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データ プレーン カプセル化VXLANを使用した EVPN について

イーサネット VPN(EVPN)を使用すると、レイヤー 2 の仮想ブリッジを使用して分散した顧客サイトのグループに接続できます。また、VXLAN(仮想拡張 LAN)により、レイヤー 2 の接続をレイヤー 3 ネットワークを経由して拡張しながら、VLAN のようなネットワークのセグメント化を従来の VLAN のような拡張制限なしで提供できます。VXLANカプセル化が可能なEVPNは、クラウドサーバープロバイダが必要な規模でレイヤー2接続を処理し、STP(スパニングツリープロトコル)などの制限プロトコルを置き換えて、レイヤー3ネットワークから解放され、より堅牢なルーティングプロトコルを使用できます。VXLAN データ プレーンカプセル化が可能なEVPNは、ジュニパーネットワークス Contrail 仮想化ソフトウェアの使用も含めずに使用できます。仮想デバイスとベアメタル デバイスの両方を含む環境では、EVPN VXLAN データ プレーンカプセル化にContrailを使用します。

EVPN について

EVPN(イーサネット VPN)は、IP または IP/物理インターフェイスを使用して、異なるレイヤー 2 ドメイン間の仮想マルチポイント ブリッジ接続を提供する標準ベースの技術MPLS バックボーン ネットワーク。EVPN インスタンスは、IP VPN や VPLS(仮想プライベート LAN サービス)など他の VPN 技術と同様に、顧客間の論理的なサービスの分離を維持するために PE(プロバイダ エッジ ルーター上で設定されます。PE ルーターは、ルーター、カスタマー エッジ(CE)デバイスに接続します。その後、PE ルーターは、マルチプロトコル BGP(MP-BGP)を使用して到達可能性情報を交換し、カプセル化されたトラフィックを PE ルーター間で転送します。アーキテクチャの要素は他の VPN 技術と共通のため、図 1 に示すように、EVPN を既存のサービス環境にシームレスに導入して 統合できます

図 1:EVPNの概要 EVPN Overview

EVPN は、BMS(ベアメタル サーバー)などのエンド ステーションがレイヤー 2 接続を必要とするたびに、仮想ネットワーク内のエンドポイントに IP アンダーレイを使用したレイヤー 2 接続を提供するレイヤー 2 オーバーレイ ソリューションとして使用されます。そうしないと、レイヤー 3 ルーティングは vRouters とContrail間の VRF MX シリーズ使用されます。EVPN テクノロジは、オンデマンドで拡張できる柔軟なサービス、マルチテナント機能を提供し、1 つのサービス(レイヤー 2 拡張)に対して異なる物理データ センターのコンピューティング リソースを頻繁に使用します。

EVPNのMP-BGP コントロール プレーンにより、ライブ仮想マシンを1つのデータセンターから別のデータセンターに動的に移動できます(VM(仮想マシン)モーションとも呼ばれる)。VM を移動先のサーバーまたはハイパーバイザーに移動すると、gratuitous ARP が送信され、移動先のデータ センターにある PE デバイスのレイヤー 2 転送テーブルが更新されます。その後、PE デバイスは MAC ルートの更新情報をすべてのリモート PE デバイスに送信し、次に転送テーブルを更新します。EVPN は、VM の動きを追跡します。これは、MAC モビリティとも呼ばれる機能です。

また、EVPN には、MAC フラッピングを検出して阻止し、全アクティブのマルチホーム トポロジーにおけるブロードキャスト、未知のユニキャスト、マルチキャスト(BUM)トラフィックのループを防止するメカニズムもあります。

EVPN テクノロジには、レイヤー 3 vpn MPLSと同様に、IP/コアを使用したルーティング MAC アドレスの概MPLSされています。EVPN には次のメリットがあります。

