Comprendre le reroutage rapide en multicast uniquement

Vue d’ensemble du MoFRR

Avec le reroutage rapide sur les flux unicast, un périphérique de routage en amont préétablit des chemins de commutation d’étiquettes MPLS (LSP) ou précalcule un chemin de secours de reroutage rapide LFA (IP Loop Alternate) pour gérer la défaillance d’un segment dans le chemin en aval.

Dans le routage multicast, le côté récepteur est généralement à l’origine des graphes de distribution du trafic. Contrairement au routage unicast, qui établit généralement le chemin entre la source et le récepteur. PIM (pour IP), Multipoint LDP (pour MPLS) et RSVP-TE (pour MPLS) sont des protocoles capables d’établir des graphes de distribution multicast. Parmi ceux-ci, les récepteurs PIM et LDP multipoints initient la configuration du graphe de distribution, de sorte que le MoFRR peut fonctionner avec ces deux protocoles multicast lorsqu’ils sont pris en charge.

Dans une arborescence multicast, si l’équipement détecte une défaillance d’un composant réseau, il lui faut un certain temps pour effectuer une réparation réactive, ce qui entraîne une perte de trafic importante lors de la configuration d’un autre chemin. Le MoFRR réduit la perte de trafic dans une arborescence de distribution multicast en cas de défaillance d’un composant réseau. Avec MoFRR, l’un des périphériques de routage en aval configure un chemin alternatif vers la source pour recevoir un flux de sauvegarde en direct du même trafic multicast. Lorsqu’une défaillance se produit le long du flux primaire, le périphérique de routage MoFRR peut rapidement basculer vers le flux de secours.

Lorsque MoFRR est activé, pour chaque entrée (S,G), l’appareil utilise deux des interfaces en amont disponibles pour envoyer un message de jonction et recevoir du trafic multicast. Le protocole tente de sélectionner deux chemins disjoints si deux de ces chemins sont disponibles. Si des chemins disjoints ne sont pas disponibles, le protocole sélectionne deux chemins non disjoints. S’il n’y a pas deux chemins non disjoints, seul un chemin principal est sélectionné, sans sauvegarde. MoFRR donne la priorité à la sauvegarde disjointe en faveur de l’équilibrage de charge des chemins disponibles.

MoFRR est pris en charge pour les familles de protocoles IPv4 et IPv6.

La figure 1 montre deux chemins entre le périphérique de routage du récepteur multicast (également appelé périphérique PE (Egress Provider Edge)) et le périphérique de routage source multicast (également appelé périphérique PE d’entrée).

Lorsque MoFRR est activé, le périphérique de routage de sortie (côté récepteur) configure deux arbres de multidiffusion, un chemin principal et un chemin de secours, vers la source de multidiffusion pour chacun (S,G). En d’autres termes, le périphérique de routage de sortie propage les mêmes messages de jointure (S,G) vers deux voisins en amont différents, créant ainsi deux arbres de multidiffusion.

L’un des arbres multicast passe par le plan 1 et l’autre par le plan 2, comme le montre la figure 1. Pour chaque (S,G), le périphérique de routage de sortie transfère le trafic reçu sur le chemin principal et abandonne le trafic reçu sur le chemin de secours.

Le MoFRR est pris en charge à la fois sur les chemins ECMP (Equal-cost Multipath) et sur les chemins non-ECMP. L’équipement doit activer les routes alternatives sans boucle (LFA) unicast pour prendre en charge MoFRR sur les chemins non-ECMP. Vous activez les routes LFA à l’aide de l’instruction link-protection dans la configuration IGP (Interior Gateway Protocol). Lorsque vous activez la protection de liaison sur une interface OSPF ou IS-IS, l’équipement crée un chemin LFA de secours vers le tronçon suivant principal pour toutes les routes de destination qui traversent l’interface protégée.

Junos OS implémente MoFRR dans le réseau IP pour IP MoFRR et au niveau du périphérique de routage de bordure d’étiquette MPLS (LER) pour le LDP MoFRR multipoint.

Le LDP multipoint MoFRR est utilisé au niveau de l’équipement de sortie d’un réseau MPLS, où les paquets sont transférés vers un réseau IP. Avec le LDP MoFRR multipoint, l’appareil établit deux chemins vers le périphérique de routage PE en amont pour recevoir deux flux de paquets MPLS au niveau du LER. L’appareil accepte l’un des flux (le flux principal) et l’autre (le flux de sauvegarde) est abandonné au niveau du LER. SI le chemin principal tombe en panne, l’appareil accepte le flux de sauvegarde à la place. La prise en charge de la signalisation intrabande est une condition préalable au MoFRR avec LDP multipoint (voir Présentation de la signalisation intrabande LDP multipoint pour les LSP point à multipoint).

