Comprendre le contrôleur NorthStar
Le contrôleur NorthStar de Juniper Networks est un contrôleur SDN qui offre une visibilité et un contrôle granulaires des tunnels IP/MPLS dans les réseaux des grands fournisseurs de services et des entreprises. Les opérateurs réseau peuvent utiliser le contrôleur NorthStar pour optimiser leur infrastructure réseau grâce à une surveillance proactive, une planification et un routage dynamique des charges de trafic importantes en fonction des contraintes définies par l’utilisateur.
Le contrôleur NorthStar fournit aux gestionnaires de réseau une solution d’ingénierie du trafic puissante et flexible dotée de certaines fonctionnalités importantes :
Calcul complexe de chemins inter-domaines et optimisation du réseau
Planification complète du réseau, analyse de la capacité et de la topologie
Possibilité d’aborder l’optimisation multicouche avec plusieurs contraintes définies par l’utilisateur
Ordre spécifique et synchronisation des chemins signalés sur les éléments de réseau routés
Vue globale de l’état du réseau à des fins de surveillance, de gestion et de planification proactive
Capacité à recevoir une vue abstraite d’un réseau de transport sous-jacent et à utiliser les informations pour développer ses applications centrées sur les paquets
Cluster haute disponibilité (HA) actif/de secours
Surveillance du système et du réseau
Le contrôleur NorthStar s’appuie sur le protocole PCEP (Path Computation Element Protocol) pour instancier un chemin entre les routeurs PCC. La configuration du chemin lui-même s’effectue via la signalisation RSVP-TE, qui est activée dans le réseau et permet d’attribuer des étiquettes d’un routeur entrant au routeur sortant. La signalisation est déclenchée par des routeurs entrants au cœur du réseau. Le client PCE s’exécute sur les routeurs à l’aide d’une version du système d’exploitation Junos (Junos OS) qui prend en charge PCEP.
Le contrôleur NorthStar provisionne PCEP dans tous les périphériques PE (PCC) et utilise PCEP pour récupérer l’état actuel des tunnels existants (LSP) qui s’exécutent dans le réseau. En fournissant une vue de l’état global du réseau et de la demande de bande passante dans le réseau, le contrôleur NorthStar est capable de calculer les chemins optimaux et de fournir les attributs que le PCC utilise pour signaler le LSP.
NorthStar prend en charge les fonctions liées aux LSP et les liaisons pour les systèmes physiques et logiques. Toutefois, pour les systèmes logiques, les mises à jour en temps réel de la topologie ne sont pas possibles car il n’existe pas de PCEP pour les systèmes logiques. Au lieu de cela, vous pouvez effectuer une collecte Netconf périodique pour mettre à jour les informations de topologie logique.
Les sections suivantes décrivent l’architecture, les composants et les fonctionnalités du contrôleur NorthStar :
Architecture et composants
Basé sur l’architecture PCE (Path Computation Element) telle que définie dans la RFC 5440, le contrôleur NorthStar fournit un PCE dynamique qui calcule les chemins réseau ou les routes en fonction d’un graphique de réseau et applique des contraintes de calcul. Un client de calcul de chemin (PCC) est une application cliente qui demande à l’ECP d’effectuer des calculs de chemin pour les chemins de commutation d’étiquettes (LSP) externes du PCC. Le protocole PCEP (Path Computation Element Protocol) permet de communiquer entre un PCC et le contrôleur NorthStar pour connaître l’état du réseau et du LSP et communiquer avec les PCC. L’entité PCE du contrôleur NorthStar calcule les chemins dans le réseau pour le compte des PCC, qui demandent des services de calcul de chemin. Les PCC reçoivent puis appliquent les chemins dans le réseau.
L’implémentation dynamique de PCE dans le contrôleur NorthStar fournit les fonctions suivantes :
Permet le calcul de chemin LSP en ligne et hors ligne
Déclenche le reroutage LSP lorsqu’il est nécessaire de réoptimiser le réseau
Modifie la bande passante LSP lorsqu’une application nécessite une augmentation de bande passante
Modifie d’autres attributs LSP sur le routeur, tels que l’objet de route explicite (ERO), la priorité de configuration et la priorité de maintien
Une session PCEP basée sur TCP connecte un PCC à un PCE externe. Le PCC lance la session du PCEP et reste connecté au PCE pendant toute la durée de la session du PCEP. Pendant la session PCEP, le PCC demande les paramètres LSP au PCE dynamique. Lors de la réception d’un ou plusieurs paramètres LSP du PCE, le PCC resignale le LSP TE. Lorsque la session PCEP est terminée, la connexion TCP sous-jacente est immédiatement fermée et le PCC tente de rétablir la session PCEP.
Les fonctions du PCEP sont les suivantes :
Synchronisation de l’état du tunnel LSP entre un PCC et un PCE à états : lorsqu’une connexion PCE active avec état est détectée, une PCC synchronise l’état d’un LSP avec le PCE. PCEP permet une synchronisation rapide et opportune de l’état LSP avec le PCE.
Délégation du contrôle des tunnels LSP à un PCE à états : un PCE actif contrôle un ou plusieurs attributs LSP pour calculer les chemins, tels que la bande passante, le chemin (ERO) et la priorité (configuration et conservation). Le PCEP permet une telle délégation des LSP.
Contrôle PCE dynamique du minutage et de la séquence des calculs de chemin au sein des sessions PCEP et entre celles-ci : un PCE à états actif modifie un ou plusieurs attributs LSP, tels que la bande passante, le chemin (ERO) et la priorité (configuration et attente). PCEP communique ces nouveaux attributs LSP du PCE au PCC, après quoi le PCC resignale le LSP dans le chemin spécifié.
Interaction entre le PCC et l’ECP
Pour le contrôleur NorthStar, le PCC s’exécute dans un nouveau démon Junos OS, le processus client de calcul de chemin (PCCD), qui interagit avec le PCE et avec le processus RPD (Routing Protocol Process) via un mécanisme IPC interne Junos OS. La figure 1 montre l’interaction entre l’ECP, la DCCP et la SPR.
Le PCCD est sans état, il ne conserve donc aucun état autre que les demandes en suspens actuelles, et ne se souvient d’aucun état pour les LSP établis. La DCCP demande l’état une fois que la réponse est revenue de l’ECP, puis transmet la réponse à la SPR. Étant donné que le PCCD est sans état, la SPR n’a besoin de communiquer avec le PCCD que lorsque le LSP est créé pour la première fois. Une fois que la SPR a reçu les résultats du PCCD, les résultats sont stockés (même après le redémarrage de la SPR), et la SPR n’a pas besoin de communiquer de nouveau avec le PCCD tant que le fournisseur de services linguistiques n’est pas réacheminé (lorsque la configuration du fournisseur de services linguistiques est modifiée ou que le fournisseur de services linguistiques échoue).
Provisionnement dynamique des chemins
Pour fournir un provisionnement dynamique des chemins, chaque routeur de périphérie d’étiquette entrant doit être configuré en tant que client de calcul de chemin (PCC). Par l’intermédiaire de PCEP, chaque PCC informe le contrôleur NorthStar (serveur PCE) de façon asynchrone de l’état des LSP, y compris l’état opérationnel du LSP, l’état de l’administrateur et les événements de protection en cours d’utilisation. La mise à jour de l’état LSP et le provisionnement LSP dépendent de l’état de connexion TCP/PCEP. Si la connexion TCP tombe en panne à la suite de volets de connexion ou d’une défaillance PCC, le contrôleur NorthStar attend environ 60 secondes pour la reconnexion PCC, puis supprime l’état LSP.