Help us improve your experience.

Let us know what you think.

Do you have time for a two-minute survey?

Enrutamiento de multidifusión de multivlan EVPN sin optimización

 

La segunda parte de este libro exploró cómo funciona la multidifusión intra-VLAN en una estructura del centro de datos EVPN. También exploró distintos procedimientos de optimización como IGMP-snooping, reenvío selectivo (SMET) y replicación asistida (AR). Estos procedimientos se refieren a las reglas de reenvío de tráfico dentro de una VLAN.

Tradicionalmente, los clientes tienen varias VLAN en su tejido de centro de datos, por ejemplo, un departamento de administración de las VLAN-A, nómina en VLAN-B, ingeniería en VLAN-C, etc. En las aplicaciones IPTV, se puede alojar un conjunto de suscriptores en una VLAN y otro conjunto en otra VLAN, etc. El número de redes VLAN en una estructura EVPN puede oscilar entre 20 y 1000.

Es posible que sea necesario reenviar el tráfico de multidifusión por las redes VLAN. Los orígenes del tráfico de multidifusión pueden estar presentes en algunas VLAN, mientras que los detectores pueden estar presentes en algunas o en todas las VLANs. Es posible que sea necesario enrutar el tráfico de multidifusión de una VLAN a las escuchas interesadas de otras VLANs.

PIM ha sido el protocolo de facto para el enrutamiento de multidifusión entre VLAN y funciona en la capa de nivel 3. Para la multidifusión entre subredes, describimos en primer lugar cómo se puede usar PIM en un enrutador M externo para lograr el enrutamiento de multidifusión en las VLAN de la estructura. A continuación, describiremos cómo se puede enrutar L3 ejecutando el enrutamiento de multidifusión L3 con PIM en IRB en el propio dispositivo EVPN.

El modelo que describiremos se denomina modelo puente de ruta central (CRB) para multidifusión, donde la distribución se realiza en un dispositivo central en lugar de realizar el enrutamiento en el modelo de puente de enrutamiento de borde (Erb). Puede ser conveniente advertir que la unidifusión puede configurarse para funcionar en un modelo ERB, mientras que el enrutamiento de multidifusión está configurado para funcionar en un modelo CRB.

Al final de este capítulo, debe tener un conocimiento equitativo de lo siguiente:

  • Multidifusión entre subredes en una estructura EVPN del centro de datos utilizando un enrutador de M externo.

  • Interdifusión entre subredes en un centro de datos EVPN con enrutamiento L3-PIM en dispositivos con IRB.

  • Cómo se ‘agrava el problema de eveywhere’ de inundaciones con la multidifusión entre VLAN.

También describiremos los procedimientos del enrutamiento de multidifusión entre subredes sin ninguna optimización intravlan. Esto es primero para ilustrar los procedimientos para la multidifusión entre VLAN, y cómo el problema ‘de la’ inundación en todo el mundo es un colector compuesta en escenarios entre VLAN.

En el EVPN Inter-VLAN Multicast Routing with Optimization un capítulo de optimización, iniciamos las técnicas de optimización de la supervisión IGMP, el reenvío selectivo y la replicación asistida, e ilustramos la conservación del ancho de banda que se puede lograr mediante estas técnicas.

Multisubred de multidifusión

Hay dos maneras de implementar la multidifusión L3 de multisubred:

  1. Llevar a cabo enrutamiento L3 en un dispositivo periférico (enrutador/enrutador/inquilino externo de M)

  2. Realizar enrutamiento L3 en un dispositivo que forma parte del tejido mediante IRB

Aunque (b) es el método preferido y ampliamente implementado para la multidifusión entre subredes, (a) a veces se utiliza para lograr el mismo resultado cuando los dispositivos del tejido no admiten enrutamiento de IRB o, si por razones de seguridad, los operadores prefieren el enrutamiento L3 de multidifusión en un dispositivo periférico. Una vez terminada la exploración (a) de la siguiente sección, los capítulos y secciones posteriores se centrarán en (b).

Multidifusión multisubred con enrutador de multidifusión externo

Tenga en cuenta la topología que se Figure 1muestra en la. Una estructura de centro de datos tiene dos VLAN: v-red y v-Blue. Los dispositivos de hojas de borde (BL) no realizan enrutamiento de multidifusión L3, sino que pueden realizar enrutamientos de unidifusión (que se logran mediante la configuración de IRB con protocolos de enrutamiento para unidifusión, pero no con PIM en la interfaz de IRB).

