Présentation du contrôleur NorthStar
Le Juniper Networks Contrôleur NorthStar est un contrôleur SDN qui offre une visibilité granulaire et un contrôle 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 explicite des charges de trafic importantes en fonction de contraintes définies par l’utilisateur.
Le contrôleur NorthStar offre aux gestionnaires réseau une solution puissante et flexible d’ingénierie du trafic dotée de 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
Ordonnancement et synchronisation spécifiques des chemins signalés à travers les éléments de réseau routés
Vue globale de l’état du réseau à des fins de surveillance, de gestion et de planification proactive
Possibilité de recevoir une vue abstraite d’un réseau de transport sous-jacent et d’utiliser ces informations pour développer ses applications centrées sur les paquets
Cluster haute disponibilité (HA) actif/en veille
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 elle-même est effectuée via la signalisation RSVP-TE, qui est activée dans le réseau et permet d’attribuer des étiquettes d’un routeur entrant au routeur de sortie. La signalisation est déclenchée par les 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 sur 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 NorthStar est en mesure 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 aux liens 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 NorthStar fournit un PCE dynamique qui calcule les chemins ou routes réseau 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 au PCE 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 la communication entre un PCC et le contrôleur NorthStar pour connaître l’état du chemin réseau et LSP et communiquer avec les PCC. L’entité PCE du contrôleur NorthStar 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 PCE dynamique dans le contrôleur NorthStar fournit les fonctions suivantes :
Permet le calcul des chemins LSP en ligne et hors ligne
Déclenche un réacheminement LSP lorsqu’il est nécessaire de réoptimiser le réseau
Modifie la bande passante du LSP lorsqu’une application demande une augmentation de la 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 initie la session PCEP et reste connecté au PCE pendant toute la durée de la session PCEP. Au cours de la session PCEP, le PCC demande les paramètres LSP au PCE dynamique. Lors de la réception d’un ou de 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 avec état : lorsqu’une connexion PCE dynamique active est détectée, un PCC synchronise un état LSP avec le PCE. PCEP permet une synchronisation rapide et opportune de l’état LSP avec le PCE.
Délégation du contrôle sur les tunnels LSP à un PCE dynamique : un PCE dynamique actif contrôle un ou plusieurs attributs LSP pour les chemins de calcul, tels que la bande passante, le chemin (ERO) et la priorité (configuration et attente). Le PCEP permet une telle délégation de prestataires de services linguistiques.
Contrôle PCE dynamique de la synchronisation et de la séquence des calculs de chemin dans et entre les sessions PCEP : un PCE dynamique actif modifie un ou plusieurs attributs LSP, tels que la bande passante, le chemin (ERO) et la priorité (configuration et attente). Le PCEP communique ces nouveaux attributs LSP du PCE au PCC, après quoi le PCC resignale le LSP selon le chemin spécifié.
Interaction entre le PCC et le PCE
Pour le contrôleur NorthStar NorthStar, le PCC s’exécute dans un nouveau démon Junos OS, le Path Computation Client Process (PCCD), qui interagit avec le PCE et avec le Routing Protocol Process (RPD) par le biais d’un mécanisme interne Junos OS IPC. La figure 1 montre l’interaction entre l’ECP, le PCCD et la SPR.
Le PCCD est sans état, il ne conserve donc aucun état autre que les demandes en attente en cours, et ne se souvient d’aucun état pour les LSP établis. Le PCCD demande l’état après le retour de la réponse de l’ECP, puis transmet la réponse à la SPR. Étant donné que le PCCD est sans état, le RPD n’a besoin de communiquer avec le PCCD que lorsque le LSP est créé pour la première fois. Une fois que le SPR a reçu les résultats du PCCD, les résultats sont stockés (même après le redémarrage du RPD) et le SPR n’a pas besoin de communiquer à nouveau avec le PCCD jusqu’à ce que le LSP soit réacheminé (lorsque la configuration du LSP est modifiée ou que le LSP échoue).
Provisionnement dynamique des chemins
Pour fournir un provisionnement dynamique des chemins d’accès, chaque routeur de périphérie d’étiquettes d’entrée (LER) doit être configuré en tant que client de calcul de chemin (PCC). Par le biais de PCEP, chaque PCC informe le contrôleur NorthStar (serveur PCE) de manière 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 la connexion TCP/PCEP. Si la connexion TCP tombe en panne suite à des volets de connexion ou à une défaillance PCC, le contrôleur NorthStar attend environ 60 secondes pour la reconnexion PCC, puis supprime l’état LSP.