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Beispiel: Konfigurieren von MPLS über GRE mit IPsec-Fragmentierung und -Reassemblierung

Dieses Beispiel basiert auf der Notwendigkeit, eine standardmäßige 1.500-Byte-MTU für VPN-Clients (Virtual Private Network) zu unterstützen, die von GRE über IPsec-Tunnel unterstützt werden, wenn der WAN-Anbieter keine Jumbo-MTU-Option anbietet. Der Datenverkehr, der über die 1500-Byte-WAN-Verbindung weitergeleitet wird, kann verworfen werden, da der Overhead der Protokollkapselung (Layer 2, MPLS, GRE und IPsec) zu einem Frame führt, der die MTU der WAN-Verbindung überschreitet.

MTU-bedingte Ausfälle sind meist ein Problem für Datenverkehr, der nicht fragmentiert werden kann. Zum Beispiel IP-Datenverkehr, der als "Nicht fragmentiert" markiert ist, oder Layer-2-VPN/VPLS-Datenverkehr, der naturgemäß nicht fragmentiert werden kann. Aus Leistungsgründen blockieren viele IPsec-Konfigurationen die Fragmentierung nach der Verschlüsselung, was zu Paketverlusten führt.

Dieses Dokument bietet eine Lösung für dieses Problem, indem es Ihnen zeigt, wie Sie einen IPsec-Tunnel konfigurieren, um eine Postfragmentierung für Datenverkehr durchzuführen, der andernfalls nicht fragmentiert werden kann. In diesem Fall tauschen Sie die Verschlüsselungsleistung, indem Sie die Postfragmentierung erzwingen, gegen die Notwendigkeit, die MTU Ihrer VPN-Clients zu reduzieren, um MTU-bedingte Einbrüche zu verhindern.

In diesem Beispiel wird gezeigt, wie der Modus für selektive Paketdienste mithilfe einer einzelnen Routinginstanz (der Standardinstanz) konfiguriert wird, um VPN-Datenverkehr in den Paketmodus zu verarbeiten. Im Paketmodus werden Sicherheitszonen umgangen. Dies bedeutet, dass die Layer-2- und Layer-3-VRF-Schnittstellen nicht in einer Sicherheitszone platziert werden und keine Richtlinie erforderlich ist, um ihnen die Kommunikation über die Internetzone zu ermöglichen.

Mit den Schritten in diesem Beispiel können Sie eine IPsec-gekapselte Paketfragmentierung auf der ausgehenden physischen Schnittstelle des sendenden Geräts und eine erneute Assemblierung auf dem empfangenden Gerät vor der IPsec-Entschlüsselung durchführen.

Hinweis:

Das Wiederzusammensetzen fragmentierter Pakete beansprucht viele Geräteressourcen, und die Leistung des Geräts ist langsamer als bei nicht fragmentiertem Datenverkehr. Wenn möglich, sollten Sie eine Jumbo-MTU auf der WAN-Schnittstelle konfigurieren, um eine Fragmentierung zu vermeiden. In diesem Beispiel wird gezeigt, wie Sie eine standardmäßige 1.500-Byte-MTU für Clientgeräte bereitstellen, die die Fragmentierung blockieren, wenn IPsec über eine WAN-Verbindung verwendet wird, die keine Jumbo-Unterstützung bietet.

Das Thema umfasst die folgenden Abschnitte:

Anforderungen

In diesem Beispiel werden die folgenden Hardware- und Softwarekomponenten verwendet:

  • Zwei Services Gateways der SRX-Serie

  • Junos OS Version 11.4 oder höher

    • Dieses Beispiel wurde unter Junos OS Version 20.3R1 erneut validiert

Hinweis:

Damit dieses Beispiel wie dokumentiert funktioniert, müssen Sie sicherstellen, dass Ihre SRX-Konfiguration über keine aktivierten Schnittstellen family ethernet-switching verfügt. Mit wird family ethernet-switching das SRX-Gerät in den gemischten Modus versetzt. Dieses Beispiel basiert auf der Betriebsart der Route. Weitere Informationen zu Routen und gemischten Betriebsmodi finden Sie unter Grundlegendes zu Layer-2-Schnittstellen auf Sicherheitsgeräten. Zusätzlich haben wir dieses Beispiel mit den werkseitigen Standardeinstellungen für die Hierarchie edit protocols l2-learning getestet.

