マルチプロトコル BGP MVPN の概要

次世代のレイヤー3マルチキャストVPN(MVPN)の導入を推進するマルチキャストアプリケーションがいくつかあります。新たに登場した主なアプリケーションには、次のようなものがあります。

• サービスプロバイダーが企業顧客に提供するレイヤー3 VPNマルチキャストサービス

• ホールセールIPTVおよび同一ネットワークに接続された複数のコンテンツプロバイダ向けのビデオ転送アプリケーション

• メディアリッチな金融サービスまたはエンタープライズマルチキャストサービスの配信

• メトロネットワーク経由のマルチキャストバックホール

レイヤー3 MVPN を実装する方法は 2 つあります。これはしばしば、デュアルPIM MVPN(「draft-rosen」とも呼ばれる)およびマルチプロトコルBGP(MBGP)ベースのMVPN(MVPN 設定の「次世代」方式)と呼ばれます。どちらの方法もサポートされており、同等に効果的です。主な違いは、MBGP ベースの MVPN 方式では、サービス プロバイダ バックボーンでのマルチキャスト設定が必要ないことです。マルチプロトコルBGPマルチキャストVPNでは、自律システム内(AS)次世代BGPコントロールプレーンとPIMスパースモードをデータプレーンとして採用しています。PIM の状態情報は、ユニキャスト VPN に使用されるのと同じアーキテクチャを使用して、PE ルーター間で維持されます。MBGPを使用してMVPNを展開する主な利点は、PEルーターを接続するサービスプロバイダVPNバックボーンではマルチキャストが必要ないため、設定と操作が簡単なことです。

draft-rosen アプローチを使用すると、サービス プロバイダは、VPN ユニキャスト用と VPN マルチキャスト用の 2 つのルーティングおよび転送メカニズムの維持に関連して、コントロール プレーンとデータ プレーンのスケーリングの問題が発生する可能性があります。Draft Rosen の制限の詳細については、「draft-rekhter-mboned-mvpn-deploy」を参照してください。

MBGP MVPN の主な特徴は次のとおりです。

• これらは、レイヤー3 VPNサービス(RFC 4364)を拡張して、レイヤー3 VPNサービスプロバイダー向けのIPマルチキャストをサポートします。

• これらは、ユニキャスト VPN の RFC 4364 で規定されているものと同じアーキテクチャに従います。 具体的には、BGP はマルチキャスト VPN の PE ルーター間コントロールプレーンとして提供されています。

• これにより、マルチキャスト VPN の仮想ルーター(VR)モデル(インターネット ドラフト draft-rosen-vpn-mcast、 MPLS/BGP VPN のマルチキャストで指定)とユニキャスト VPN の RFC 4364 モデルの要件がなくなります。

• これらは、AS内およびAS間通信用の拡張機能を備えたRFC 4364ベースのユニキャストに依存しています。

MBGP MVPN は、送信側サイト セットと受信側サイト セットの 2 種類のサイト セットを定義します。これらのサイトには、次のプロパティがあります。

• 送信側サイト セット内のホストは、受信側サイト セット内の受信側に対してマルチキャスト トラフィックを送信できます。

• レシーバ サイト セット外のレシーバーは、このトラフィックを受信できないようにする必要があります。

• 受信側サイト セット内のホストは、送信側サイト セット内の任意のホストから発信されたマルチキャスト トラフィックを受信できます。

• 受信側サイト セット内のホストは、送信側サイト セットにないホストから発信されたマルチキャスト トラフィックを受信できないようにする必要があります。

サイトは送信側サイト セットと受信側サイト セットの両方に存在することができるため、そのようなサイト内のホストはマルチキャスト トラフィックの発信と受信の両方を行うことができます。たとえば、送信側サイト セットを受信側サイト セットと同じにすると、すべてのサイトが相互にマルチキャスト トラフィックを発信および受信できます。

特定の MBGP MVPN 内のサイトは、同じ組織内または異なる組織内にある場合があるため、MBGP MVPN はイントラネットまたはエクストラネットのいずれかになります。特定のサイトは複数の MBGP MVPN に含まれる可能性があるため、MBGP MVPN が重複する可能性があります。特定の MBGP MVPN のすべてのサイトが同じサービス プロバイダーに接続されている必要はないため、MBGP MVPN は複数のサービス プロバイダーにまたがることができます。

Junos OS リリース 11.1R2、11.2R2、および 11.4 では、Junos エクストラネット機能または Junos Trio チップセット上の重複する MVPN の機能パリティーがサポートされています。

