Présentation de l’équilibrage de charge de jointure PIM sur les routes MVPN à chemins multiples

Un réseau privé virtuel multicast (MVPN) est une technologie permettant de déployer le service multicast dans un VPN MPLS/BGP existant.

Les deux principaux services MVPN sont :

• MVPN PIM doubles (également appelés Draft-Rosen)

• MVPN multiprotocoles BGP (également appelés nouvelle génération)

Les MVPN de nouvelle génération constituent la prochaine évolution après le MVPN Draft-Rosen et offrent une solution plus simple pour les administrateurs qui souhaitent configurer le multicast sur des VPN de couche 3. Un MVPN Draft-Rosen utilise le multicast indépendant du protocole (PIM) pour la signalisation multicast client (C-multicast), et un MVPN de nouvelle génération utilise BGP pour la signalisation C-multicast.

Le routage multi-chemins dans un MVPN est appliqué pour rendre le transfert de données plus robuste contre les défaillances du réseau et pour minimiser les capacités de sauvegarde partagées lorsque la résilience contre les défaillances du réseau est requise.

Par défaut, les messages de jointure PIM sont envoyés vers une source en fonction de la vérification de la table de routage RPF (reverse path forwarding). S’il existe plusieurs chemins à coût égal vers la source [S, G] ou le point de rendez-vous (RP) [*, G], une interface en amont est utilisée pour envoyer les messages de jointure. Le chemin amont peut être :

• Un seul chemin BGP externe actif (EBGP) lorsque les chemins EBGP et BGP interne (IBGP) sont présents.

• Un seul chemin IBGP actif lorsqu’aucun chemin EBGP n’est présent.

Avec l’introduction de la fonctionnalité d’équilibrage de charge de jointure PIM multichemin, les messages de jointure PIM client (C-PIM) sont équilibrés en charge de la manière suivante :

• Dans le cas d’un MVPN Draft-Rosen, des chemins EBGP et IBGP inégaux sont utilisés.

• Dans le cas des MVPN nouvelle génération :

  • Les chemins IBGP disponibles sont utilisés lorsqu’aucun chemin EBGP n’est présent.

  • Les chemins EBGP disponibles sont utilisés lorsque les chemins EBGP et IBGP sont présents.

Cette fonctionnalité s’applique aux messages de jointure IPv4 C-PIM sur le service MVPN de couche 3.

Par défaut, une source client (C-S) ou une RP client (C-RP) est considérée comme distante si l’rt_entry active est une route secondaire et que la route principale est présente dans une autre instance de routage. Cette détermination est effectuée sans tenir compte de l’état (C-*,G) ou (C-S,G) pour lequel le contrôle est effectué. La fonctionnalité d’équilibrage de charge de jointure PIM multipath détermine si une source (ou RP) est distante en tenant compte de l’état associé (C-*,G) ou (C-S,G).

Lorsque le réseau fournisseur ne dispose pas de routeurs Provider Edge (PE) pour lesquels la fonctionnalité d’équilibrage de charge de jointure PIM multichemin est activée, l’équilibrage de charge de jointure basé sur le hachage est utilisé. Bien que la décision de configurer cette fonctionnalité n’ait pas d’impact sur PIM ou les performances globales du système, les performances du réseau peuvent être affectées temporairement si la fonctionnalité n’est pas activée.

Avec l’équilibrage de charge de jointure basé sur le hachage, l’ajout de nouveaux routeurs PE au candidat en amont vers le C-S ou le C-RP entraîne la redistribution des messages de jointure C-PIM vers de nouveaux chemins en amont. Si le nombre de messages de jointure est important, les performances du réseau sont affectées en raison de l’envoi de messages de jointure au nouveau voisin RPF et de l’envoi de messages d’élagage à l’ancien voisin RPF. Dans le MVPN de nouvelle génération, les messages de données BGP C-multicast sont donc retirés des anciens chemins en amont pour être annoncés sur de nouveaux chemins en amont, ce qui a un impact sur les performances du réseau.

Sur la Figure 1, PE1 et PE2 sont les routeurs PE en amont. Le routeur PE1 apprend la source de route de ses homologues EBGP et IBGP (respectivement le routeur CE1 de périphérie client et le routeur PE2).

• Si les routeurs PE exécutent le MVPN Draft-Rosen, le routeur PE1 distribue les messages de jointure C-PIM entre le chemin EBGP vers le routeur CE1 et le chemin IBGP vers le routeur PE2. Les messages de jointure sur le chemin IBGP sont envoyés via une interface de tunnel multicast à travers laquelle les routeurs PE établissent une contiguïté C-PIM les uns avec les autres.

