert ist, kann die minimal verfügbare Bandbreite nicht berechnet werden, und stattdessen wird das zufällige Pfadauswahlverhalten verwendet.bandwidth[edit protocols mpls label-switched-path lsp-name]minimum-bandwidth[edit protocols mpls label-switched-path lsp-name auto-bandwidth]

Offline-Berechnen von CSPF-Pfaden

Das Junos-Betriebssystem bietet nur Online-CSPF-Berechnungen in Echtzeit. Jeder Router führt CSPF-Berechnungen unabhängig von den anderen Routern im Netzwerk durch. Diese Berechnungen basieren auf aktuell verfügbaren Topologieinformationen, d. h. Informationen, die in der Regel aktuell, aber nicht vollständig genau sind. LSP-Platzierungen werden basierend auf dem aktuellen Netzwerkstatus lokal optimiert.

Um die Verbindungen global im gesamten Netzwerk zu optimieren, können Sie ein Offline-Tool verwenden, um die CSPF-Berechnungen durchzuführen und die Pfade für die Sprachdienstleister zu bestimmen. Sie können ein solches Werkzeug selbst erstellen oder ein vorhandenes Netzwerkentwurfswerkzeug ändern, um diese Berechnungen durchzuführen. Sie sollten das Tool regelmäßig (täglich oder wöchentlich) ausführen und die Ergebnisse in den Router herunterladen. Ein Offline-Tool sollte bei der Durchführung der optimierten Berechnungen Folgendes berücksichtigen:

  • Alle Anforderungen des Sprachdienstleisters

  • Alle Link-Attribute

  • Vollständige Netzwerktopologie

Konfigurieren von CSPF-Tie-Breaking

Bei der Auswahl eines Pfads für einen Sprachdienstleister verwendet CSPF einen Tie-Break-Prozess, wenn mehrere Pfade mit gleichen Kosten vorhanden sind. Weitere Informationen dazu, wie CSPF einen Pfad auswählt, finden Sie unter So wählt CSPF einen Pfad aus.

Sie können eine der folgenden Anweisungen konfigurieren (Sie können jeweils nur eine dieser Anweisungen konfigurieren), um das Verhalten der CSPF-Tie-Breaking zu ändern:

  • Standardmäßig wird eine zufällige Tie-Break-Regel für CSPF verwendet, um einen Pfad aus der Gruppe von Pfaden mit gleichen Kosten auszuwählen. Sie können dieses Verhalten aber auch explizit konfigurieren, indem Sie die Anweisung verwenden:random

  • Um den Pfad mit den am wenigsten genutzten Links zu bevorzugen, fügen Sie die folgende Anweisung ein:least-fill

  • Um den Pfad mit den am häufigsten verwendeten Links zu bevorzugen, fügen Sie die folgende Anweisung ein:most-fill

Sie können jede dieser Anweisungen auf den folgenden Hierarchieebenen einschließen:

  • [edit protocols mpls label-switched-path lsp-name]

  • [edit logical-systems logical-system-name protocols mpls label-switched-path lsp-name]

Deaktivieren der LSP-Berechnung mit eingeschränkten Pfaden

Wenn es sich bei dem IGP um ein Link-State-Protokoll handelt (z. B. IS-IS oder OSPF) und Erweiterungen unterstützt, mit denen die aktuelle Bandbreitenreservierung auf der Verbindung jedes Routers gemeldet werden kann, werden standardmäßig LSPs mit eingeschränkten Pfaden berechnet.

Die Junos-Implementierungen von IS-IS und OSPF enthalten die Erweiterungen, die die LSP-Berechnung mit eingeschränkten Pfaden unterstützen.

Wenn IS-IS auf einem Router aktiviert ist oder Sie OSPF-Traffic-Engineering-Erweiterungen aktivieren, führt MPLS standardmäßig die LSP-Berechnung für eingeschränkte Pfade durch. Weitere Informationen zur Funktionsweise der LSP-Berechnung mit eingeschränkten Pfaden finden Sie unter LSP-Berechnung mit eingeschränkten Pfaden.LSP-Berechnung mit eingeschränkten Pfaden

Sprachdienstleister mit eingeschränkten Pfaden haben aus den folgenden Gründen eine größere Chance, schnell und erfolgreich eingerichtet zu werden:

  • Die LSP-Berechnung berücksichtigt die aktuelle Bandbreitenreservierung.

  • Sprachdienstleister mit eingeschränkten Pfaden leiten sich selbst um, weg von Knotenausfällen und Überlastungen.

Wenn die LSP-Berechnung mit eingeschränkten Pfaden aktiviert ist, können Sie den LSP so konfigurieren, dass er regelmäßig neu optimiert wird, wie unter Optimieren von signalisierten LSPs beschrieben.Optimierung von signalisierten LSPs

Wenn ein LSP eingerichtet wird oder wenn ein vorhandener LSP ausfällt, wird die LSP-Berechnung mit eingeschränktem Pfad in regelmäßigen Abständen in dem durch den Wiederholungstimer angegebenen Intervall wiederholt, bis der LSP erfolgreich eingerichtet wurde. Sobald der LSP eingerichtet ist, wird keine Neuberechnung durchgeführt. Weitere Informationen zum Wiederholungstimer finden Sie unter Konfigurieren der Verbindung zwischen Eingangs- und Ausgangsroutern.Konfigurieren der Verbindung zwischen Eingangs- und Ausgangsroutern

Standardmäßig ist die LSP-Berechnung mit eingeschränkten Pfaden aktiviert. Möglicherweise möchten Sie die LSP-Berechnung mit eingeschränkten Pfaden deaktivieren, wenn nicht alle Knoten die erforderlichen Traffic Engineering-Erweiterungen unterstützen. Um die LSP-Berechnung mit eingeschränkten Pfaden zu deaktivieren, fügen Sie die folgende Anweisung ein:no-cspf

Eine Liste der Hierarchieebenen, auf denen Sie diese Anweisung einschließen können, finden Sie im Abschnitt Anweisungszusammenfassung für diese Anweisung.

Wenn Sie die LSP-Berechnung mit eingeschränkten Pfaden auf LSPs deaktivieren, indem Sie die Anweisung konfigurieren, und dann versuchen, andere LSPs mit niedrigeren Metriken als die IGPs von diesem Router in IS-IS oder OSPF anzukündigen, können keine neuen LSPs eingerichtet werden.no-cspf

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