MBGP MVPN を見る別の方法は、MBGP MVPN が一連の管理ポリシーによって定義されていると言うことです。これらのポリシーは、送信側サイト セットと受信側サイト セットの両方を決定します。これらのポリシーは、MBGP MVPN のお客様によって設定されますが、既存の BGP および MPLS VPN インフラストラクチャを使用するサービス プロバイダによって実装されます。

MBGP MVPN は、次の IETF インターネット ドラフトで定義されています。

• インターネットドラフトdraft-ietf-l3vpn-2547bis-mcast-bgp-03.txt、 MPLS/BGP IP VPNにおけるマルチキャストのBGPエンコーディング

• インターネットドラフトdraft-ietf-l3vpn-2547bis-mcast-02.txt、 MPLS/BGP IP VPNでのマルチキャスト

MBGP MVPN ネットワークには、PIM スパース モード、PIM デンス モード、自動 RP、BSR(ブートストラップ ルーター)を設定できます。

• PIM スパース モード - ルーターが任意のユニキャスト ルーティング プロトコルを使用することを許可し、ユニキャスト ルーティング テーブルを使用してリバース パス フォワーディング(RPF)チェックを実行します。PIM スパース モードには明示的なジョイン メッセージが含まれるため、ルーターは対象の受信者がどこにいるかを判断し、受信側からランデブー ポイント(RP)までのツリーを構築しながら、アップストリーム側のネイバーにジョイン メッセージを送信します。

• PIM 高密度モード - ルーターが任意のユニキャスト ルーティング プロトコルを使用することを許可し、ユニキャスト ルーティング テーブルを使用してリバース パス フォワーディング(RPF)チェックを実行します。パケットは、着信インターフェイスを除くすべてのインターフェイスに転送されます。パケットをダウンストリームに送信するために明示的なジョインが必要となる PIM スパース モードとは異なり、PIM デンス モードではルーティング インスタンス内のすべてのルーターにパケットがフラッディングされます。

• Auto-RP:PIM デンス モードを使用して制御メッセージを伝送し、RP マッピングを確立します。自動 RP ノードは、検出モード、アナウンス モード、マッピング モードの 3 つの異なるモードのいずれかで設定できます。

• BSR:RPを確立します。ネットワーク内で選択されたルータは BSR として機能し、グループ範囲ごとに一意の RP を選択します。BSR メッセージは、PE ルーター間のデータ トンネルを使用してフラッドされます。

MBGP ベースの MVPN(次世代 MVPN)は、インターネット ドラフトに基づいており、RFC 2547 に基づくユニキャスト VPN を拡張して、IP マルチキャスト トラフィックのサポートを含めます。これらの MVPN は、ユニキャスト VPN と同じアーキテクチャ モデルに従い、情報を交換するためのプロバイダ エッジ(PE)から PE へのコントロール プレーンとして BGP を使用します。次世代のMVPNアプローチは、インターネットドラフトdraft-ietf-l3vpn-2547bis-mcast.txt、draft-ietf-l3vpn-2547bis-mcast-bgp.txt、およびdraft-morin-l3vpn-mvpn-considerations.txtに基づいています。

MBGP ベースの MVPN では、次の 2 種類の新しいツリーが導入されています。

Inclusive tree	指定された 1 つ以上の MVPN セットからのすべてのマルチキャスト トラフィックを伝送するバックボーン内の単一のマルチキャスト配信ツリー。複数の MVPN のトラフィックを伝送する包括ツリーは、 集約包括木です。ツリーを使用して MVPN 受信側サイトに接続するすべての PE は、その包括ツリーに属します。
Selective tree	1 つ以上のマルチキャスト グループの指定されたセットのトラフィックを伝送する、バックボーン内の単一のマルチキャスト配信ツリー。複数の MVPN に属するマルチキャストグループがツリー上にある場合、 アグリゲート選択ツリーと呼ばれます。

デフォルトでは、ほとんどのマルチキャスト グループからのトラフィックは包括的ツリーによって伝送できますが、一部のグループ(高帯域幅グループなど)からのトラフィックは選択ツリーの 1 つで伝送できます。選択ツリーに、ツリーに割り当てられた 1 つ以上のグループからマルチキャスト データを受信する必要がある PE のみが含まれている場合、P ルータにより多くの状態情報が必要になりますが、包括的なツリーのみよりも最適なルーティングを提供できます。

