EVPNマルチホーミング指定フォワーダー選択

指定フォワーダー(DF)選択のメリット

• 転送ループの防止—DF選択により、BUMトラフィックを処理する単一のマルチホームイーサネットセグメントを選択することで、1つのエンドポイントのみがトラフィックを転送するようになり、転送ループのリスクが大幅に軽減され、ネットワークの安定性が向上します。

• ネットワークの変化に動的に適応—DF選択プロセスは、新しいインターフェイス設定やリンク障害からの回復などのネットワーク変更に動的に応答し、ネットワークの安定性と運用効率を維持します。

• 効率的なフェイルオーバーの確保—バックアップDF(BDF)は、引き継ぐ必要が生じるまでブロッキング状態のままで、トラフィックの中断を最小限に抑えながらスムーズなフェイルオーバーと継続的なネットワーク運用を確保し、ネットワーク全体の耐障害性を向上させます。

• ルート処理のオーバーヘッドを削減—ルートフィルタリングにES-Import拡張コミュニティを利用することで、同じイーサネットセグメントに接続されたPEが関連するルートのみをインポートするようになるため、不要なルート処理が削減され、効率的なルート管理が維持されます。

• ネットワークの一貫性の維持—リンク障害後のイーサネット自動検出ルートの取り消しによってトリガーされる一括切断メカニズムは、リモートPE上の古いMACアドレスを無効にし、ネットワーク状態の一貫性を確保し、古いMACアドレス情報によって引き起こされる問題を防ぎます。

• トラフィックを効率的に分散—DF選択プロセスでは、複数のPE間で負荷を分散し、単一のセグメントがトラフィックで過負荷にならないようにして、ネットワークパフォーマンスとリソース使用率を最適化します。

概要

NTPベースのDF選択メカニズムは、NTPまたはPTPを活用して、EVPNセグメント内のすべてのピアリングPEデバイスでDF選択を同期します。新しいPEデバイスがセグメントに参加するか、以前に障害が発生したPEが回復すると、そのPEはピアに「サービスカービングタイム」(SCT)をアナウンスします。このSCTは、すべてのPEがDF選択プロセスを同時に実行する絶対タイムスタンプであり、DFロールがネットワーク全体で一貫して割り当てられるようにします。この正確な同期により、非同期DF選択から生じるトラフィックループ、重複、破棄のリスクが軽減されます。

NTPベースのDF選択では、ネットワークの安定性を向上させるための追加の拡張機能が導入されています。主な機能には、トラフィックの重複を防止するスキュー処理、複数のPE障害に対する調整された回復プロセス、既存のDF選択アルゴリズムとの互換性などがあります。

NTPベースのDF選択を設定するには、グローバルプロトコルEVPN設定下のdf-election-ntpステートメントを使用してこの機能を有効にします。さらに、[edit <routing-instances name> protocols evpn]階層レベルでdesignated-forwarder-election-hold-time設定ステートメントを使用して、選択の遅延時間を秒単位で指定します。範囲は1〜1800秒、デフォルトは3秒です。監視のために、show route table extensiveコマンドは、NTPベースのDF選択機能とSCTタイムスタンプを示す列とフィールドを含む、タイプ4ルートのSCT拡張コミュニティを表示します。これらのコマンドにより、正確な設定と監視が容易になり、ネットワークインフラストラクチャで同期された信頼性の高いDF選択が維持されるようにします。

NTPベースのDF選択のメリット

• すべてのPEデバイスがDF選択結果を同時に適用するようにすることで、トラフィックループと破棄のリスクを最小限に抑えます。

• 正確なタイミング調整によってネットワークの安定性を強化し、DF選択プロセス中にトラフィックが重複する可能性を低減します。

• 既存のDF選択アルゴリズムおよびIPv4およびIPv6アンダーレイネットワークとのシームレスな統合をサポートし、現在のネットワーク設定との互換性と柔軟性を確保します。

• 同時PEリカバリ中にDF選択プロセスを調整し、冗長な選択実行を防止し、単一の同期イベントを維持することで、リカバリ効率を向上させます。

• EVPNインスタンスごとのDF選択が可能で、DFロール割り当ての粒度と制御性が向上し、特にVLANベースのサービスに有益です。

既存のアルゴリズムとの統合

NTPベースのDF選択メカニズムは、既存のDF選択アルゴリズムとシームレスに統合するように設計されています。MOD ベースとプリファレンスベースのアルゴリズムの両方をサポートしており、ネットワーク内での DF ロールの割り当て方法に柔軟性を提供します。この互換性により、現在のDF選択設定を大幅に変更することなく、NTPベースのメカニズムを採用することができます。さらに、このメカニズムは IPv4 と IPv6 の両方のアンダーレイ ネットワークをサポートしているため、多様なネットワーク環境にこの機能を展開できます。