  Si un routeur PE perd un ou tous les chemins EBGP vers la source (ou RP), les messages de jointure C-PIM qui utilisaient précédemment le chemin EBGP sont déplacés vers une interface de tunnel multicast, et le voisin RPF sur l’interface de tunnel multicast est sélectionné en fonction d’un mécanisme de hachage.

  Lors de la découverte du premier chemin EBGP vers la source (ou RP), seuls les nouveaux messages de jointure sont équilibrés en charge sur les chemins EBGP et IBGP, tandis que les messages de jointure existants sur l’interface de tunnel multicast ne sont pas affectés.

• Si les routeurs PE exécutent le MVPN de nouvelle génération, le routeur PE1 envoie des messages de jointure C-PIM directement au routeur CE1 via le chemin EBGP. Il n’y a pas de contiguïté C-PIM entre les routeurs PE1 et PE2. Le routeur PE3 distribue les messages de jointure C-PIM entre les deux chemins IBGP vers PE1 et PE2. L’algorithme de hachage Bytewise-XOR est utilisé pour envoyer les données C-multicast conformément à Internet draft draft-ietf-l3vpn-2547bis-mcast-bgp, BGP Encodings and Procedures for Multicast in MPLS/BGP IP VPNs.

Étant donné que la fonctionnalité d’équilibrage de charge de jointure PIM à chemins multiples d’un MVPN Draft-Rosen utilise des chemins EBGP et IBGP inégaux vers la destination, des boucles peuvent être créées lors du transfert de paquets unicast vers la destination. Pour éviter ou rompre de telles boucles :

• Le trafic provenant d’une instance centrale ou principale ne doit pas être redirigé vers les interfaces centrales.

• Une seule interface de tunnel multicast doit être choisie comme interface en amont ou en aval.

• Une interface de tunnel multicast en amont ou en aval doit pointer vers une interface de tunnel non multicast.

En raison du mécanisme d’évitement de boucle, les messages de jointure provenant d’un chemin EBGP sont équilibrés en charge sur les chemins EIBGP comme prévu, tandis que les messages de jointure provenant d’un chemin IBGP sont contraints de choisir le chemin EBGP uniquement.

Sur la Figure 1, si l’hôte CE2 envoie du trafic de données unicast à l’hôte CE1, le routeur PE1 peut envoyer le flux multicast au routeur PE2 via le réseau central MPLS en raison de l’équilibrage de charge du trafic. Une boucle de transfert de données est évitée en s’assurant que PE2 ne redirige pas le trafic sur le cœur MPLS en raison de l’algorithme d’équilibrage de charge.

Dans le cas des messages de jointure C-PIM, en supposant que l’hôte CE2 et l’hôte CE3 sont intéressés à recevoir du trafic de la source (S, G), et si PE1 et PE2 se choisissent mutuellement comme voisin RPF vers la source, alors une arborescence multicast ne peut pas être formée complètement. Cette fonctionnalité implémente des mécanismes pour empêcher de telles boucles de jointure dans le plan de contrôle de multidiffusion dans un scénario MVPN Draft-Rosen.

Note:

Une perturbation du trafic multicast ou la création de boucles de jointure peut se produire, entraînant la formation incorrecte d’un arbre de distribution multicast (MDT) pour l’une des raisons suivantes :

• Lors d’un basculement GRES (Graceful moteur de routage Switchover ), la sélection du chemin EIBGP pour les messages de jointure C-PIM peut varier, car la sélection de l’interface en amont est à nouveau effectuée pour le nouveau moteur de routage en fonction des messages de jointure qu’il reçoit des voisins CE et PE. Cela peut entraîner une interruption du trafic de multidiffusion en fonction du nombre de messages de jonction reçus et de la charge sur le réseau au moment du redémarrage normal. Toutefois, le routage actif ininterrompu (NSR) n’est pas pris en charge et n’a aucun impact sur le trafic multicast dans un scénario MVPN Draft-Rosen.

• Tout routeur PE du réseau de fournisseurs exécute l’implémentation d’un autre fournisseur qui n’applique pas le même algorithme de hachage que celui implémenté dans cette fonctionnalité.

• La fonctionnalité d’équilibrage de charge de jointure PIM multipath n’a pas été configurée correctement.