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Fast Reroute for Egress Link Protection with EVPN-VXLAN Multihoming

概要 EVPN-VXLANネットワーク内のPE(マルチホーミングピアプロバイダーエッジ)デバイスで、高速再ルートエグレスリンク保護(ELP)機能を有効にすることができます。この機能は、PE デバイスから CE デバイスへのリンクに障害が発生した場合に、ルートコンバージェンス時間を改善し、マルチホーム CE デバイスに対する負荷分散されたトラフィック ロスを回避します。

利点

  • CEデバイスへのリンクに障害が発生した場合、負荷分散されたトラフィックがマルチホームカスタマーエッジ(CE)デバイスに向かって失われるのを回避します。

  • より拡張性の高いEVPN-VXLANファブリックにおけるマルチホーミングイーサネットセグメントルートのルートコンバージェンス時間を短縮します。

イーサネット セグメントにおけるマルチホーミングにおけるエグレス リンク保護の高速再ルートの仕組み

EVPNファブリックでは、信頼性とパフォーマンスを向上させるために、顧客はしばしばイーサネットセグメント(ES)内の2つ以上のPEデバイスにマルチホームCEデバイスを使用します。マルチホーミングは以下のことに役立ちます。

  • マルチホーム CE デバイスへの PE デバイス リンクに障害が発生した場合、トラフィック損失を防止します。

  • 宛先への複数のパス間でロード バランシングを有効にします。

異なるPEデバイスへのマルチホームCEの接続は、ES識別子(ESI)を共有します。EVPNデバイスは、ESルート(EVPNタイプ4ルート)を使用して、ローカルマルチホーミングピアPE接続をアドバタイズします。また、PEデバイスはESルートを使用して、ESIで重複したトラフィックを送信しないように、ピアデバイス間で指定されたフォワーダーを選択します。

EVPN-VXLANでは、マルチホームCEデバイスに接続されたPEデバイスは、ローカルに接続された各ESトンネルルート(VXLANトンネルルート)をアドバタイズします。リモートPEデバイスは、これらのアドバタイズメントを受信し、ESのロードバランシングネクストホップテーブルを作成します。リモートPEデバイスは、ESネクストホップを使用して、ESIに関連するピアPEデバイス間でマルチホームCEデバイスを宛先とするトラフィックをロードバランシングします。

リモート PE がマルチホーム CE デバイスにトラフィックを送信しているときに、ESI リンクのいずれかに障害が発生した場合。

  1. 障害が発生したリンクを持つ PE デバイスは、対応する ES ルートを取り消します。

  2. リモート PE デバイスは、障害が発生したリンクに対応するルートを使用して、ルート取消を受信し、負荷分散ネクスト ホップを調整するまで、ESI へのトラフィックのロード バランシングを継続します。

  3. 障害が発生したリンクを持つ PE デバイスは、障害が発生したリンクを宛先とする過剰(残留)負荷分散されたトラフィックをドロップします。

  4. リモート PE デバイスは、ルート取消を受信して処理します。リモートPEデバイスは、MACアドレスルーティング情報とネクストホップテーブルを更新します。その時点で、リモート PE デバイスは、障害が発生したリンクへの負荷分散されたトラフィックの送信を停止します。

リモート PE ルーティング テーブルが収束するまで(スケーリングされた環境では数秒かかる場合があります)、宛先 CE デバイスはトラフィックの一部を失います。

メンバーリンクがダウンした場合に、ESIでこの負荷分散されたトラフィックロスを回避するために、マルチホーミングピアPEデバイスで高速再ルートエグレスリンク保護(ELP)機能を有効にすることができます。また、この機能は、特に高度に拡張されたネットワークにおいて、ESIルートコンバージェンス時間を改善するのに役立ちます。

イーサネットセグメントにおける高速リルートによるエグレスリンク保護

PE デバイスでこの機能を有効にすると、デバイスは ES 用の各ピア PE デバイスへの ELP トンネルと呼ばれるバックアップ VXLAN トンネルを作成します。ES リンク障害が発生すると、PE デバイスは ELP トンネルを使用して、1 つ以上のピア PE デバイスにトラフィックを再ルーティングします。

メモ：

この機能を機能させるために、ESIに関連付けられたすべてのピアPEデバイスで一貫して有効にします。ES 上の各 PE デバイスには、すべてのピア PE デバイスへの ELP トンネルがあります。

次の図は、ELPトンネル再ルートプロセスが、シンプルなEVPN-VXLANファブリックでどのように機能するかを示しています。

  • CE1 は、ピア PE デバイス PE1 および PE2 にマルチホームされます。

  • PE1 と PE2 は相互に ELP トンネルを持っています。

  • PE3 は、PE1 と PE2 の VXLAN トンネル エンドポイント(VTEP)を使用して、CE1 に向けてトラフィックを負荷分散するリモート ソースです。

