Sous-couche IPv6 BGP non numérotée dans un datacenter EVPN-VXLAN

Aperçu

Aujourd’hui, de nombreuses entreprises et centres de données à très grande échelle utilisent BGP comme protocole de routage sous-jacent. Contrairement aux IGP traditionnelles telles qu’OSPF et IS-IS, BGP exige généralement que vous configuriez explicitement l’appairage, les numéros de systèmes autonomes (AS) et les stratégies de routage pour contrôler les échanges de routes.

De nombreux opérateurs sont encore relativement inexpérimentés avec IPv6. L’appairage non numéroté BGP, qui détecte dynamiquement les voisins IPv6, réduit la charge de configuration manuelle d’un underlay IPv6 dans une fabric de centre de données (DC) EVPN-VXLAN. Junos OS s’appuie sur la fonctionnalité IPv6 de base en prenant en charge la configuration de groupes BGP. La configuration de groupe BGP prend en charge les paramètres d’appairage dynamiques (tels que les numéros d’AS distants autorisés) utilisés pour prendre en charge une fabric IPv6 non numérotée.

Vous pouvez configurer une fabric DC EVPN-VXLAN manuellement ou à l’aide de la fonctionnalité d’appairage sans numérotation BGP. Ce cas d’usage décrit la complexité de la configuration manuelle de la fabric et explique pourquoi l’utilisation de la fonctionnalité d’appairage sans numérotation BGP offre une solution beaucoup plus simple.

Prenons l’exemple d’un simple datacenter à deux niveaux. Cette structure de taille modeste se compose de quatre équipements spine et de 32 équipements leaf. Chaque équipement Spine possède 32 liaisons qui se connectent aux équipements Leaf et chaque Leaf possède deux liaisons de fabric, une pour chaque équipement Spine.

Dans cette configuration manuelle, vous devez d’abord attribuer les adresses IP du réseau. Pour cette structure, vous devrez configurer 4 adresses IP IPv6 * 32 = 128. Chaque réseau nécessite l’attribution de deux adresses d’hôte.

Ensuite, vous configurez les homologues BGP et leurs numéros AS associés. Pour chaque extrémité de chaque liaison de fabric, vous avez besoin d’une session d’appairage BGP. Dans notre exemple de structure, ce calcul équivaut à un total de 4*32*2=256 définitions d’homologues pair BGP, chacune nécessitant une adresse IP d’appairage et un numéro d’AS distant uniques.

La définition manuelle de 256 appairages BGP peut s’avérer fastidieuse et sujette aux erreurs. Dans une structure complexe, une simple erreur de configuration peut être difficile à isoler. Supposons que la fabric prenne en charge 128 équipements leaf. Vous devez maintenant configurer 4*128=512 réseaux IP IPv6. Les calculs montrent clairement que la complexité du provisionnement manuel d’une grande fabric devient rapidement un fardeau. En outre, pour les structures IPv4, un facteur souvent négligé est le grand nombre d’adresses IPv4 consommées par l’underlay. Dans de nombreux réseaux, l’espace d’adressage IPv4 est limité.

En revanche, l’appairage BGP non numéroté ne nécessite aucune affectation de réseau IP routable sur les liaisons underlay. Tous les appairages BGP dans l’underlay utilisent uniquement des adresses IP locales de liaison. L’utilisation d’adresses IP locales de liaison implique moins de configuration, moins de complexité, des tables de routage plus petites et la préservation des adresses IP.

Configurer la fabric EVPN BGP non numérotée

Lors de la configuration de l’appairage BGP non numéroté, vous n’avez besoin que d’un nombre minimal d’instructions de configuration. Ces instructions de configuration permettent d’amorcer rapidement un underlay basé sur IPv6. Cette sous-couche prend en charge la superposition EVPN-VXLAN. Bien que l’underlay utilise l’IPv6 natif, il prend également en charge les routes IPv4 avec des next-hops (RFC5549) IPv6. En d’autres termes, la sous-couche prend en charge les charges de travail IPv4 et IPv6 ainsi que leurs réseaux virtuels associés dans la superposition EVPN-VXLAN. Il n’entre pas dans le cadre de ce document une discussion complète sur l’auto-configuration IPv6 sans état.