  • アクティブなマルチホーム エッジ デバイスを使用する機能

  • エイリアシング

  • 迅速なコンバージェンス

  • デュアルアクティブ リンク間のロード バランシング

  • MAC アドレスモビリティ

  • マルチテナント

さらに、EVPN では次の手法を使用します。

  • マルチホーミングは、アクセス リンクまたは PE ルーティング デバイスの 1 つで障害が発生した場合に冗長性を提供します。どちらの場合も、残りのアクティブ なリンクCEを使用して、デバイスから PE ルーターに向かってトラフィック が流れます。もう一方の方向のトラフィックの場合、リモート PE ルーターは、マルチホーム イーサネット セグメントに接続された残りのアクティブ PE ルーターにトラフィックを送信するために、転送テーブルを更新します。EVPN は高速のコンバージェンス メカニズムを提供します。これによりトラフィック修復時間が短縮されます。この調整にかかる時間が、PE ルーターが学習した メディア アクセス制御(MAC)アドレスの数に依存しません。全アクティブ マルチホーミングにより、CE デバイスは 2 つ以上の PE ルーターに接続し、デバイス間のすべてのリンクを使用してトラフィックが転送されます。このマルチホーミングにより、CE PE ルーターへのトラフィックのロードバランシングが可能になります。さらに重要なのは、マルチホーミングにより、リモート PE ルーターからコア ネットワーク全体のマルチホーム PE ルーターへのトラフィックのロードバランシングが可能な場合です。このロード バランシングデータ センター間のトラフィック フローの一部をエイリアシングと呼び、その結果、異なる信号が分き違って分からなくなって、エイリアス(別名)になります。エイリアシングは、デジタル オーディオとデジタル画像で使用されます。

  • スプリット ホライズ ンにより、ネットワーク内のブロードキャスト、不明なユニキャスト、マルチキャスト(BUM)トラフィックのループが回避されます。スプリット ホライズンの基本原則はシンプルです。特定のパケットのルーティングに関する情報が、受信した方向に送り返されるのは決してではありません。

  • ローカル リンク バイアスは、ローカル リンクを使用して、同じ バーチャル シャーシ または VCF の異なるメンバー スイッチ上のメンバー リンクで構成されるリンク アグリゲーション グループ(LAG)バンドルを持つ バーチャル シャーシ または バーチャル シャーシ ファブリック(VCF)から出たユニキャスト トラフィックを転送することで、帯域幅を節約します。ローカル リンクは、トラフィックを受信したメンバー スイッチ上にある LAG バンドル内のメンバー リンクです。

  • VXLAN カプセル化が適用された EVPN は、レイヤー 2 ドメイン内で、仮想マシンと TOR(トップオブラック)スイッチ(QFX5100 スイッチなど)間のレイヤー 2 接続に使用されます。

このルーターを使用Contrail、MX シリーズ 2 またはレイヤー 3 ゲートウェイとしてプロビジョニングVXLANできます。MX シリーズ ルーターは NETCONF XML 管理プロトコルを実装します。これは XML ベースのプロトコルで、クライアント アプリケーションがルーティング、スイッチング、セキュリティ デバイスの設定情報を要求および変更するために使用します。NETCONF XML 管理プロトコルは、設定データとリモート プロシージャ コールに XML ベースのデータ エンコーディングを使用します。NETCONF プロトコルは、プロトコルの設定モード コマンドに相当する基本操作を定義コマンドライン インターフェイス(プロトコルCLI。設定ステートメントの表示、編集、コミットを行うのに、管理者が CLI 設定モード コマンドを使用して同じ操作を実行する方法と同様に、アプリケーションはプロトコル操作を使用します。

理解VXLAN

VXLAN(仮想拡張LAN)は、レイヤー 2 のネットワーク アドレス スペースを 4,000 から 1,600 万に拡張するオーバーレイ スキームを導入し、主に VLAN ベースの環境で見られる拡張性の問題を解決します。

ネットワーク オーバーレイは、物理ネットワーク上でトラフィックをカプセル化し、トラフィックをトンネリングすることで作成されます。データ センター内の多数のトンネリング プロトコルを使用してネットワーク オーバーレイを作成できます。最も一般的なプロトコルは、仮想VXLAN。VXLAN トンネリング プロトコルは、レイヤー 3 UDP パケットのレイヤー 2 イーサネット フレームをカプセル化します。このカプセル化により、物理レイヤー 3 ネットワークに広がる仮想レイヤー 2 サブネットまたはセグメントを作成できます。

