VPLS der nächsten Generation für Multicast mit Multihoming – Überblick

Betrieb von VPLS der nächsten Generation für Multicast mit Multihoming mit BGP

VPLS bietet einen Multipoint-to-Multipoint-Ethernet-Service, der einen oder mehrere Metro-Bereiche und mehrere Standorte umfassen kann. VPLS stellt die Konnektivität so bereit, als ob diese Standorte an dasselbe Ethernet-LAN angeschlossen wären.

VPLS nutzt eine IP- und MPLS-Service Provider-Infrastruktur. Aus Sicht des Service Providers verbessert die Verwendung von IP- und MPLS-Routing-Protokollen und -Verfahren anstelle von STP und die Verwendung von MPLS-Labeln anstelle von VLAN-IDs die Skalierbarkeit des VPLS-Service erheblich.

Single CE Site Connected to Multiple VPLS PE Routers

In diesem Abschnitt wird der Prozess beschrieben, bei dem eine einzelne, designierte Weiterleitung für einen Multihomed-Standort gewählt wird.

Für einen Multihomed-Standort wählen alle PE-Router in der VPLS-Instanz den gleichen designierten PE-Router mit der BGP VPLS-Multihoming-Prozedur. Nur ausgewählte, designierte Weiterleitungen leiten Den Datenverkehr an die Multihomed-Site weiter und erhalten diesen von dort. Alle anderen PE-Router, auf denen dieser Multihomed-Standort vorhanden ist, nehmen nicht an der Weiterleitung für diesen Standort teil.

Alle Remote-PE-Router kennen den angegebenen PE-Weiterleitungs-Router für jeden Multihomed-Standort und erstellen keine Pseudowire zu den PE-Routern, die nicht die für den Multihomed-Standort vorgesehene Weiterleitung sind.

In Abbildung 1:

• Dieselbe Standort-ID (manchmal auch als VPLS-Edge-Kennung oder VE-ID bezeichnet) wird auf allen VPLS PE-Routern konfiguriert, auf denen ein Standort multihomed ist.

• Alle PE-Router wissen, welche Standorte multihomed sind, da sie mehrere Ankündigungen mit derselben Standort-ID sehen.

• Einer der VPLS PE-Router wird von allen PE-Routern basierend auf einem deterministischen Algorithmus als designierter Weiterleitungsgeber für diese Site ausgewählt.

• Der Algorithmus wählt den VPLS PE-Router aus, der die beste Ankündigung mit einer bestimmten Site-ID als vorgesehener Weiterleitung ausgeht. Es gibt zwei mögliche Auswahlmethoden:

  • BGP-Pfadauswahl auf dem Route Reflector und den PE-Routern

  • VPLS-Standortauswahl nur auf dem PE-Router

• Wenn mehrere Ankündigungen zu Netzwerkschicht-Erreichbarkeitsinformationen (NETWORK Layer Reachability Information, NLRI) denselben Routenscheider und dieselbe Standort-ID haben, verwendet der Router BGP-Pfadauswahlregeln, um den besten Pfad auszuwählen. Die BGP-Regeln sind:

  • Bevorzugen Sie immer Ankündigungen, die nicht das Down-Bit über solche haben, die dieses Bit festgelegt haben.

  • Bevorzugen Sie die Werbung mit der höheren lokalen Präferenz.

  • Verwenden Sie die konfigurierbare Standorteinstellung pro Standort, um die lokale BGP-Präferenz in der Ankündigung festzulegen und die Auswahl der vorgesehenen Weiterleitung zu beeinflussen.

  • Ignorieren Sie bei der Pfadauswahl die Kennzahl Interior Gateway Protocol (IGP), da die Auswahl der vorgesehenen Weiterleitung auf allen PE-Routern gleich sein muss.

• Wenden Sie unter Den Ankündigungen mit demselben Routenscheider VPLS-Site-Auswahlregeln (eine Untermenge der BGP-Pfadauswahlregeln) an, um die ausgewählte Werbung auszuwählen.

Abbildung 1 veranschaulicht den folgenden vierstufigen Prozess zur Auswahl der vorgesehenen Weiterleitung und erstellung der Pseudowire:

1. Router PE1 und Router PE2 haben beide dieselbe Standort-ID (Standort 1) für Router CE1.

   Router PE1 hat eine bessere lokale Präferenz von 65535 und wird als primärer Router konfiguriert.

2. Router PE3 erhält die BGP NLRI-Ankündigung von Router PE1 und Router PE2 mit den lokalen Präferenzen 65535 bzw. 1.

3. Router PE3 führt den BGP-Pfadauswahlalgorithmus aus und wählt Router PE1 als vorgesehenen Weiterleitungs-VPLS-Edge-PE-Router für Standort 1 aus.

4. Router PE3 erstellt die Pseudowire nur zu Router PE1, was hilft, Bandbreite im Netzwerkkern zu sparen.

Die daraus resultierenden VPLS PE-Routerrollen für Standort 1 sind:

• Router PE1 ist der designierte Weiterleitungs-VPLS-Edge-PE-Router.

• Router PE2 ist der nicht-designierte Weiterleitungs-VPLS-Edge-PE-Router.

• Router PE3 ist der remote VPLS Edge PE-Router.

Alle Schnittstellen, die die CE- und PE-Geräte verbinden, die mit dem dafür vorgesehenen Weiterleitungs-VPLS PE-Router verbunden sind, sind markiert Up und forwarding in der show Befehlsausgabe.

Alle Schnittstellen, die die CE- und PE-Geräte auf dem nicht-designierten Weiterleitungs-VPLS PE-Router verbinden, sind in der show Befehlsausgabe markiertvc-down. Der Router sendet weder Datenverkehr noch empfangenen Datenverkehr über diese Schnittstellen weiter.