Existe un ‘dispositivo de enrutador’ PIM en la periferia del tejido al que se asigna la responsabilidad del enrutamiento de multidifusión L3 entre subredes para el tejido. Uno de los dispositivos EVPN, BL-2, está conectado al enrutador PIM M. BL-2 y el host de M-enrutador PIM todas las VLAN del tejido y BL-2: permite cambiar el nivel de oyente y de escucha del tejido con el enrutador PIM.

Figure 1: Multidifusión multisubred con enrutador de multidifusión externo
Multidifusión multisubred con enrutador de multidifusión externo

Bridge Domains (BDs) Not Everywhere

Cabe señalar que los dispositivos hoja no necesitan alojar todas las VLAN en la estructura. Por ejemplo, LEAF-1 puede alojar redes VLAN de 1 a 50, mientras que hoja-2 puede alojar VLANs 20 a 70, y así sucesivamente. Sin embargo, el enrutamiento de multidifusión funcionará entre la VLAN de origen en las VLANs del agente de escucha, siempre y cuando el BL-2 y el PIM M-router alberguen todas las VLAN del tejido.

En Figure 1, el origen de la multidifusión está en v-red detrás de hoja-1. Existen hosts host-2, host 4, host 5 y host 6 que tienen la v-Blue. Además, host-4, host-6 y host-7 tienen v-red. Puede observarse que los hosts de hoja 1, hoja 2 y hoja-3 son las VLAN, mientras que hoja 4 y hoja 5 no alojan todas las VLAN..

No Source or Listeners Started

Si no hay escuchas ni orígenes en ninguna de las VLAN, no hay nada que hacer.

Source Alone Starting Up On v-red

No hay oyentes en ningún lugar del tejido. Esto es parecido a lo que hemos visto cuando el tráfico de v-red se inunda a todos los PEs y las interfaces de acceso de la v-red. Además, este tráfico está inundado por el cable BL-2 hacia el enrutador M.

Listeners alone coming up

Supongamos que no se inicia ningún tráfico y que hay oyentes del grupo G1 en v-red del host-4 y de v-Blue del host 5 (mostrados Figure 1 en círculos). Estos informes se envían a través del núcleo de EVPN y llegan al cable BL-2, se envían al enrutador PIM M y crean Estados PIM en este dispositivo de enrutador M para (*, G1) en las redes VLAN, el azul y el rojo.

Source started on v-red and listeners on v-red and v-blue

En el caso de los intereses de escucha del grupo G1 de v-red del host 4 y de la letra v-Blue de host-6, los Estados PIM (*, G1) se crean en el enrutador PIM M. Cuando el código fuente empieza a enviar tráfico en v-red, este tráfico llega al dispositivo de enrutador PIM en el rojo. Este dispositivo de enrutador PIM enruta el tráfico de multidifusión desde la v-red a la v-Blue.

Enrutamiento de post, el dispositivo M-enrutador reenvía el paquete en v-Blue. Este tráfico llega a la BL-2 y se inunda hacia el núcleo EVPN de la v-Blue. Las hojas v-Blue recibirán el tráfico y la inundarán hacia los oyentes; La hoja-1, hoja-2, hoja-3 y hoja 5 inundan el tráfico recibido en v-Blue a host-2, host 5, host 6 y host 8, respectivamente. Merece la pena señalar que los dispositivos de hoja inundan el tráfico hacia los hosts, independientemente de que el agente de escucha esté activo.

Si tenemos varias VLAN (por ejemplo: v-Orange, v-Green, etc.) y existe al menos una escucha en cada una de estas VLAN, el enrutador M será enrutado desde v-red a todas las VLAN de escucha. Además, el enrutamiento de post, el tráfico de multidifusión enrutado se reenviará hacia el núcleo EVPN en todas las VLAN de escucha.

Fijación de la inundación y el tráfico de multidifusión

’Echemos una mirada más detallada a hoja-1.

Puede observarse que hoja-1 inunda el tráfico de v-red. Este tráfico va dirigido al enrutador M y se enruta a v-Blue y vuelve a LEAF-1. A continuación, LEAF-1 inunda el tráfico a las interfaces de acceso de v-Blue. El tráfico de multidifusión tiene que pasar a la periferia de la estructura del centro de datos para enrutarse y debe volver de la fábrica a las escuchas interesadas.

Se trata de una característica de la multidifusión CRB. La razón principal para implementar el enrutamiento de multidifusión CRB es que, dado que el dispositivo central (BL-2) realiza el enrutamiento de multidifusión, las hojas son_not necesarias para alojar todas las VLAN.

Además, dado que la supervisión/reenvío selectivo está desactivado, el tráfico de hoja 2 y de hoja 5 hacia el host 5 y el host 8 en v-Blue, incluso aunque no haya ningún interés de escucha para el grupo G1. Asimismo, BL-2 reenvía el tráfico a todas las hojas independientemente de la presencia de intereses de oyente detrás de ellas.