図 1 では、CE1 に向かうすべての ES リンクがアップしているため、PE1 と PE2 はそれぞれ負荷分散されたトラフィックの部分を CE1 に転送しています。PE1とPE2は、ELPトンネルを使用する必要はありません。

図 1:すべての ESI リンクをアップしたマルチホーム CE への負荷分散されたトラフィック Load-Balanced Traffic to Multihomed CE with All ESI Links Up

図 2 では、PE1 から CE1 へのリンクは失敗しています。PE1 は、障害が発生したリンクの ES ルートを取り消します。ただし、PE3 がルート コンバージェンスを達成するまで、PE3 は負荷分散された過剰なトラフィックを PE1 に送信します。負荷分散されたトラフィックの部分をドロップする代わりに、PE 1 は ELP トンネルを使用してそのトラフィックを PE2 に再ルーティングします。PE2 は、負荷分散されたトラフィックの両方の部分を CE1 に転送します。

図 2:ピア PE への高速リルートによる ES リンク ダウン ES Link Down with Fast Reroute to Peer PE

図 3 では、PE3 はルート コンバージェンスを実現し、ES の負荷分散されたトラフィックの PE1 への送信を停止します。PE3 は ES のすべてのトラフィックを PE2 にのみ送信し、PE2 はトラフィックを CE1 に送信します。PE1 は、もう PE2 への ELP トンネルを使用する必要はありません。

図 3:ES ルート コンバージェンス ELP Tunnel Not Used After ES Route Convergence後に使用されない ELP トンネル

複数のピア PE デバイスを持つ ELP トンネル

ES上に2つ以上のピアPEデバイスを持つPEデバイスでこの機能を有効にすると、PEデバイスは各ピアPEデバイスにバックアップVXLAN ELPトンネルを設定します。 図 4 を参照してください。各 PE デバイスは、ES を宛先とするトラフィックを負荷分散するためのネクスト ホップ グループを維持します。リモート ソース PE デバイスは、グループ内のネクスト ホップ間でトラフィックを ES に向けて分散します。また、ES上の各ピアPEデバイスは、ESのすべてのELPトンネルを使用してロードバランシングネクストホップグループを維持するため、デバイスは再ルーティングされたトラフィックをロードバランシングすることもできます。

図 4 は、 ES 上のリンクの 1 つに障害が発生した場合の動作を示しています。この場合、PE1 から CE1 へのリンクは失敗します。その結果：

  • PE3 がルート コンバージェンスを達成するまで、PE3 は負荷分散過剰トラフィックを PE1 に送信します。

  • 負荷分散されたトラフィックの部分をドロップする代わりに、PE1 は、過剰な負荷分散トラフィックを両方の ELP トンネル上でピア PE デバイス PE2 と PE3 に再ルーティングします。

  • ピア PE デバイスは、負荷分散されたトラフィックを PE4 から PE1 から CE1 に送信します。

  • (不図示)PE3 ルーティング テーブルは収束します。PE3 は PE1 へのトラフィックの送信を停止し、トラフィックを PE2 と PE3 のみに負荷分散します。

図 4:2 つ以上のピア PE デバイス ELP Tunnels for Two or More Peer PE Devicesの ELP トンネル ELP Tunnels for Two or More Peer PE Devices

高速再ルートエグレスリンク保護の要件と制限事項

PE デバイスで ELP トンネルを有効にするには、 階層レベルで 再ルートアドレス ステートメントを [edit forwarding-options evpn-vxlan] 設定します。ステートメントへの オプションを使用して、デバイスが ELP トンネルに使用 inet ip-address する IP アドレスを reroute-address 指定します。 PE デバイスで高速再ルートエグレスリンク保護を設定 するでは、このステートメントと、この機能を設定するために必要なその他の手順について詳しく説明します。

この機能を有効にすると、

  • このステートメントは、すべてのピアPEデバイスで、任意のピアPEデバイス上のELPトンネルが機能する特定のESに対して設定する必要があります。

  • マルチホーミング ピア PE デバイスは、AE ESI インターフェイスがダウンしても、AE(集合型イーサネット)インターフェイス バンドル リンクの MAC アドレス テーブル エントリーをアクティブ/アクティブ状態でフラッシュしません。この動作は、高速再ルートアクションを実装し、ルートコンバージェンス時間を改善するのに役立ちます。