VLAN ベースのサービスの場合、NTP ベースの DF 選択は、EVPN インスタンス単位(evi 単位)の DF 選択をサポートします。この機能により、EVPNインスタンス下のすべてのアクセスインターフェイスがダウンしている場合にのみDFロールの切り替えが行われるようになり、DF割り当ての細かい制御が可能になります。この粒度は、VLAN ベースのサービスでトラフィック転送の決定を正確に制御する必要があるシナリオで特に有益です。全体として、NTPベースのDF選択メカニズムは、EVPNセグメントの安定性と信頼性を強化し、ネットワーク全体で一貫した同期されたDF選択を保証します。

スキュー処理と同時リカバリー

NTPベースのDF選択では、トラフィックの重複を防止するためのスキュー処理メカニズムが導入されています。このメカニズムでは、以前にアクティブだったPEが、新しく挿入されたPEの直前にサービスカービングを実行するように、わずかな遅延(デフォルトは-10ミリ秒)が導入されます。これにより、すべてのPEが選挙前にネットワーク状態の現在かつ一貫したビューを確保できるようにすることで、トラフィックの重複を防ぎます。さらに、複数のPEが同時に回復するシナリオでは、DF選択プロセスは、受信した最大のSCT値に基づいて1回だけトリガーされます。この単一の調整された選択イベントにより、重複するDF選択の可能性がなくなり、ネットワークの一貫性が確保されます。

NTPベースのDF選択をサポートしていないPEがある場合、システムはRFC 7432で指定されているデフォルトのタイマーベースのDF選択に戻ります。このフォールバックメカニズムにより、ネットワーク全体の互換性と継続性が確保されます。

概要

RFC 7432に基づくDF選定は、一部のサービスプロバイダの運用要件を満たしていません。この問題を解決するために、インターフェイスに設定された管理プリファレンス値に基づいてDF選択を制御できるプリファレンスベースのDF選択機能を導入しました。

プリファレンスベースのDF選択機能により、ネットワーク事業者は、インターフェイスに設定されたプリファレンス値でDFロールを柔軟に管理できます。プライマリ リンクがトラフィックの大部分を処理する必要があるシナリオでは、この戦略はスループットとリソース割り当ての両方を最適化します。

Junos OSリリース24.2以降、設定ベースのDF選択プロセスをカスタマイズするための設定オプションがさらに増えました。

• 優先non-revertiveオプションは、障害後にオンラインに戻ったときに、以前に指定されたDFが現在のDFをプリエンプトしないようにすることで、ネットワークの安定性を向上させます。

• プリファレンス least、EVPN designated-forwarder-preference-highestおよび EVPN designated-forwarder-preference-least ステートメントにより、選択プロセスで ESI および EVI レベルで、最高または最小プリファレンス値を使用するかどうかを選択できます。

これらの機能をサポートする製品の全リストについては、 機能エクスプローラー を参照してください。

• EVPNおよびPBB-EVPNのプリファレンスベースのDF選択

• EVPN(MAC-VRF)マルチホーミングプリファレンスベースのDF選択

優先順位に基づくDF(指定フォワーダー)選択のメリット

• 最適化されたトラフィックフロー—帯域幅などのインターフェイス属性に基づいてDFを設定することで、最適なリンク選択が保証されます。その結果、トラフィックの分散が効率化され、ネットワークリソースの使用効率が向上します。

• 高度な運用制御—プリファレンス値を手動で設定することで、DF選択プロセスをより細かく制御し、最適なリンクを確実に使用できます。

• ネットワーク安定性の向上—優先non-revertiveオプションは、戻るDFが現在のDFをプリエンプトするのを防ぎます。これにより、不要な中断をなくし、継続的なサービスを安定させることができます。

• きめ細かいロードバランシング制御—DF選択設定を設定できます。また、ESIおよびEVIレベルの最高または最低プリファレンス値に基づいてDFを選択することもできます。これにより、複数のリンクにトラフィックを効果的に分散でき、ネットワークパフォーマンスの向上につながります。