Übersicht und Topologie

Dieses Beispiel umfasst die folgenden Konfigurationen:

  • Konfigurieren Sie Schnittstellen für die entsprechende Protokollkapselung und den MTU-Wert (Maximum Transmission Unit).

  • Wenden Sie den Firewall-Filter auf der ge-0/0/0.10-Schnittstelle an, um den Paketmodus festzulegen. Konfigurieren Sie die WAN-Schnittstelle ge-0/0/1.0 mit einer MTU von 1.524 Byte.

  • Legen Sie einen großen MTU-Wert auf logische GRE- und IPsec-Schnittstellen fest, um eine IPsec-Fragmentierung an logischen Schnittstellen zu vermeiden. Der in GRE gekapselte Datenverkehr wird innerhalb von IPsec getunnelt.

  • Fügen Sie der GRE-Schnittstelle gr-0/0/0 die MPLS-Familie hinzu, und wenden Sie Firewallfilter an, um den Paketmodus zu aktivieren.

  • Konfigurieren Sie einen IPsec-Tunnel auf dem Gerät mit der Option in der IPsec-VPN-Konfiguration, um die Fragmentierung übergroßer IPsec-Pakete auf der df-bit clear ausgehenden ge-0/0/1.0-Schnittstelle zu ermöglichen. Mit dieser Einstellung kann das SRX-Gerät nach der IPsec-Verschlüsselung eine Fragmentierung für VPN-Clientdatenverkehr durchführen, der mit dem DNF-Bit (Do Not Fragment) gekennzeichnet ist. VPN-Client-Datenverkehr, der nicht als DNF markiert ist, wird vor der IPsec-Verschlüsselung fragmentiert, um die Leistung zu verbessern.

  • Konfigurieren Sie alle nicht kundenseitigen Schnittstellen wie ge-0/0/1.0, gr-0/0/0.0, lo0.0 und st0.0 in einer einzigen Sicherheitszone namens "Internet". In diesem Beispiel wird eine einzelne Sicherheitszone verwendet, um den Fokus auf Fragmentierungsprobleme mit MPLS über GRE über IPSec zu legen. Die Sicherheit kann erhöht werden, indem das Gerät in den Flow-Modus für MPLS versetzt wird und dann die kundenseitigen Schnittstellen in einer Zone platziert werden. Sobald Sie sich in einer Zone befinden, können Sicherheitsrichtlinien die Kommunikation steuern und erweiterte Funktionen wie IDP und Anwendungserkennung aufrufen. Weitere Informationen finden Sie unter Sicherheitszonen.

  • Konfigurieren Sie eine Richtlinie so, dass der gesamte (zoneninterne) Datenverkehr zugelassen wird.

  • Konfigurieren Sie OSPF für die lo0.0-Adressverteilung, LDP für die Labelverteilung/MPLS-Transport und IBGP mit den inet-vpn l2vpn und -Familien zur Unterstützung der VPN-Clients.

  • Konfigurieren Sie zwei Routing-Instanzen, eine für ein Layer-3-VPN und eine für einen Layer-2-VPLS-Service.

Abbildung 1 zeigt die Topologie für dieses Beispiel.

Abbildung 1: Beispieltopologie MPLS über GRE über IPsec-Tunnel MPLS Over GRE Over IPsec Tunnels Example Topology

Dieses Beispiel konzentriert sich auf VPLS und ein Layer-3-VPN über einen IPsec-Tunnel. Layer-2-Schaltungen werden ebenfalls unterstützt. Für eine Layer-2-Verbindung müssen Sie sowohl einen Familien-MPLS-Filter als auch einen Familien-CCC-Filter konfigurieren. Die Filter werden verwendet, um die Verarbeitung im Paketmodus aufzurufen, um die Fragmentierung über IPsec zu unterstützen.