Merece la pena observar que con las optimizaciones en multidifusión, ‘es posible abordar el aspecto de la avalancha de todo el mundo’ . En términos generales, con las optimizaciones, lo siguiente se puede hacer con AR, SMET Forwarding y la supervisión de IGMP:

  • el uso del ancho de banda principal puede conservarse en cada VLAN

  • el uso del ancho de banda del vínculo se puede conservar en cada VLAN

  • la utilización de los vínculos en el lado de acceso puede conservarse en cada VLAN

  • la carga de replicación en la hoja y BLs se reduce para cada VLAN

Sin embargo, el problema de tráfico de multidifusión entre subredes se produce hasta que el enrutador de M y vuelve‘a colocarse en las hojas (de fijación’del pelo) no puede aliviarse con las optimizaciones.

Puede que tenga sentido explicar que la alternativa al problema de fijación ‘’ del pelo es la multidifusión Erb. Sin embargo, hay varios matices que hay que tener en cuenta en lo que se refiere a los escenarios de BDs en todas partes, multidifusión externa, y la necesidad de PIM y IRB en todos los dispositivos participantes.

Desde que se permite CRB-multicast, (a) BDs-en todo el mundo, (b) sólo se requiere PIM en un solo dispositivo, y (c) la multidifusión externa funciona perfectamente y utiliza los procedimientos de PIM tradicionales, CRB de la multidifusión es preferible para las implementaciones de hoy en día. Además, dado que ’el problema de la ‘inundación en lugares se mitiga de manera significativa con las optimizaciones en la parte I de este libro, las aplicaciones actuales se pueden ejecutar de manera eficaz con CRB-multicast.

Multisubred de interconexiones con PIM y IRB en giros

En una sección anterior, examinamos cómo se consigue la multidifusión entre subredes con el uso de un enrutador de M externo colocado en la periferia de la estructura del centro de datos de la EVPN. En esta sección, vamos’a explorar cómo podemos tener PIM-Routing-enrutador en la funcionalidad IRB en los dispositivos BL dentro Figure 2del tejido (consulte). Este enfoque es preferible a usar el enrutador M, ya que la necesidad de un enrutador M externo es obvia y las EVPN BLs existentes ocupan la función de enrutamiento de multidifusión L3-PIM. Además, se reduce el número de saltos a los que se someten los paquetes. Con este modelo se pueden realizar mejoras adicionales para la optimización.

En Figure 2 la misma, la funcionalidad de enrutamiento PIM de d se puede realizar en el propio BL-2, en lugar de un enrutador PIM. Para que esto funcione, el BL-2 tiene que alojar todas las VLAN en la estructura y debe activarse con PIM en IRBs para todas las VLAN que participan.

El enrutamiento del tráfico de multidifusión desde v-red a v-Blue será realizado por BL-2 como BL-2 es PIM DR for v-Blue. Con el enrutamiento de post, BL-2 inundará el tráfico de v-Blue en todas las hojas y, a su vez, en las hojas de interfaces de acceso que se encuentren en v-Blue. El reenvío de tráfico en las hojas es similar al que se explica anteriormente en este capítulo.

Figure 2: Multisubred de interconexiones con PIM en ejecución de IRB
Multisubred de interconexiones con PIM en ejecución de IRB

La sección anterior relacionada con la inundación y la fijación del pelo de tráfico también son aplicables en este régimen. Por ejemplo, el tráfico de v-red tiene que alcanzar el cable BL-2, enrutarse en otras VLAN de escucha y volver a las hojas.

Más básica de multidifusión de IRB

Cuando una trama L2 de multidifusión llega a un dispositivo EVPN en una VLAN que tiene IRB habilitado en dicha VLAN, el marco L2 de multidifusión se conmuta a la L2 a otras interfaces de acceso del dispositivo EVPN en esa VLAN de origen.

Además, los encabezados L2 se quitan y el paquete L3 incluido en el interior se punted al componente L3 de la interfaz IRB de dicha VLAN. Esto hará que parezca que el paquete L3 ha alcanzado la interfaz IRB en el dispositivo EVPN. A partir de este punto, los procedimientos de L3 se aplicarán en el paquete que llegó a la interfaz IRB.

Considere Figure 2 la posibilidad de que haya oyentes en v-Blue en host-6. Cuando estos informes IGMP (Marcos L2 de multidifusión) llegan al lomo-2, el informe L3-IGMP será punted a la interfaz IRB en v-Blue en BL-2. Esto conducirá a la creación del estado de IGMP y PIM (*, G1) en IRB. Blue en BL-2.