• メンテナンスの柔軟性—メンテナンス作業中に優先値を調整してDFロールを切り替えることで、運用の柔軟性を促進し、メンテナンスがサービス継続性に与える影響を軽減できます。

プリファレンスベースのDF選択手順

プリファレンスベースのDF選択では、DFを選択する際に手動で設定されたインターフェイスプリファレンス値を使用します。プリファレンス値を手動で設定することで、DF選択プロセスの制御を強化できます。インターフェイス上で特定の環境設定を設定して、どのノードがDFとして機能するかを決定できます。

プリファレンスベースのDF選択は、次のように処理されます。

1. ESIの下でDF選択タイプのプリファレンスvalueを設定します。

2. マルチホーミングPEデバイスは、EVPNタイプ4ルートのDF選択拡張コミュニティを使用して、設定されたプリファレンス値とDPビットをアドバタイズします。

3. EVPN Type 4ルートを受信した後、PE デバイスは優先値、DP ビット、IP アドレスの順に候補 DF デバイスのリストを作成します。

4. DFタイマーが終了すると、PEデバイスがDFを選択します。

   デフォルトでは、DFの選択は最高のプリファレンス値に基づきます。ただし、プリファレンスベースのDF選択プロセスは、プリファレンスleastまたはEVPNdesignated-forwarder-preference-leastステートメントを使用して、最も低いプリファレンス値に基づいてDFを選択するように設定できます。

   注:

   designated-forwarder-preference-highestまたはdesignated-forwarder-preference-leastオプションのEVPN設定は、競合するマルチホーミングEVIで同一である必要があります。そうでなければ、選択プロセスで2つのDFが選択される可能性があり、トラフィック損失やトラフィックループが発生する可能性があります。

   また、これらのオプションのいずれかを [edit protocols evpn] 階層レベルで設定する場合、このオプションはデバイス上で定義されているすべてのEVIにグローバルではなく、デフォルトのスイッチ インスタンスでのみ EVPNマルチホーミングに適用されることに注意してください。これらの設定は、デフォルトのスイッチインスタンスをサポートするプラットフォームでのみ、 [edit protocols evpn] 階層レベルで使用できます。デフォルトスイッチインスタンス以外のEVPNルーティングインスタンスに対してこれらのオプションを有効にするには、 [edit routing-instances name protocols evpn] 階層レベルで各ルーティングインスタンスでオプションを設定する必要があります。

5. 複数のDF候補が同じ優先値を持つ場合、PEデバイスはDPビットに基づいてDFを選択します。これらのDF候補が同じDPビット値を持つ場合、プロセスは最小IPアドレスに基づいてDFを選択します。

DF選択アルゴリズムの不一致

ローカルに設定されたDF選択アルゴリズムとリモートPEデバイスのDF選択アルゴリズムの間に不一致がある場合、すべてのPEデバイスは、RFC 7432で指定されたデフォルトのDF選択にフォールバックする必要があります。

DF選択アルゴリズムの移行

従来のモジュロベースのDF選択から新しいプリファレンスベースの方法への移行には、慎重な計画が必要です。通常、これには、非DF PE上の同じESIを持つインターフェイスがダウンするメンテナンスウィンドウが含まれます。その後、他のマルチホーミングPEに適用する前に、DF PE上で新しいDF選択アルゴリズムを設定します。この構造化されたアプローチにより、サービスへの影響を最小限に抑えながらスムーズな移行が可能になります。

以下の手順を使用して移行を実行します。

1. 非DF PEデバイス上の同じESIを持つすべてのインターフェイスをダウンさせます。

2. プリファレンスベースのDF選択オプションを使用して、現在のDF PEを設定します。

3. 非DF PEデバイスで、優先ベースのDF選択オプションを設定します。

4. 非DF PEデバイス上のすべてのインターフェイスを起動します。

再設定してインターフェイスをオンラインに戻した後、DF選択プロセスが意図したとおりに機能していることを確認します。ネットワークを監視し、指定されたフォワーダーが設定された設定に基づいて正しく選択されていることを確認します。このステップは、新しい設定が正しく適用されていること、および強化されたDF選択メカニズムでネットワークがスムーズに動作していることを確認するために重要です。

メンテナンスの優先度の変更

メンテナンス作業中にプリファレンス値を変更できるため、運用の柔軟性が向上します。選択したデバイスで設定されたプリファレンス値を変更するだけで、必要に応じてDFロールを切り替えることができます。