La liste suivante présente les principales fonctionnalités de l’appairage BGP non numéroté :

• Configure automatiquement les adresses IPv6 lien-local sans état sur toutes les interfaces compatibles IPv6.
• Prend en charge une liste de numéros AS autorisés pour simplifier l’appairage avec des périphériques de fabric distants.
• Utilise des annonces de routeur (RA) IPv6 qui fournissent une découverte dynamique des voisins directement connectés.
• Utilise la découverte de voisinage IPv6 pour résoudre l’adresse IP locale du lien du voisin avec l’adresse MAC correspondante afin de faciliter les communications au niveau de la liaison.
• L’extrémité locale utilise les adresses peer, link-local et MAC découvertes pour envoyer un message BGP open aux voisins directement connectés. Ce message ouvert contient le numéro AS de l’homologue local. L’homologue distant compare cela à sa liste de numéros AS autorisés pour décider si la session est autorisée. De même, l’homologue local correspond au numéro AS de l’homologue distant, tel que renvoyé dans le message d’ouverture de l’homologue distant.
• Vous fournit une stratégie BGP simple qui annonce tous les réseaux directement connectés (au minimum, l’adresse de bouclage de chaque périphérique de fabric doit être annoncée).
• Utilise la stratégie EBGP par défaut pour annoncer à nouveau les routes apprises à partir d’autres périphériques de structure.
• Utilise la longueur du chemin BGP AS pour éviter les boucles et optimiser la sélection de route pour l’équilibrage de charge ECMP.
• Simplifie l’ajout d’une superposition EVPN-VXLAN, car la couche sous-jacente offre une accessibilité en bouclage.

Note:

L’appairage BGP non numéroté prend uniquement en charge EBGP. Les protocoles EBGP et IBGP à sauts multiples ne sont pas pris en charge.

Topologie

Le schéma suivant montre une topologie simple à deux cœurs de réseau et à deux branches.

• L’underlay de la fabric est purement IPv6, y compris les bouclages de l’équipement.

• Les serveurs connectés sont basés sur IPv4, ce qui démontre la prise en charge d’IPv4 sur IPv6 (voir RFC 5549). Les charges de travail IPv6 sont également prises en charge dans l’overlay. Supposons qu’il s’agisse de serveurs bare metal (BMS) et qu’ils soient préconfigurés avec l’adresse IP affichée. L’appartenance VLAN permet de mapper ces charges de travail dans des réseaux virtuels superposés isolés par l’encapsulation VXLAN. Dans cet exemple, les interfaces d’accès ne sont pas balisées.

• Vous vous attendez à avoir une connectivité routée entre les charges de travail du serveur lorsque vous ajoutez une superposition. La superposition peut être CRB ou ERB. Le sous-calque non numéroté BGP prend en charge l’un ou l’autre type de superposition.

Configuration étape par étape

1. Activez la inet6 famille sur toutes les interfaces de la structure. Ces interfaces de structure relient le Leaf 1 aux équipements de cœur de réseau. Cette inet6 gamme prend en charge l’autoconfiguration IPv6 sans état et la découverte de voisins. Pour prendre en charge les charges de travail IPv4, vous devez également ajouter la inet famille.

2. Créez l’interface de bouclage lo0 et configurez l’adresse IPv6. L’adresse de bouclage est utilisée pour prendre en charge l’appairage BGP lorsque vous ajoutez la superposition EVPN-VXLAN.

3. Configurez une stratégie qui spécifie la liste des numéros BGP AS que vous souhaitez autoriser pour l’appairage BGP dynamique.