この機能には以下の制限があります。

  • この機能は、集合型イーサネット(AE)論理インターフェイスに設定されたマルチホーミングにのみ適用されます。

  • この機能は、IPv4クライアントトラフィックに対してのみサポートされています。

  • この機能は、マルチキャスト トラフィックではなく、ユニキャスト トラフィックと VLAN フラッディングでのみ機能します。

  • この機能は、エンタープライズスタイルのインターフェイス設定でのみサポートされます。(このタイプのインターフェイス設定の詳細については、 フレキシブルイーサネットサービスカプセル化 を参照してください)。

  • この機能は、特定のESIに関連付けられた1つのマルチホーミングピアでのみ、ESリンク障害時のトラフィックの再ルーティングを処理します。

PE デバイスで高速再ルートエグレスリンク保護を設定する

ES でサポートされているマルチホーミング ピア PE デバイスで、高速再ルート ELP 機能要素を設定します。この機能を機能させるには、ES のすべてのマルチホーミング ピア PE デバイスで有効にする必要があります。ここにリストされている手順は、各ピアPEデバイスで一貫して設定します。

ESのマルチホームCEデバイスや、ESにトラフィックを送信するリモートソースPEデバイスに、対応する要素を設定する必要はありません。CEデバイスとリモートソースPEデバイスは、この機能をサポートしないデバイスである可能性があります。

ESのマルチホーミングピアPEデバイスで高速リルートELP機能を有効にするには:

  1. ELP ES の ELP トンネル送信元 VTEP アドレスとして使用する IP アドレスを設定します。このアドレスは、デバイスループバックインターフェイスのセカンダリアドレスとして設定します。ELP トンネル アドレスは、デバイス ルーター ID アドレス(プライマリ、優先アドレス)とは異なる必要があります。

    例えば、ルーター ID 192.168.0.1 を持つ PE デバイス PE1 では、ELP トンネルの IP アドレスとして 192.168.102.1 を PE デバイス PE2 とピアリングする場合があります。

  2. ステップ1で設定したセカンダリループバックアドレスを使用して、高速再ルートELPを有効にします。

    この設定をコミットすると、PE デバイスは対応する ELP トンネルを作成します。

    例えば、ステップ 1のセカンダリループバックインターフェイスIPアドレスを使用します。

    メモ：

    ELP トンネルは、PE デバイス上のマルチホーム CE デバイスへのメンバー リンクに障害が発生するまでアイドル状態になります。リンクに障害が発生した場合、リモート ソース デバイスは、ルートコンバージェンスするまで、障害が発生したリンクに向けて負荷分散されたトラフィックを送信し続けます。PE デバイスは、リモート ソースがトラフィックの送信を停止するまで、ELP トンネルのみを使用して過剰な負荷分散トラフィックをピア PE に再ルーティングします。その後、ELP トンネルは再びアイドル状態になります。

高速再ルート ELP トンネルの作成と運用の検証

高速再ルート ELP トンネル機能を有効にすると、このセクションの CLI show コマンドを使用して、ELP トンネル IP アドレス、ネクスト ホップ ID、送信元およびリモート VTEP 情報を確認できます。

ここでは、図 2 のようなトポロジーをベースにした show コマンドの出力例について説明します。これについては、参考までにもう一度以下に説明します。

図 5:Show Command 出力 Sample Topology for Show Command Outputのサンプル トポロジー

表 1 は、PE デバイスのプライマリ ループバック IP アドレスと ELP トンネルのセカンダリ ループバック IP アドレスのサンプル トポロジーを示しています。

表 1:マルチホーミング ピアPEのトポロジー IP アドレスの例
デバイス IPアドレス ELPトンネルIPアドレス

PE1

192.168.0.1/32

192.168.102.1/32

PE1 から PE2 への ELP トンネル

PE2

192.168.0.2/32

192.168.201.1/32

PE2 から PE1 への ELP トンネル

図 5 のサンプル トポロジーでは、CE デバイスの背後にこれらのホスト(図示せず)があります。

表 2:レイヤー 2 のサンプル トポロジー ホスト情報
ホスト説明 VLAN 名(VLAN ID) MAC アドレス

CE1の背後にあるレシーバー

Vlan2(VLAN ID 2)

00:00:94:00:00:01

CE2 の背後にあるリモート ソース

Vlan3(VLAN ID 3)

00:01:95:00:00:01

最後に、このサンプル トポロジーでは、CE1 から PE1 および PE2 へのマルチホーム リンクに割り当てられた ESI は 00:00:00:00:20:00:00:00:00:00 です。

show ethernet-switching table

特定の MAC ルートに show ethernet-switching table mac-address extensive 対する ELP トンネルのネクスト ホップを確認するには、 コマンドを使用します。