以下のステップのいずれかを実行して、特定のESIのDFを変更します。

1. 現在の非DFデバイスのプリファレンス値をより高い値に変更します。

2. 現在のDFデバイスのプリファレンス値を低い値に変更します。

注:

ESIの優先値を変更すると、更新されたBGPルート伝搬の遅延を新しい優先値と統合するために必要な短時間で、いくらかのトラフィック損失が発生する可能性があります。

非復帰モード

Junos OS リリース24.2R1以降、[edit interfaces name esi df-election-type preference]階層でnon-revertiveオプションを有効にできるようになりました。これにより、リンク障害時と復旧時にもネットワークを安定させることができます。ESIごとにこのオプションを設定すると、きめ細かい制御が提供され、各セグメントが望ましい運用動作に準拠するようになります。

non-revertiveオプションにより、DFが選択されると、以前に指定されたDFが障害後にオンラインに戻ることでプリエンプトされなくなります。この非元に戻すモードは、安定したネットワーク環境を維持し、不要なサービスの中断を回避するための鍵となります。

この機能をサポートする製品の全リストについては、 機能エクスプローラー を参照してください。

• EVPN-MPLSネットワークにおける非復帰的プリファレンスベースのDF選択

注:

以下の場合、 non-revertive プリファレンスベースのDF選択オプションは機能しません。

• [edit protocols evpn]階層でno-core-isolationオプションを設定すると、以下のイベントのいずれかが発生します。

  • デバイスを再起動します。

  • restart routing コマンドを実行します。

  • clear bgp neighborコマンドを実行します。

• GR(グレースフル リスタート)機能が有効になっている場合 set routing-options graceful-restart)、デバイスはグレースフル リスタートを実行します。

プリファレンスベースのDF選択によるロードバランシング

プリファレンスベースのDF選択は、最高または最小のプリファレンス値に基づいてDFを選択することで、ロードバランシングを可能にします。デフォルトでは、DFは最高のプリファレンス値に基づいて選択されます。インターフェイス(ESIレベル)でDF選択タイプのプリファレンスleastを設定し、最も低いプリファレンス値に基づいてDFを選択できます。

EVIレベルでEVPNdesignated-forwarder-preference-highestまたはdesignated-forwarder-preference-leastを設定することもできます。

以下の 表1 に示すように、EVIレベルの設定は、両方を使用する場合、ESIレベルの設定よりも上書きされます。

次の例のように、これらの設定を使用して、さまざまなシナリオでロードバランシングを管理できます。

• 複数のEVI下での単一ESI
• 1つのEVIの下で複数のESI

表1:1つのESIと複数のEVIによるロードバランシングDFの選択

ケース番号	preference least ESIで設定	designated-forwarder-preference-least EVI-1に設定	designated-forwarder-preference-highest EVI-2で設定	EVI-1の結果	EVI-2の結果
1	いいえ	いいえ	いいえ	最高	最高
2	いいえ	はい	はい(オプションのコマンド)	最低	最高
3	はい	いいえ	いいえ	最低	最低
4	はい	いいえ	はい	最低	最高

表2:単一のEVIで複数のESIを使用するDF選択のロードバランシング

preference least ESI-1で設定	preference least ESI-2について	EVI-1でのES1-1の結果	EVI-1上のESI-2の結果
いいえ	いいえ	最高	最高
はい	いいえ	最低	最高

ユニキャストトラフィック

• CEからコアへ—CEデバイスはすべてのリンクでトラフィックをフラッディングし続けます。以前のBDF PEルーターは、インターフェイスのEVPNマルチホームステータスをブロッキング状態から転送状態に変更し、トラフィックはこのPEルーターを介して学習および転送されます。

• コアからCE—障害が発生したDF PEルーターは、イーサネットセグメントごとのイーサネット自動検出ルートとローカルで学習されたMACルートを取り消し、リモートPEルーターがトラフィックをBDFにリダイレクトする原因となります。

注:

BDF PEルーターのDFロールへの移行には時間がかかる場合があり、その結果、インターフェイスのEVPNマルチホームステータスがブロック状態のままで、トラフィックが失われます。

BUM トラフィック

• CEからコア—すべてのトラフィックがBDFに向けてルーティングされます。

• コアからCE—リモートPEルーターは、コア内のBUMトラフィックをフラッディングします。