Topologie

Tabelle 1 enthält eine Zusammenfassung der Parameter, die in dieser Topologie für das PE1-Gerät verwendet werden. Sie können die Parameter für das PE2-Gerät anpassen oder die unten bereitgestellte PE2-Schnellkonfiguration verwenden.

Tabelle 1: Komponenten der Topologie

Komponenten

Beschreibung

PE1

Firewall der PE1 SRX-Serie:

GE-0/0/0.10:

  • IP-Adresse: 192.168.0.1/24

  • Kundenorientierte L3VPN-Schnittstelle

  • input packet-mode-inet: inet-Familie im Paketmodus

  • MTU: 4k

GE-0/0/2.11:

  • Kundenorientierte VPLS-Schnittstelle

  • vlan-vpls: VPLS-Kapselung

  • MTU: 1.522

GE-0/0/1.0:

  • Ausgehende Schnittstelle

  • IP-Adresse: 172.16.13.1/30

  • MTU: 1.514

gr-0/0/0:

  • Core-Schnittstelle mit Verbindung zu MPLS

  • IP-Adresse: 172.16.255.1/30

  • input packet-mode: MPLS-Familie im Paketmodus

  • Inet MTU: 9k

lo0:

  • Logische Schnittstelle

  • IP-Adresse: 10.255.255.1/32

ST0.0:

  • Tunnel-Schnittstelle

  • IP-Adresse: 172.16.0.1/30

  • Inet MTU: 9.178

  • df-bit clear - Diese Option löscht das DF-Bit (Do Not Fragment) im Header des ausgehenden Pakets

  • L3VPN— Routing-Instanz für Layer3-VPN-Anwendung

  • VPLS— Routing-Instanz für VPLS-Anwendung

Konfiguration

Verfahren

CLI-Schnellkonfiguration

Um dieses Beispiel schnell zu konfigurieren, kopieren Sie die folgenden Befehle, fügen Sie sie in eine Textdatei ein, entfernen Sie alle Zeilenumbrüche, ändern Sie alle Details, die für Ihre Netzwerkkonfiguration erforderlich sind, kopieren Sie die Befehle und fügen Sie sie in die CLI auf Hierarchieebene ein, und geben Sie sie dann aus dem [edit] Konfigurationsmodus ein commit .

Die Konfiguration für das Gerät SRX1 (PE1):

Die Konfiguration für das SRX2 (PE2)-Gerät:

Schritt-für-Schritt-Anleitung

Im folgenden Beispiel müssen Sie durch verschiedene Ebenen in der Konfigurationshierarchie navigieren. Anweisungen hierzu finden Sie unter Verwenden des CLI-Editors im Konfigurationsmodus im CLI-Benutzerhandbuch für Junos OS.

So fragmentieren Sie den MPLS-Frame und setzen das Paket wieder zusammen:

  1. Konfigurieren Sie die physischen Schnittstellen.

  2. Konfigurieren Sie die logischen Schnittstellen.

  3. Konfigurieren Sie die Firewallfilter, mit denen Schnittstellen für die Arbeit im Paketmodus konfiguriert werden.

    Hinweis:

    Wenn Sie einen Layer-2-Circuit konfigurieren, müssen Sie auch einen Filter hinzufügen, um den Paketmodus auf der CE-Schnittstelle unter der Familie CCC aufzurufen:

  4. Konfigurieren Sie die IKE- und IPsec-Richtlinien.

    Hinweis:

    Um den Fokus auf die Fragmentierung über IPsec zu legen, verwenden wir in diesem Beispiel die Standard-Chiffre (3DES-CBC). Für mehr Leistung und Sicherheit sollten Sie die Verwendung einer neueren Verschlüsselung wie AES-GCM-256 in Betracht ziehen. siehe Verschlüsselungsalgorithmus (Security IKE)

  5. Konfigurieren Sie alle nicht kundenseitigen Schnittstellen in einer einzigen Sicherheitszone und einer Richtlinie, die den gesamten (innerzoneninternen) Datenverkehr zulässt.