例えば、この出力は、PE1 が ELP トンネルのネクスト ホップ(ELP-NH フィールド)を使用して、受信したトラフィックを VLAN2 の CE1 の背後のホストに送信することを示しています(MAC アドレス 00:00:94:00:00:01)。

show ethernet-switching vxlan-tunnel-end-point esi

コマンドを show ethernet-switching vxlan-tunnel-end-point esi esi-identifier esi-value 使用して、ELPトンネルVTEP IPアドレス、ネクストホップ、VTEPインターフェイス名を表示します。

例えば、この出力は、PE1 が ELP トンネルを持ち、ESI 00:00:00:00:20:00:00:00:00:00:00:00 のリモート VTEP PE2(RVTEP-IPフィールド)への ELP トンネルELP-NHを持つことを示しています。

show ethernet-switching vxlan-tunnel-end-point remote

コマンドを使用して、デバイス上の show ethernet-switching vxlan-tunnel-end-point remote ELP トンネル 送信元 VTEP およびリモート VTEP 情報を表示します。

  • VTEP IP アドレスとインターフェイス名

  • 対応するネクストホップIDとELPトンネルIPアドレス

出力フィールドにELP-IPIPアドレスが含まれている場合、これは列のRVTEP-IPリモートVTEPに対応するELPトンネルがあることを意味します。また、そのアドレスがELP-IPELPトンネルアドレスの場合RVTEP-IP、行の列RVTEP-IPに「ELP」が含まれます。

この出力が何を意味するのかについては、以下の出力例と 表 3 を参照してください。

表 3:show ethernet-switching vxlan-tunnel-end-point リモート出力フィールドの例
出力フィールド の意味

SVTEP-IP—192.168.0.1

ELP-SVTEP-IP—192.168.102.1

PE1(192.168.0.1)は、送信元 VTEP であり、PE2 への IP アドレス 192.168.102.1 を持つ ELP トンネルを持っています。

RVTEP-IP 見出しの下の 1 行目に以下が含まれます。

RVTEP-IP—192.168.0.2

ELP-IP—192.168.201.1

PE1 にはリモート VTEP として PE2(192.168.0.2)があり、PE2 には PE1 への IP アドレス 192.168.201.1 を持つ ELP トンネルがあります。

RVTEP-IP 見出しの下の 3 行目の見出し:

RVTEP-IP—192.168.201.1

ELP-IP—ELP

IP アドレス 192.168.201.1 を持つリモート VTEP は、ELP トンネル リモート VTEP です。このテーブルの他の出力フィールドからは、このリモート VTEP が PE2 から PE1 への ELP トンネルであることが分かります。

show ethernet-switching vxlan-tunnel-end-point source

コマンドを show ethernet-switching vxlan-tunnel-end-point source 使用して、出力フィールドにデバイスELPトンネル送信元VTEP IPアドレスを ELP-SVTEP-IP 表示します。

例えば、PE1 の以下のサンプル出力は、ループバック インターフェイスに PE1(SVTEP -IP 192.168.0.1)が IP アドレス 192.168.102.1(ELP-SVTEP-IP)を持つ ELP トンネルを持っていることを示しています。

show route table __default_evpn__.evpn.0 extensive

show route table __default_evpn__.evpn.0 extensiveルーティングテーブルコマンドには、 フィールドがReroute address含まれており、ローカルリルートELPトンネルアドレスを示しています。

例えば、以下のフィールドは Reroute address 、PE1(192.168.0.1)の ELP トンネルに IP アドレス 192.168.102.1 があることを示しています。

show route table bgp.evpn.0 extensive

コマンドには show route table bgp.evpn.0 extensive 、デバイス ELP Reroute address トンネル アドレスを示すフィールドが含まれています。

例えば：

show interfaces(ELP トンネル VTEP インターフェイスを使用)

ELP トンネル VTEP show interfaces インターフェイス名付きの コマンドを使用して、デバイスが ELP トンネルでトラフィックを再ルーティングするタイミングを確認します。

例えば、 show ethernet-switching vxlan-tunnel-end-point remote で見たサンプル コマンド出力では、ELP トンネル VTEP インターフェイス名が vtep.32831(PE2 へのトンネルのリモート VTEP の列) Interface であることが示されています。

コマンドを show interfaces vtep.32831 入力すると、CE1 と PE1 の間のリンクに障害が発生する前に、 Output packets フィールドは VTEP のトラフィックが ELP トンネルを通過しなかったことを示します。

CE1 と PE1 間のリンクに障害が発生した後、同じコマンドは、(ソース ルーティング テーブルのコンバージェンスが発生するまで)トラフィックが短時間 ELP トンネル パスを通過することを示しています。

「」も参照