Remote-VPLS-PE-Router richten Pseudowires nur für den vorgesehenen PE-Router ein und reißen alle Pseudowires an den nicht-designierten PE-Router ab.

Multiple CE Sites Connected to a Single VPLS PE Router for Link Redundancy

In diesem Abschnitt werden einige der Betriebsdetails von mehreren CE-Standorten beschrieben, die mit einem einzigen VPLS PE-Router verbunden sind.

Abbildung 2:

• Router CE2 ist multihomed mit Router PE1 und Router PE2.

• Router CE1 ist singlehomed auf Router PE1.

Das in Abbildung 2 dargestellte Szenario ist üblich. Ihr Netzwerk kann einen einzelnen PE-Router in einem abgelegenen Bereich haben, aber Sie möchten ein Layer-2-Netzwerk mit verschiedenen Flexible PIC Concentrators (FPCs) auf demselben PE-Router multihomen. Diese Konfiguration bietet Link-Redundanz auf den CE-Geräten und Link-Redundanz auf den Verbindungen zwischen den CE- und PE-Geräten, aber eingeschränkte Link-Redundanz auf PE-Geräten. In diesem Fall müssen Sie in der Lage sein, einen Standort so zu konfigurieren, dass eine einzige aktive Schnittstelle für die Weiterleitung verwendet wird.

In diesem Szenario:

• Die Pfadauswahl erfolgt pro Standort, um zu bestimmen, ob ein PE-Router die für diesen Standort vorgesehene Weiterleitung ist oder nicht.

• Zwischen zwei PE-Routern wird nur eine einzige Pseudowire eingerichtet, auch wenn einer oder beide über mehrere designierte PE-Router verfügen.

  Hinweis:

  Eine Pseudowire zwischen zwei PE-Routern wird immer zwischen den vorgesehenen Standorten mit den mindesten Standort-IDs auf den beiden PE-Routern eingerichtet.

• Durch die Einrichtung einer einzigen Pseudowire-Lösung müssen auf jedem PE-Router nicht mehrere Flooding- und MAC-Adresstabellen (Media Access Control) (eine pro Standort) verwaltet werden.

• Die lokalen Schnittstellen werden in der Befehlsausgabe markiert vc-down , bei der show ein Standort mit dem nicht-designierten Weiterleitungsrouter verbunden ist.

• Wenn eine bestimmte Site auf einem PE-Router ausfällt, müssen alle MAC-Adressen von diesem entfernten PE-Router erneut gelernt werden, da der Router nicht genau weiß, von wo aus die MAC-Adressen ursprünglich gelernt wurden.

Implementierung von Redundanz mit VPLS-Multihomed-Verbindungen zwischen PE- und CE-Geräten

Möglicherweise müssen Sie ein CE-Gerät mit mehreren PE-Routern verbinden, ohne eine Layer-2-Weiterleitungsschleife zu verursachen. Dies ist kein Problem, wenn es sich bei dem CE-Gerät um einen Router handelt, da sich bei der Verwendung eines Routers keine Layer-2-Schleifen bilden können. Wenn es sich bei dem CE-Gerät jedoch um ein Layer-2-Gerät wie ein Hub oder Switch handelt, kann ein Multihoming mit zwei PE-Routern eine Layer-2-Schleife verursachen.

Sie können eine der folgenden Methoden verwenden, um die Layer 2-Schleife zu verhindern:

• BGP-basierte Auswahl von Primär- und Backup-Links.

• Spanning Tree Protocol (STP), um Verbindungen zum CE-Router zu beschneiden. Diese Methode erfordert jedoch, dass der Service Provider seinem Kunden vertrauen muss, dass er keine Layer-2-Schleifen durch Fehlkonfiguration verursacht.

• Aktive und Standby-Up-Link-Funktionen, z. B. redundante Trunkgruppen, die von Ethernet-Switches der EX-Serie von Juniper Networks unterstützt werden.

Die Einschränkungen der Verwendung von STP auf der CE-Website sind:

• Backbone- und Zugriffsnetzwerkbandbreite wird nicht effizient genutzt.

• PE-Router, die STP verwenden, um Schleifen mit Dual-Homed-Standorten zu verhindern, empfangen broadcasten Datenverkehr unnötig, da die Pseudowire zum Standby-PE-Router noch vorhanden ist.

• Wenn die direkte Verbindung zwischen CE und PE-Router ausfällt, funktioniert Multihoming einwandfrei. Wenn eine Verbindung, die vom CE-Router nachgeschaltet ist, ausfällt, funktioniert Multihoming nicht.

Die Vorteile und Eigenschaften der BGP-basierten Lösung sind:

• Die Auswahl von BGP-Pfaden hat nicht die Einschränkungen von STP.

• Ein CE-Gerät, das mit mehreren PE-Routern vernetzt ist, erhält auf allen PE-Routern dieselbe Standort-ID, mit der es multihomed ist.

• Der BGP-Pfadauswahl-Algorithmus wählt den Router aus, der die beste Ankündigung als VPLS PE designated forwarder stammt.

• Falls gewünscht, können Sie die lokale Einstellung auf den PE-Routern festlegen, um die BGP-Pfadauswahl zu steuern.

• Die BGP-Pfadauswahl erfolgt auf dem Route Reflector und dem PE-Router.

• Eine IGP-Metrik ist nicht Teil des Auswahlprozesses.

• Wenn der Routenscheider auf beiden PE-Routern gleich ist, wählt der Routenreflektor einen PE-Router als vorgesehenen Weiterleitungsgeber aus. Wenn die Routenscheider auf den PE-Routern unterschiedlich sind, leitet der Routenreflektor beide Kopien der Route an die entfernten PE-Router weiter.