  6. Konfigurieren Sie das OSPF-Protokoll für die lo0.0-Adressverteilung, konfigurieren Sie IBGP mit den Familien inet-vpn und l2vpn. Konfigurieren Sie außerdem MPLS- und LDP-Signale.

  7. Konfigurieren Sie die Router-ID und eine statische Route zum Remote-Ende der WAN-Verbindung.

  8. Konfigurieren Sie zwei Routing-Instanzen, eine für Layer 3-VPN und die andere für die VPLS-Anwendung.

Ergebnisse

Zeigen Sie die Ergebnisse der Konfiguration an:

Überprüfung

Vergewissern Sie sich, dass die Konfiguration ordnungsgemäß funktioniert.

Überprüfen, ob die physischen und logischen Schnittstellen aktiv sind

Zweck

Stellen Sie sicher, dass die physischen und logischen Schnittstellen auf dem Gerät aktiv sind.

Aktion

Geben Sie im Betriebsmodus des Services Gateways der SRX-Serie den show interfaces terse Befehl ein.

Bedeutung

Die Ausgabe des Befehls zeigt, dass alle physischen und logischen Schnittstellen, die show interfaces terse in dieser Konfiguration verwendet werden, betriebsbereit sind.

Überprüfen von IPsec-Sicherheitszuordnungen

Zweck

Stellen Sie sicher, dass die IKE- und IPsec-Sicherheitszuordnungen auf dem Gerät aktiv sind.

Aktion

Geben Sie im Betriebsmodus des Services Gateways der SRX-Serie die show security ike security-association Befehle und show security ipsec security-association ein.

Bedeutung

Die Ausgabe zeigt den erwarteten Up-Status für die IKE-Sitzung und dass ein IPsec-Tunnel erfolgreich eingerichtet wurde.

Verifizieren von OSPF und BGP

Zweck

Stellen Sie sicher, dass OSPF und BGP über den GRE-Tunnel ordnungsgemäß funktionieren. Denken Sie daran, dass der GRE-Tunnel wiederum über den IPsec-Tunnel geroutet wird, der im vorherigen Schritt überprüft wurde. Der ordnungsgemäße OSPF/BGP-Betrieb in diesem Beispiel überprüft indirekt, ob der Datenverkehr den GRE-Tunnel (und dann den IPsec-Tunnel) passieren kann. Falls gewünscht, können Sie den GRE-Endpunkt für eine zusätzliche Überprüfung anpingen.

Aktion

Geben Sie im Betriebsmodus des Services Gateways der SRX-Serie die show ospf neighbor Befehle und show bgp summary ein.

Bedeutung

Die Ausgabe bestätigt den erwarteten OSPF-Nachbarstatus von full. Dieser OSPF-Nachbar wird über die GRE-Schnittstelle verwaltet. Da OSPF betriebsbereit ist, erwarten Sie, dass der lokale SRX die Route zur Loopback-Adresse des Remote-SRX gelernt hat. Diese Route ermöglicht den Aufbau der Loopback-basierten IBGP-Peering-Sitzung (über den GRE-Tunnel). Die Ausgabe des show bgp summary Befehls bestätigt, dass sich die BGP-Sitzung im eingerichteten Zustand befindet und sowohl L3VPN- als auch L2VPN-Routen austauscht.

Überprüfen des LDP-Betriebs

Zweck

Stellen Sie sicher, dass LDP über den GRE-Tunnel ordnungsgemäß funktioniert. LDP fungiert in diesem Beispiel als MPLS-Signalprotokoll.

Aktion

Geben Sie im Betriebsmodus des Services Gateways der SRX-Serie die show ldp neighbor Befehle und show ldp session ein.

Bedeutung

Die Ausgabe bestätigt die erwartete LDP-Nachbarbeziehung über die GRE-Schnittstelle. Die Ausgabe des Befehls bestätigt den show ldp session erfolgreichen Sitzungsaufbau an die Loopback-Adresse des Remote-SRX-Geräts. Auf diese Weise kann LDP Transportlabels austauschen, die wiederum die MPLS-Weiterleitung für die VPN-Clients unterstützen.