Cuando Mcaste src empieza el envío de tráfico en v-red, este tráfico llega a BL-2 y se punted a IRB. red. Ahora, el enrutamiento de multidifusión con PIM-L3 se produce en el cable BL-2, por lo que el tráfico de IRB. red se enruta a IRB. Blue con PIM. Post Routing in IRB. Blue, el tráfico se replica en v-Blue para todos los EVPN PEs que participan en v-Blue.

Por lo tanto, el tráfico de multidifusión llega a los dispositivos de hoja de v-Blue y los dispositivos de hoja, a su vez, inundan los paquetes enrutados de la v-azul a todas las interfaces de acceso.

Para lograr esto, PIM debe activarse en las interfaces IRB de los dispositivos BL. Las interfaces IRB son las interfaces representativas de un dominio de puente L2. Normalmente, existe un dominio de red VLAN/Bridge y cuenta con varias interfaces L2 asociadas con BD. Cuando el tráfico llega a la interfaz L2 de esa BD, el cambio de la L2 tradicional se lleva a cabo en dicha VLAN. Además, se produce la funcionalidad de capa L3 de búsqueda de ruta de unidifusión o enrutamiento de multidifusión con PIM en la interfaz IRB.

Todos los protocolos y procedimientos relacionados con PIM se aplican a las interfaces de IRB. De modo que BL-1 y BL-2 se ven mutuamente como PIM vecinos en cada una de las interfaces de IRB (VLAN). En virtud de la EVPN emulación de una LAN, la interfaz de IRB actúa como la interfaz L3 hacia la LAN para los dispositivos de spine. Las combinaciones de PIM/los saludos se envían y reciben a través del IRBs y PIM DRs también se eligen.

Multidifusión entre subredes con varias VLAN

En las secciones anteriores, se describe cómo funciona la multidifusión entre subredes entre dos VLAN. Normalmente, en las aplicaciones de multidifusión, habrá varias VLAN en las que hay escuchas interesadas para el grupo G1. Cuando llega el tráfico del grupo, este tráfico de origen se enruta en todas las VLAN mediante los procedimientos de IRB de multidifusión y se envía a la escucha IRBs y la entrada se replican en todas las VLAN interesadas.

Si un solo cable BL utiliza la carga para enrutar el tráfico en todas las VLAN, el cable BL estará sobrecargado. Es conveniente que la carga de enrutamiento L3 se comparta en varios dispositivos BL.

Con este fin, dos BLs suelen implementarse para fines de enrutamiento PIM-L3. Los procedimientos de PIM clásico se utilizan para elegir el DR PIM para diferentes VLAN. Por lo tanto, para algunos conjuntos de VLAN, BL-1 será el DR PIM durante el tiempo de otras VLAN, el cable BL-2 será el DR PIM. El BL que corresponde al agente de escucha no Dr (NDR) IRB no enrutará el tráfico a esa VLAN.

Something to Remember About PIM DR-ship

El envío de DR de PIM es siempre relevante cuando se crea la lista de interfaces de salida. Las responsabilidades de un dispositivo PIM que es una DR PIM en un IRB. 600 son:

  • Cuando el tráfico llegue a ese IRB. 600, registre el origen en PIM-RP.

  • Cuando se recibe un informe IGMP en IRB. 600 para el grupo G1, cree un estado de Unión PIM (*, G1) en IRB. 600.

  • Cuando el tráfico llega a cualquier otro IRB, diga IRB. 800, si hay oyentes en IRB. 600, entonces Enrute el tráfico de IRB. 800 a IRB. 600 y entrada replique el tráfico en la VLAN 600 a otros PE que alojen VLAN-600.

De forma predeterminada, las elecciones de DR PIM se basan en la dirección IP de los dispositivos BL. El BL con la dirección IP más alta en una determinada interfaz IRB se elige como DR. Puede que la dirección IP de un dispositivo BL siempre sea superior en todos los IRBs. En este caso, para equilibrar la carga de manera eficaz entre VLAN, es una buena idea configurar el valor de prioridad de DR en el IRB.

La configuración del valor de prioridad de DR en una interfaz IRB hará que el valor de la prioridad de DR se transporte en el mensaje PIM Hello. Este valor de prioridad de DR sobrescribirá las elecciones de DR según la dirección IP. De este modo, pueden configurarse distintos dispositivos L3-PIM-BL como DR para diferentes IRBs.