4. Configurez une stratégie d’équilibrage de charge par paquet. Une stratégie d’équilibrage de charge permet d’installer plusieurs sauts suivants à coût égal dans la table de transfert, ce qui permet un basculement rapide vers d’autres sauts de structure à coût égal en cas de défaillance d’une liaison.

5. Appliquez la stratégie d’équilibrage de charge par paquet à la table de transfert.

6. Configurez une stratégie pour annoncer les itinéraires directs. Étant donné que les sous-réseaux link-local ne sont pas exportés, dans cet exemple, cette stratégie annonce uniquement l’adresse de bouclage. Vous utiliserez cette même adresse de bouclage ultérieurement lorsque vous configurerez l’appairage BGP dans la superposition.

7. Configurez l’ID de routeur (RID). Étant donné que cet exemple concerne une fabric IPv6 native, vous devez vous assurer que la configuration inclut un ID de routeur au format IPv4. Dans la plupart des cas, le RID est automatiquement dérivé de l’adresse de bouclage, mais dans cet exemple, le bouclage est IPv6 uniquement.

8. Configurez une annonce de routeur (RA) pour chaque interface de structure. Lorsque le RA est activé, l’interface envoie régulièrement des messages RA. Les messages RA sont utilisés pour découvrir l’adresse IP locale du lien du voisin distant, ce qui à son tour déclenche la découverte du voisin et le reste du processus d’appairage dynamique.

9. Configurez un groupe BGP pour la prise en charge de l’appairage non numéroté. Nous appliquons à ce groupe une stratégie d’exportation de routes directes. Vous devez inclure toutes les interfaces de fabric dans ce groupe et vous devez activer les interfaces avec peer-auto-discovery sous la [protocols bgp group <group-name> dynamic-neighbor <neighbor-group-name>] hiérarchie. Ce groupe est lié à la stratégie qui définit les numéros d’AS autorisés pour l’appairage dynamique.

   Vous activez l’équilibrage de charge sur plusieurs chemins et plusieurs numéros AS. N’oubliez pas que dans cette structure, chaque nœud utilise un numéro AS unique. L’équilibrage de charge par trajets multiples (ECMP) vers plusieurs numéros AS permet un basculement rapide en permettant au RIB d’installer plusieurs sauts suivants pointant vers ces différents numéros AS. L’ajout de la prise en charge des nexthops IPv4 étendus permet l’échange de routes IPv4 sur les sessions BGP IPv6.

Résultats

Rappelons que tous les équipements de fabric ont des configurations similaires. Par souci de concision, seul le delta de configuration pour le leaf 1 est affiché.

Configurations rapides

Pour vous permettre d’être opérationnel rapidement, nous avons prévu des configurations rapides pour chaque nœud de la topologie. Copiez et modifiez les commandes suivantes selon vos besoins pour les spécificités de votre environnement (vous n’utiliserez généralement pas les commandes exactement comme indiqué ici). Collez les commandes modifiées dans la fenêtre de terminal de l’équipement de structure associé. Vous devez être en mode configuration au niveau de la [edit] hiérarchie :

La configuration rapide pour Leaf 1 :

La configuration rapide pour Leaf 2 :

La configuration rapide pour Spine 1 :

La configuration rapide pour Spine 2 :

Assurez-vous de valider les modifications de configuration sur tous les appareils.

Validation

Utilisez ces commandes et exemples de sorties pour confirmer le bon fonctionnement de votre underlay non numéroté. La configuration et le fonctionnement de tous les nœuds sont similaires. Ci-dessous, nous n’affichons que les commandes et la sortie pour la feuille 1. Les mêmes commandes s’appliquent à tous les nœuds, et un résultat similaire est attendu pour tous les périphériques.

Dans l’ensemble, la principale tâche de vérification consiste à vérifier que tous les nœuds ont des sessions BGP attendues établies à l’aide d’adresses locales de liaison et que les périphériques de structure échangent correctement des routes de bouclage. Nous adoptons une approche ascendante structurée qui confirme chaque aspect nécessaire à la réussite de l’établissement de sessions BGP.