Verifizieren der VPLS-Verbindung

Zweck

Stellen Sie sicher, dass die VPLS-Verbindung in Betrieb ist.

Aktion

Geben Sie im Betriebsmodus des Services Gateways der SRX-Serie den show vpls connections Befehl ein.

Bedeutung

Die Ausgabe zeigt den erwarteten Up Status für die VPLS-Verbindung an. Wenn die Verbindung betriebsbereit ist, sollten die VPN-Client-Geräte in der Lage sein, Datenverkehr weiterzuleiten.

Überprüfen der End-to-End-VPLS-Konnektivität für große Pakete mit festgelegtem DNF

Zweck

Stellen Sie sicher, dass die Layer-2-VPLS-Client-Geräte in der Lage sind, 1500-Byte-Frames mit gesetztem DNF-Bit zu senden. Da es sich um einen Layer-2-Service handelt, ist eine Fragmentierung nicht möglich. Infolgedessen arbeitet das DNF-Bit Ende-zu-Ende. Denken Sie daran, dass eine solche Einstellung bei der Konfiguration in diesem Beispiel dazu führt, dass das Eingangs-SRX-Gerät das IPsec-Paket fragmentiert, nachdem der Datenverkehr verschlüsselt wurde (Post-Fragmentierung). Die Postfragmentierung erfolgt, wenn der Datenverkehr die WAN-zugewandte ge-0/0/1-Schnittstelle verlässt.

Die Nachfragmentierung zwingt das Remote-SRX-Gerät, das Paket erneut zusammenzusetzen, bevor es eine Entschlüsselung durchführen kann, was sich auf die Weiterleitungsleistung für verschlüsselten Datenverkehr auswirken kann. Dies ist das erwartete Verhalten, wenn die df-bit clear Option verwendet wird. Die Demonstration dieses Verhaltens ist der Grund für diese NCE. Die anderen df-bit Optionen, nämlich df-bit copy und , führen zur Paketverwerfung und df-bit setGenerierung einer ICMP-Fehlermeldung für VPN-Pakete, die die WAN-MTU überschreiten, wenn das DNF-Bit vom VPN-Client gesetzt wird.

Aktion

Pingen Sie VPLS Host2 aus dem Betriebsmodus auf VPLS Host1 so an, dass ein 1500-Byte-IP-Paket mit gesetztem DNF-Bit generiert wird. Wenn diesem Datenverkehr MPLS-, GRE- und IPsec-Overhead hinzugefügt werden, überschreitet er die MTU der ausgehenden WAN-Schnittstelle. Da die Vorfragmentierung dadurch blockiert wird, dass es sich um einen Layer-2-Dienst handelt (oder im Fall des L3VPN-Clients durch das Setzen des DNF-Bits), erzwingt ein solches Paket die Nachfragmentierung basierend auf der Einstellung der df-bit clear Option

Die Konfiguration und der Betrieb der VPN-Clientgeräte liegen außerhalb des Rahmens dieses Beispiels. Zu Testzwecken wird ein MX-Router als VPN-Client verwendet. Daher basiert der demonstrierte Ping-Befehl auf der Junos CLI.

Bedeutung

Die Ausgabe zeigt, dass die Pings erfolgreich waren. Die 1480 Byte Echo-Datenverkehr führen zu einem 1500-Byte-IP-Paket, wenn der 20-Byte-IP-Header hinzugefügt wird. Somit bestätigen die Ergebnisse, dass das VPLS-Client-Gerät trotz des Kapselungs-Overheads 1.500-Byte-Pakete über eine WAN-Verbindung mit einer 1.500-Byte-MTU austauschen kann. Denken Sie daran, dass eine Fragmentierung nicht möglich ist, da es sich um einen Layer-2-Service handelt, und das DNF-Bit Ende-zu-Ende arbeitet. Die Verwendung des DNF-Bits ist beim Testen des L3VPN-Clients jedoch von Bedeutung, da das PE-Gerät in der Lage ist, den IP-Datenverkehr zu fragmentieren.