自動検出による BGP を実行する MPLS ベースの VPN は、次世代 MVPN の基盤として使用されます。自動検出されたルート情報は、マルチキャストVPN(MCAST-VPN)のMBGPネットワーク層到達性情報(NLRI)アップデートで伝送されます。これらの MCAST-VPN NLRI は、IPv4 ルートと同様に処理されます。ルート識別子は、ネットワーク内の異なる VPN を区別するために使用されます。これらのNLRIは、IPv4ユニキャストルートと同様に、ルートターゲット拡張コミュニティに基づいてインポートおよびエクスポートされます。つまり、既存の BGP メカニズムを使用して、マルチキャストを直接必要とせずに、プロバイダーのバックボーンでマルチキャスト情報を配信します。

たとえば、PIM(プロトコル非依存マルチキャスト)スパース モードを SSM(Source-Specific Multicast)モードで実行している顧客があるとします。送信元ツリージョイン カスタマー マルチキャスト(C マルチキャスト)ルートのみが必要です。(任意のソース マルチキャスト(ASM)モードの PIM スパース モードは、SSM モードにいくつかの拡張機能を加えることでサポートできます)。

特定のマルチキャスト送信元Sを伝送する顧客のマルチキャストルートは、同じMVPNであっても、送信元Sを含むサイトに接続されたPEルーターのVPNルーティングおよび転送(VRF)テーブルにのみインポートする必要があり、他のVRFにはインポートする必要はありません。これを行うために、特定のPE上の各VRFには、関連付けられた個別のVRFルートインポート拡張コミュニティがあります。このコミュニティは、PE ルーターの IP アドレスとローカル PE 番号で構成されます。特定の PE の異なる MVPN には異なるルートインポートがあり、特定の MVPN については、異なる PE ルーター上の VRF インスタンスに異なるルートインポートがあります。この VRF ルート インポートは自動設定され、ユーザによって制御されません。

また、特定の MVPN 内のすべての VRF には、各 VRF の VRF ルート インポートに関する情報があります。これは、VRF ルート インポート拡張コミュニティをユニキャスト VPN IPv4 ルートに「ピギーバック」することで実現されます。マルチキャスト ソース S を伝送するカスタマー マルチキャスト ルートが、ソース S を含むサイトに接続された PE ルーターの VRF にのみインポートされるようにするには、S へのユニキャスト VPN IPv4 ルートを検索し、カスタマー マルチキャスト ルートのルート ターゲットを、先ほど見つかった VPN IPv4 ルートが伝送する VRF インポート ルートに設定する必要があります。

MBGPベースのMVPNで顧客のマルチキャストルートを開始するプロセスを 図1に示します。

この図では、MVPN には 3 つのレシーバ サイト(R1、R2、および R3)と 1 つのソース サイト(S)があります。サイト ルーターは 4 台の PE ルーターに接続され、PE ルーターとサイト ルーターの間で PIM が実行されています。ただし、プロバイダーのネットワーク上のPEルーター間で実行されるのはBGPのみです。

ルーター PE-1 がサイト ルーター R1 から (S,G) の PIM 参加メッセージを受信するということは、サイト R1 が特定の送信元およびマルチキャスト グループ(S,G)の組み合わせに対して 1 つ以上の受信者を持っていることを意味します。その場合、ルーターPE-1は、次の3つのことを行った後、カスタマーマルチキャストルートを構築して発信します。

1. 送信元SへのユニキャストVPN IPv4ルーターを見つける

2. このルートからのルート識別子とVRFルートインポートの抽出

3. PIM 参加からの(S,G)情報、VPN IPv4 ルートからのルーターの識別、VPN IPv4 ルートの VRF ルート インポートからのルート ターゲットを MBGP アップデートに入れます。

アップデートは、ルーターリフレクターなどの通常のBGPメカニズムを介してVPNを中心に配布されます。

ソース サイト S が MBGP 情報を受信するとどうなるかを 図 2 に示します。同図では、顧客マルチキャストルート情報をBGPルートリフレクタでMBGPアップデートとして配信しています。

プロバイダールーターPE-4は、次のことを行います。

1. PE ルーターによって発信され、ルート リフレクタによって集約されたカスタマー マルチキャスト ルートを受信します。

2. 正しい MVPN の VRF にカスタマー マルチキャスト ルートを受け入れます(VRF ルート インポートがカスタマー マルチキャスト ルート情報で運ばれるルート ターゲットと一致するため)。

3. VRF で適切な(S,G)状態を作成し、PIM を使用して送信元サイト S のカスタマー ルーターに情報を伝播します。