仮想ネットワークVXLAN オーバーレイ ネットワークVNI(VXLAN識別子)は、各レイヤー2サブネットまたはセグメントを一意に識別します。VNIセグメントは、802.1Q VLAN ID IEEEと同じ方法でトラフィックをセグメント化します。VLAN と同様に、同じ VNI 上の仮想マシンは相互に直接通信できます。異なる VNI 上の仮想マシンは相互に通信するためにルーターを必要とします。

カプセル化とカプセル化のデカプセル化を実行するエンティティは、VXLAN トンネル エンドポイント呼VTEP。物理ネットワークでは、レイヤー 2 ジュニパーネットワークス またはレイヤー 3 の VXLAN ゲートウェイとして機能する 1 台のデバイスが、データ パケットのカプセル化とカプセル化を取りやカプセル化を取りやからできます。このタイプのVTEPは、ハードウェア コンポーネントとして知VTEP。仮想ネットワークでは、VTEP は KVM(カーネルベースの仮想マシン)ホストなどのハイパーバイザー ホストに常駐できます。このタイプのVTEPは、ソフトウェア ソフトウェア ソフトウェア として知VTEP。

各インターフェイスVTEP 2つのインターフェイスがあります。

  • 1つのインターフェイスは、ホスト内の仮想マシンに面したスイッチング インターフェイスであり、ローカルLANセグメント上の仮想マシン間の通信を提供します。

  • もう1つのIPインターフェイスは レイヤー3ネットワークに面しています

各VTEP、TECP 間での UDP パケットのルーティングに使用される固有の IP アドレスを持つ。たとえば、VTEP1 が VM1 から VM3 へのイーサネット フレームを受信すると、VNI と宛先 VTEP MAC を使用して、パケット送信先の転送テーブルを検索します。次に、VNI が含まれる VXLAN ヘッダーをイーサネット フレームに追加し、そのフレームをレイヤー 3 UDP パケットにカプセル化し、そのパケットを VTEP2 までレイヤー 3 ネットワーク上でルーティングします。VTEP2 が元のイーサネット フレームのカプセル化を元の VM3 に転送します。VM1 と VM3 は、トンネルトンネルVXLAN間のレイヤー 3 ネットワークを検出できません。

EVPN-VXLAN統合の概要

VXLAN、レイヤー 2 ネットワークをレイヤー 3 ネットワーク上にオーバーレイするトンネリング スキームを定義します。このトンネリング スキームでは、トンネリングに UDP/IP カプセル化を使用し、ユニキャストおよびマルチキャスト トラフィックのマルチパス機能をサポートすることで、イーサネット フレームを最適に転送できます。また、主にデータ センター内のサイト接続に使用されます。

EVPN のユニークな特性は、PE MAC アドレス間の学習が仮想ネットワークで発生コントロール プレーン。ローカル PE ルーターは MAC アドレス デバイスから新しい MAC アドレス CE を検知し、MP-BGP を使用してこのアドレスをすべてのリモート PE ルーターにアドバタイズします。この方法は、VPLS などの既存のレイヤー 2 VPN ソリューションとは異なります。このソリューションは、未知のユニキャストをフラッディングすることで学習データ プレーン。このコントロール プレーン MAC 学習方法は、EVPN が提供する多くの便利な機能を可能にする鍵となる方法です。

MAC 学習は仮想ネットワークで処理コントロール プレーン、EVPN は PE ルーター間でさまざまな仮想カプセル化データ プレーンサポートする柔軟性を備えています。特にエンタープライズ ネットワークにおいて、すべてのバックボーン ネットワークがネットワークMPLSを実行している可能性はないので、この柔軟性は重要です。

EVPN は、ネットワーク事業者がデータ センターを構築してデータ センターを構築して、クラウドと仮想化対処します。EVPN の主な用途は、DCI(データ センター相互接続)です。これは、アプリケーション トラフィックをエンド ユーザーに配信するパフォーマンスの向上や災害復旧のために、さまざまなデータ センター間のレイヤー 2 接続を拡張する機能を指します。