Fonctionnalité PIM

Junos OS prend en charge MoFRR pour les jointures SPT (Shortest Path Tree) dans les PIM Source-Specific Multicast (SSM) et ASM (Any-Source Multicast). MoFRR est pris en charge pour les plages SSM et ASM. Pour activer MoFRR pour les jointures (*,G), incluez l’instruction de mofrr-asm-starg configuration dans la [edit routing-options multicast stream-protection] hiérarchie. Pour chaque groupe G, le MoFRR fonctionnera pour (S,G) ou (*,G), mais pas pour les deux. (S,G) est toujours prioritaire sur (*,G).

Lorsque MoFRR est activé, un dispositif de routage PIM propage les messages de jointure sur deux interfaces RPF (Reverse-Path Forwarding) en amont pour recevoir le trafic multicast sur les deux liaisons pour la même demande de jointure. Le MoFRR privilégie deux chemins qui ne convergent pas vers le même périphérique de routage immédiat en amont. PIM installe les routes multicast appropriées avec les sauts suivants RPF en amont avec deux interfaces (pour les chemins principal et secondaire).

Lorsque le chemin principal tombe en panne, le chemin de sauvegarde est mis à niveau vers l’état principal et l’équipement transfère le trafic en conséquence. S’il existe d’autres chemins disponibles, MoFRR calcule un nouveau chemin de sauvegarde et met à jour ou installe le chemin de multicast approprié.

Vous pouvez activer MoFRR avec l’équilibrage de charge de jointure PIM (voir la join-load-balance automatic déclaration). Cependant, dans ce cas, la distribution des messages de jointure entre les liens peut ne pas être égale. Lorsqu’un nouveau lien ECMP est ajouté, les messages de jointure sur le chemin principal sont redistribués et équilibrés en charge. Les messages de jointure sur le chemin de sauvegarde peuvent toujours suivre le même chemin et ne pas être redistribués uniformément.

Vous activez MoFRR à l’aide de l’instruction stream-protection de configuration dans la [edit routing-options multicast] hiérarchie. Le MoFRR est géré par un ensemble de politiques de filtrage.

Lorsqu’un périphérique de routage PIM de sortie reçoit un message de jointure ou un rapport IGMP, il recherche une configuration MoFRR et procède comme suit :

• Si la configuration MoFRR n’est pas présente, PIM envoie un message de jonction en amont vers un voisin en amont (par exemple, le plan 2 de la Figure 1).

• Si la configuration MoFRR est présente, l’appareil recherche une configuration de stratégie.

• En l’absence d’une stratégie, l’équipement recherche les chemins d’accès principal et secondaire (interfaces en amont) et procède comme suit :

  • Si les chemins principal et secondaire ne sont pas disponibles, PIM envoie un message de jointure en amont vers un voisin en amont (par exemple, le plan 2 de la Figure 1).

  • Si les chemins principal et secondaire sont disponibles : PIM envoie le message de jointure en amont vers deux des chemins voisins en amont disponibles. Junos OS configure les chemins multicast primaire et secondaire pour recevoir le trafic multicast (par exemple, le plan 1 de la Figure 1).

• Si une politique est présente, l’appareil vérifie si la politique autorise MoFRR pour cela (S,G), et procède comme suit :

  • En cas d’échec de cette vérification de stratégie, PIM envoie un message de jointure en amont vers un voisin en amont (par exemple, le plan 2 de la Figure 1).

  • Si cette vérification de stratégie réussit : l’appareil recherche les chemins d’accès principal et secondaire (interfaces en amont).

    • Si les chemins principal et secondaire ne sont pas disponibles, PIM envoie un message de jointure en amont vers un voisin en amont (par exemple, le plan 2 de la Figure 1).

    • Si les chemins principal et secondaire sont disponibles, PIM envoie le message de jointure en amont vers deux des voisins en amont disponibles. L’équipement configure les chemins de multidiffusion primaire et secondaire pour recevoir le trafic de multidiffusion (par exemple, le plan 1 de la Figure 1).

Fonctionnalité LDP multipoint

Pour éviter la duplication du trafic MPLS, le LDP multipoint ne sélectionne généralement qu’un seul chemin en amont. (Voir section 2.4.1.1. Déterminer son « LSR en amont » dans la RFC 6388, Extensions du protocole de distribution d' étiquettes pour les chemins commutés d'étiquettes point à multipoint et multipoint à multipoint.)