Überprüfen der IP-Fragmentierung auf der ausgehenden Schnittstelle

Zweck

Stellen Sie sicher, dass der VPLS-Client-Datenverkehr, der die WAN-MTU überschreitet, auf der ausgehenden ge-0/0/1.0-Schnittstelle fragmentiert ist. Das Timing ist in diesem Schritt wichtig, da der OSPF-, LDP- und BGP-Datenverkehr im Hintergrund dazu führt, dass die ge-0/0/0.0-Schnittstellenzähler inkrementiert werden. Ziel ist es, 100 1.500-Byte-Pakete vom VPLS-Host zu generieren und dann schnell die IPsec- und Schnittstellenstatistiken zu vergleichen, um zu bestätigen, dass auf der ausgehenden WAN-Schnittstelle etwa doppelt so viele Pakete zu sehen sind wie die Anzahl im IPsec-Tunnel.

Aktion

Löschen Sie im Betriebsmodus des Services Gateways der SRX-Serie sowohl die IPsec- als auch die Schnittstellenstatistik mit den clear interfaces statistics all Befehlen und clear security ipsec statistics . Generieren Sie dann 100 schnelle Pings mit einer Paketgröße von 1.500 Byte zwischen den VPLS-Endpunkten. Wenn die Pings abgeschlossen sind, zeigen Sie die Paketanzahl für den IPsec-Tunnel und die ge-0/0/1-Schnittstelle mit den show interfaces ge-0/0/1 detail Befehlen und show security ipsec statistics an.

Generieren Sie 100 schnelle Pings mit einer Paketgröße von 1.500 Byte zwischen den VPLS-Endpunkten. Dies wird nicht der Kürze halber angezeigt. Beziehen Sie sich auf den Befehl im vorherigen Schritt. Der Kürze halber hier nicht gezeigt.

Bedeutung

Die Ausgabe des show interfaces ge-0/0/1.0 detail Befehls zeigt, dass über 200 Pakete gesendet und empfangen wurden. Im Gegensatz dazu bestätigen die IPsec-Statistiken eine Zählung von rund 100 Paketen. Dies bestätigt, dass jedes vom VPLS-Client gesendete Paket auf der WAN-seitigen ge-0/0/1.0-Schnittstelle fragmentiert war.

Verifizieren des L3VPN

Zweck

Überprüfen Sie den L3VPN-Betrieb.

Aktion

Zeigen Sie im Betriebsmodus auf dem Services Gateway der SRX-Serie mit dem show route Befehl die Route zum Remote-L3VPN-Subnetz an. Generieren Sie dann Pings an den Remote-L3VPN-Endpunkt, um die Konnektivität zu überprüfen.

Testen Sie die Konnektivität von der lokalen SRX zum Remote-VPN-Endpunkt:

Hinweis:

In dieser Konfiguration gelingt ein Ping von der lokalen SRX zum lokalen L3VPN-Client nicht. Dies hängt mit der Verwendung des Paketmodus und dem Fehlen von Sicherheitszonen für die VPN-Schnittstellen zusammen. Wie oben gezeigt, können Sie von der lokalen SRX zu den entfernten L3VPN-Zielen pingen. Obwohl nicht angezeigt, wird erwartet, dass ein Ping, der vom lokalen L3VPN-Client an die lokale PE-VRF-Schnittstelle generiert wird, erfolgreich ist.

Testen Sie die End-to-End-Konnektivität für das L3VPN. Generieren Sie Jumbo-Pings zwischen L3VPN-Client-Endpunkten. Denken Sie daran, dass der L3VPN-Client in diesem Beispiel mit einer 4k-MTU konfiguriert ist. Auch hier verwenden wir einen MX-Router, um den L3VPN-Client auszufüllen, daher wird die Junos-Ping-Syntax verwendet:

Bedeutung

Die Ausgabe zeigt, dass die Route zum Remote-L3VPN-Client korrekt über BGP gelernt wurde und dass sie mit einem MPLS-Label-Vorgang auf die GRE-Schnittstelle verweist. Die Ergebnisse des Ping-Tests bestätigen die erwartete Konnektivität für das L3VPN, selbst wenn 3.000 + Byte Pings mit gesetztem DNF-Bit gesendet werden.