さまざまな DCI 技術が利用できます。ただし、EVPN はアクティブ/アクティブ冗長化、エイリアシング、mass MAC withdrawal などの独自の機能を備え、他の MPLS 技術より優位に設定されています。その結果、DCI 用のソリューションを提供するために、データ VXLAN EVPN に統合されます。

2に示すように、MPLS または IP コアに接続された各 VXLAN は、内部ゲートウェイ プロトコル(IGP)プロトコルの独立したインスタンスコントロール プレーン。各 PE ルーターは、そのルーターのIGP コントロール プレーンに参加VXLAN。各顧客はデータ センターなので、アンダーレイごとに仮想ルーターをVXLANしています。

各 PE ノードは、VNI(VXLAN データ プレーン識別子)VXLANマッピングされているカプセル化の終了を可能にします。PE ルーターは、デバイスからデータ プレーンされたトラフィックに対してデータ センター学習を実行VXLAN。

各 PE ノードは EVPN を実装して、ネットワーク トンネルを通して学習したクライアント MAC アドレスVXLAN分散してBGP。各 PE ノードは、MPLS コアを通してパケットを送信する際には MPLS を使用して、パケットを VXLAN ネットワーク経由で送信する際には VXLAN トンネル ヘッダーを使用して、VXLAN またはイーサネット フレームをカプセル化します。

図 2:EVPN-VXLAN統合の概要 EVPN-VXLAN Integration Overview

EVPN-VXLAN のファイアウォール フィルタリングとポリシングVXLAN

VXLAN に適用する各ファイアウォール フィルターについて、レイヤー 2(イーサネット)パケットをフィルタリングするか、または IRB インターフェイスでフィルタリングを family ethernet-switching family inet 指定します。IRB インターフェイスは、1 レイヤーまたは 2 レイヤーの IP ファブリック トポロジーの VXLAN を接続するためのレイヤー 3 ルーティング インターフェイスとして機能します。以下の制限が適用されます。

  • 送信トラフィックのフィルタリングとVXLANはサポートされていません。

  • エグレス デバイスで実行される VNI VTEP ファイアウォール フィルタリングはサポートされていません。

  • エグレス デバイスでVNI VTEPポリシーはサポートされていません。

  • ヘッダー フィールドとVXLAN一致条件はサポートされていません。

メモ:

EVPN-VXLAN ファイアウォール フィルタは、デバイスによって VXLAN ヘッダーが削除された後、インターフェイス上でVXLAN トンネル エンドポイントされます(VTEP。

ファイアウォール フィルター、一致条件、アクションの設定の詳細については、以下を参照してください。

EVPN Contrailでの仮想ネットワークの使用のVXLAN

ジュニパーネットワークス Contrail 仮想化 ソフトウェアは、拡張性に優れた仮想ネットワークの作成の自動化とオーケストレーションを行う Software-Defined Networking(SDN)ソリューションです。このような仮想ネットワークでは、新しいサービス、ビジネスの俊クラウド向上、収益拡大に必要なサービスを提供する力を活用できます。MX シリーズ ルーターは EVPN-VXLAN を使用して、VN(仮想ネットワーク)内のエンド ステーションにレイヤー 2 とレイヤー 3 のContrail提供できます。

仮想Contrailの統合ソフトウェアは、レイヤー 2 とレイヤー 3 の両方の接続を提供します。ソフトウェア Contrail可能な場合、レイヤー 3 ルーティングがレイヤー 2 ブリッジングより優先されます。レイヤー 3 ルーティングは、vRouters と物理ルーター間の VRF(仮想ルーティングContrail使用MX シリーズされます。MX シリーズは、仮想ネットワーク間のレイヤー 3 ゲートウェイ機能を提供します。

Contrailデバイスとベアメタル デバイスの両方VXLAN EVPN-VXLANを使用できます。

仮想ネットワークでは、2 種類のカプセル化方法が使用されています。

  • MPLS-over-GRE(汎用ルーティング カプセル化)は、ContrailとMX シリーズ間のレイヤー 3 ルーティングに使用されます。

  • EVPN-VXLAN は、レイヤー 2 ドメイン内で、仮想マシンと TOR(トップオブラック)スイッチ(QFX5100 スイッチなど)間のレイヤー 2 接続に使用されます。レイヤー 2 接続では、EVPN ロード バランシングマルチホーミング オールアクティブ機能を使用して、コア内のトラフィック トラフィックを処理します。EVPN Junos OS リリース 17.3R1、EX9200 スイッチは EVPN-VXLANサポートContrail。