An Example with Multiple Spines Sharing Load Using PIM DRship

’Consideremos una topología como Figure 3, en la que hay tres VLAN. VLAN v-red tiene una fuente de multidifusión detrás de hoja-1. Hay otras dos VLAN, v-Blue y v-Green, en las que hay escuchas detrás de algunas hojas. BL-1 es PIM DR para v-red y v-Blue y BL-2 es el DR PIM para v-Green.

Figure 3: Multidifusión entre subredes con varias VLAN
Multidifusión entre subredes con varias VLAN

Cuando se reciben informes IGMP en v-Blue, el BL-1 (PIM DR para v-Blue) crea el estado de PIM (*, G) para IRB. azul. De manera similar, cuando se reciben informes IGMP en v-Green, el BL-2 (PIM DR para v-Green) crea el estado de PIM (*, G) para IRB. Green.

Cuando MCAST src envía tráfico en IRB. red, el reenvío basado en el conmutador L2 garantiza que el tráfico se reenvía en todo el mundo de rojo. Cuando el tráfico llega al cable BL-1 en v-red (IRB. red), BL-1 enrutará el tráfico a v-Blue (ya que es el DR de v-Blue). Enrutamiento de post, BL-1 replicará el paquete en v-Blue a todos los PE que alberguen la v-Blue. BL-1, si no es el DR de la verde, no enrutará el paquete a la v-verde.

Del mismo modo, cuando el BL-2 recibe el tráfico de v-rojo (IRB. red), el tráfico de L3 se dirige a v-verde (dado que es el DR de la v-verde). El enrutamiento de post, BL-2 replicará el paquete en v-Green a todos los PE que alberguen v-Green. BL-2, siendo el que no es el DR de v-Blue, no enrutará el paquete a la v-Blue.

Por lo tanto, varios BLs se usan para cargar el rol de enrutamiento de L3 de PIM en la estructura. En una estructura con 100 VLANs, el cable BL-1 puede ser PIM DR para redes VLAN 1-50 y BL-2 puede ser DR para VLANs 51-100. BL-1 dirige el tráfico a 50 VLAN mientras que BL-2 lo hace para el resto.

Problema de la inundación: en cualquier lugar con la multidifusión de multisubred

Tenga en cuenta que, dado que no se utiliza ninguna optimización hasta la momento, el tráfico de conmutación L2 se reenvía en todo el lugar de la VLAN de origen. En las VLAN receptoras, mientras haya un _single receptor existente, se crea el estado de Unión PIM (*, G) en el BL, el cual da lugar a que el cable BL enrutee el tráfico hacia la VLAN receptora.

Esto da como resultado que todos los PEs que hospedan el receptor-VLAN que reciben el tráfico lo reenvían a su vez, a su vez, el tráfico de las interfaces de Access, independientemente de si existen o no escuchas existentes. Es decir, el paradigma de multidifusión no optimizado para desbordarse en todo el mundo de la multidifusión dentro de la VLAN se agrava en los escenarios de multidifusión entre subredes cuando el tráfico enrutado también se inunda en cualquier parte. En capítulos posteriores trataremos cómo la multidifusión optimizada mitiga esta inundación del tráfico.

Por ahora,’tomemos brevemente un caso de uso típico y describa los cálculos de ancho de banda. Tenga en cuenta el siguiente caso de uso en el que se desactivan las optimizaciones:

  • Número de hojas en el tejido: ‘N’ = 200

  • Número de grupos: ‘G’ = 20

  • Velocidad de tráfico: ‘R’ = 1 número de PPS de VLAN ‘M’ = 500

El uso del ancho de banda principal en el source-VLAN será:

(N * G * R) = (200 * 20 * 1) = 4 Kbps

El tráfico de multidifusión enrutado se envía a todas las VLAN. El uso del ancho de banda principal de la estructura será:

(N * G * R * M) = (200 * 20 * 1 * 500) = 2 Mbps

Esto se conoce cada vez más como el problema de replicación (M * N ‘)’ , donde M es el número de ‘redes’ VLAN y N es el número de hojas en las que se debe replicar el tráfico. Sin optimización, en cada una de ‘las’ M VLANs, el tráfico se inunda en cada una ‘de’ las hojas N. Además, en cada hoja, el tráfico se inunda en las interfaces de acceso de cada una ‘de’ las M VLANs.

Resumen del capítulo

En este capítulo se exploró el mecanismo de multidifusión de multivlan en una estructura de centro de datos de EVPN. Descubrimos las optimizaciones para ilustrar cómo los problemas con la multidifusión no optimizada se componen con varias VLAN en el tejido. En el siguiente capítulo, explicaremos cómo las optimizaciones desempeñan una función importante para mitigar ‘el problema de la inundación en cualquier lugar’ .