Vérifiez que les interfaces de fabric sont opérationnelles et opérationnelles.

La sortie montre que les interfaces de fabric du Leaf 1 sont opérationnelles. À cela s’ajoute l’absence d’adresse IPv4 ou IPv6 explicite. Seules les inet familles et inet6 sont configurées sur l’interface. Par conséquent, seules les adresses IPv6 locales de liaison IPv6 sont présentes dans le cadre de la configuration des adresses sans état IPv6. Nous notons également que l’adresse de bouclage a l’adresse IPv6 attendue.

La sortie de la show interfaces terse commande CLI facilite la vérification de l’état et de la configuration de toutes les interfaces, y compris l’adresse de bouclage.

Vérifiez que toutes les interfaces de structure envoient et reçoivent des annonces de routeur IPv6.

La sortie confirme que Leaf 1 envoie et reçoit des RA vers et depuis les deux périphériques centraux. Les AR signalent correctement l’adresse locale du lien de l’extrémité d’envoi.

Vérifiez que les périphériques de structure ont appris les liaisons d’adresse MAC vers lien-adresse locale de tous les voisins IPv6 directement connectés à l’aide d’IPv6 ND.

La sortie confirme que Leaf 1 a correctement résolu l’adresse MAC en adresse locale de liaison de ses deux voisins, c’est-à-dire les deux périphériques centraux.

Vérifiez que vous pouvez envoyer un ping à un voisin à l’aide de son adresse lien-local.

Le ping de la feuille 1 à la colonne vertébrale 1 réussit. Ce résultat confirme la connectivité IPv6 à l’aide d’adresses lien-local.

Vérifiez que tous les équipements de structure ont établi des sessions d’appairage BGP avec les voisins directement connectés.

Comme prévu, le résultat indique que deux sessions BGP ont été établies sur le périphérique Leaf 1. L’écran confirme que des routes IPv6 sont échangées. Nous inclurons plus d’informations sur la confirmation plus tard. Si vous le souhaitez, affichez les détails d’un voisin BGP :

Vérifiez que tous les noeuds annoncent leur adresse de bouclage tout en apprenant l’adresse de bouclage des autres noeuds.

Comme prévu, la sortie confirme que Leaf 1 a appris les adresses de bouclage de tous les autres périphériques de structure. Notez que pour la feuille 2, il affiche deux chemins de coûts égaux, l’un passant par la colonne vertébrale 1 et l’autre par la colonne vertébrale 2.

Si nécessaire, vous pouvez aider à isoler les problèmes de routage en affichant les routes spécifiques annoncées ou reçues d’un voisin BGP donné. Notez que, comme pour un ping vers une adresse locale de lien, vous devez qualifier l’adresse IP locale de lien de l’homologue avec l’interface de sortie correspondante :

Vérifiez que la fabric prend en charge l’équilibrage de charge ECMP. Affichez des détails sur les itinéraires utilisés par la feuille 1 pour atteindre la feuille 2. Vous vous attendez à deux itinéraires à coûts égaux, un à travers chaque équipement Spine. Dans la section ci-dessous, vous confirmez ECMP dans les tables de routage et de transfert (RIB et FIB).

La sortie confirme que les deux chemins entre Leaf 1 et Leaf 2 sont activement utilisés pour transférer le trafic et font partie d’un chemin multiple.

Vérifiez que les feuilles 1 et 2 sont connectées via le calque sous-jacent.

La sortie confirme que les feuilles 1 et 2 ont une connectivité sous-jacente. Le chemin montre que ce flux est passé par Spine 1, comme l’indique son adresse de bouclage en tant que premier saut.

Cette couche sous-jacente est maintenant prête à prendre en charge la superposition EVPN-VXLAN de votre choix. Pour plus d’informations sur les options de superposition disponibles, reportez-vous à la section Présentation d’EVPN avec l’encapsulation de plan de données VXLAN .