メモ:

MPLSコアはスイッチではサポートされていません。この機能をサポートMX シリーズのルーターのみです。

スイッチ上で EVPN プロトコルと OVSDB(open vSwitch Database)VXLAN同時に混在VXLAN、QFX シリーズできません。スイッチが「OVSDB-managed」に設定された後、コントローラは、すべてのポートを OVSDB によって管理されるポートとして扱います。

EVPN-VXLAN対応VXLANルーターとMX シリーズライン上のアンダーレイEX9200アンダーレイスイッチ

MX シリーズおよび EX92xx シリーズ スイッチは、仮想拡張 LAN(VXLAN)ゲートウェイをサポートします。各VXLANゲートウェイは、次の機能をサポートしています。

  • 従来のレイヤー 2 ネットワークと VPLS ネットワークのスイッチング機能

  • IRB をVXLANするインター VXLANブリッジング ドメイン

  • 仮想スイッチ

  • VXLAN VRF 機能の実装

  • 構成可能ロード バランシング

  • リモート デバイスのVTEP

Junos OS リリース 17.3R1から、MX シリーズ ルーターでの EVPN-VXLAN のサポートは、IPv6 アンダーレイを使用した VXLAN ゲートウェイの実装まで拡張されます。EVPN タイプ 1、タイプ 2、タイプ 3、タイプ 4 のルートをサポートし、新しいルーター上に IPv6 アンダーレイMX シリーズしています。

IPv6アンダーレイサポートでは、以下のサービスタイプに対応しています。

  • VLAN ベースのサービス

  • VLAN バンドル サービス

  • ポートベース のサービス

  • VLAN 対応サービス

IPv4 と IPv6 の EVPN-VXLAN アンダーレイはどちらも、IP アドレス アドバタイズメントを使用した EVPN タイプ 2 の MAC アドレスと、IP アドレス アドバタイズメントを使用したプロキシ MAC アドレスをサポートしています。

ネットワーク上のアンダー VXLAN EVPN VXLAN QFX シリーズ スイッチサポート

QFX シリーズスイッチは、EVPN VXLANネットワークでゲートウェイをVXLANしています。EVPN-VXLAN 対応デバイスは、ネットワーク オーバーレイに IPv4 アンダーレイVXLANできます。

Junos OS リリース 21.2R2 および 21.4R1 から、QFX10000 シリーズ のスイッチおよびほとんどのモデルの QFX5120 スイッチは、EVPN-VXLAN ネットワークの VXLAN オーバーレイ用の IPv6 アンダーレイの設定をサポートしています。IPv6 アンダーレイは、MAC-VRF EVPN インスタンスを使用してのみ設定できます。IPv6アンダーレイを使用すると、VXLANパケットの外部IPヘッダーはIPv6ヘッダーであり、VTEP送信元アドレスをIPv6アドレスとして設定します。IPv6 アンダーレイVXLANを使用した EVPN-VXLAN の詳細と、IPv6 アンダーレイを使用する VXLAN ゲートウェイ デバイスを設定する方法の詳細については、 を参照してください。

EVPN-VXLAN パケット形式

EVPN-VXLAN形式を図 3 に示します

図 3:EVPN-VXLAN形式 EVPN-VXLAN Packet Format
リリース履歴テーブル
リリース
説明
21.4R1
Junos OS リリース 21.2R2 および 21.4R1 から、スイッチおよびほとんどの QFX5120 スイッチの QFX10000 シリーズ は、EVPN-VXLAN ネットワークの VXLAN オーバーレイ用の IPv6 アンダーレイの設定をサポートしています。
17.3R1
EVPN Junos OS リリース 17.3R1、EX9200 スイッチは EVPN-VXLANサポートContrail。
17.3R1
Junos OS リリース 17.3R1、MX シリーズ での EVPN-VXLAN のサポートは、IPv6 アンダーレイを使用した VXLAN ゲートウェイの実装まで拡張されます。