Pour le LDP multipoint avec MoFRR, l’équipement LDP multipoint sélectionne deux homologues en amont distincts et envoie deux étiquettes distinctes, une à chaque homologue en amont. L’appareil utilise le même algorithme que celui décrit dans la RFC 6388 pour sélectionner le chemin principal en amont. L’appareil utilise le même algorithme pour sélectionner le chemin d’accès amont de sauvegarde, mais exclut le LSR amont principal en tant que candidat. Les deux homologues en amont envoient deux flux de trafic MPLS au périphérique de routage de sortie. L’équipement sélectionne un seul des chemins voisins en amont comme chemin principal à partir duquel accepter le trafic MPLS. L’autre chemin devient le chemin de secours, et l’appareil abandonne ce trafic. Lorsque le chemin amont principal tombe en panne, l’équipement commence à accepter le trafic du chemin de secours. Le périphérique LDP multipoint sélectionne les deux chemins en amont en fonction du tronçon racine IGP (Interior Gateway Protocol).

Une classe d’équivalence de transfert (FEC) est un groupe de paquets IP qui sont transférés de la même manière, sur le même chemin et avec le même traitement de transfert. Normalement, l’étiquette placée sur un paquet particulier représente la FEC à laquelle ce paquet est affecté. Dans MoFRR, deux routes sont placées dans la table mpls.0 pour chaque FEC : une route pour l’étiquette principale et l’autre route pour l’étiquette de sauvegarde.

S’il existe des liens parallèles vers le même équipement en amont immédiat, l’équipement considère que les deux liens parallèles sont les liens principaux. À tout moment, l’équipement en amont envoie du trafic sur une seule des multiples liaisons parallèles.

Un nœud bud est un LSR qui est un LSR de sortie, mais qui a également un ou plusieurs LSR en aval directement connectés. Pour un nœud bud, le trafic du chemin amont principal est transféré vers un LSR en aval. En cas de défaillance du chemin amont principal, le trafic MPLS du chemin amont de sauvegarde est transféré vers le LSR en aval. Cela signifie que le prochain saut LSR en aval est ajouté aux deux routes MPLS avec le prochain saut de sortie.

Comme pour PIM, vous activez MoFRR avec LDP multipoint à l’aide de l’instruction stream-protection de configuration au niveau de la [edit routing-options multicast] hiérarchie, et il est géré par un ensemble de stratégies de filtrage.

Si vous avez activé la FEC point à multipoint LDP multipoint pour MoFRR, l’équipement tient compte des considérations suivantes pour sélectionner le chemin amont :

• Les sessions LDP ciblées sont ignorées s’il existe une session LDP non ciblée. S’il existe une seule session LDP ciblée, la session LDP ciblée est sélectionnée, mais la FEC point à multipoint correspondante perd la capacité MoFRR, car aucune interface n’est associée à la session LDP ciblée.

• Toutes les interfaces qui appartiennent au même LSR amont sont considérées comme le chemin principal.

• Pour toute mise à jour de route de nœud racine, le chemin amont est modifié en fonction des derniers sauts suivants de l’IGP. Si un meilleur chemin est disponible, le LDP multipoint tente de basculer vers le meilleur chemin.

Transfert de paquets

Dans le cas d’un PIM ou d’un LDP multipoint, l’équipement sélectionne le flux source de multidiffusion au niveau de l’interface d’entrée. Cela préserve la bande passante de la fabric et maximise les performances de transfert, car cela :

• Évite d’envoyer des flux dupliqués sur la fabric

• Empêche les recherches de routes multiples (qui entraînent des pertes de paquets).

Pour PIM, chaque flux multicast IP contient la même adresse de destination. Quelle que soit l’interface sur laquelle les paquets arrivent, les paquets ont le même itinéraire. L’appareil vérifie l’interface sur laquelle chaque paquet arrive et ne transmet que ceux qui proviennent de l’interface principale. Si l’interface correspond à une interface de flux de sauvegarde, l’appareil abandonne les paquets. Si l’interface ne correspond pas à l’interface de flux principal ou de secours, l’équipement traite les paquets en tant qu’exceptions dans le plan de contrôle.

La figure 2 illustre ce processus avec des exemples d’interfaces principale et secondaire pour les routeurs avec PIM. La figure 3 illustre la même situation pour les commutateurs avec PIM.

Pour MoFRR avec LDP multipoint sur les routeurs, l’appareil utilise plusieurs étiquettes MPLS pour contrôler la sélection de flux MoFRR. Chaque étiquette représente un itinéraire distinct, mais chacune fait référence à la même vérification de liste d’interfaces. L’appareil ne transfère que l’étiquette principale et supprime toutes les autres. Plusieurs interfaces peuvent recevoir des paquets en utilisant la même étiquette.

La Figure 4 illustre ce processus pour les routeurs avec LDP multipoint.

Limites et mises en garde

• Limitations et mises en garde du MoFRR sur les équipements de commutation et de routage
• Limitations du MoFRR sur la commutation d’appareils avec PIM
• Limitations et mises en garde du MoFRR sur les périphériques de routage avec LDP multipoint