マルチプロトコルBGP MVPNの概要

次世代レイヤー 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 アプリケーションは複数あります。新たに登場した主なアプリケーションには、以下のようなものがあります。

• サービスプロバイダが顧客企業に提供するレイヤー3 VPNマルチキャストサービス

• 同じネットワークに接続されたホールセール型IPTVおよび複数のコンテンツプロバイダ向けのビデオトランスポートアプリケーション

• 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でのマルチキャストバックホール

レイヤー 3 MVPN を実装するには、2 つの方法があります。これらはしばしば、デュアル PIM MVPN(「draft-rosen」とも呼ばれます)やマルチプロトコル BGP(MBGP)ベース MVPN(MVPN 構成の「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、同様に効果的です。主な違いは、MBGP ベースの MVPN 方式では、サービス プロバイダーのバックボーンでマルチキャスト構成を行う必要がないことです。マルチプロトコルBGPマルチキャストVPNは、自律システム(AS)の次世代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 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 を導入する主な利点は、PE ルーターを接続するサービス プロバイダ VPN バックボーンでマルチキャストが必要ないため、設定と運用が簡素化されることです。

draft-rosen アプローチを使用すると、サービス プロバイダは、2 つのルーティングおよび転送メカニズム(VPN ユニキャスト用と VPN マルチキャスト用)の維持に関連する制御およびデータ プレーン スケーリングの問題を経験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。

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

• RFC 4364 でユニキャスト VPN について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 のプロバイダーエッジ(PE)ルーター間コントロールプレーンとして使用されます。

• 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でのマルチキャストに規定)やユニキャストVPNのRFC 4364モデルが不要になります。

• これらは、AS内およびAS間通信の拡張を備えた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 セット内の受信者に対してマルチキャスト トラフィックを発信できます。

• 受信者サイト セット外の受信者は、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 セット内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できるため、このようなサイト内のホストはマルチキャスト トラフィックを発信および受信できます。たとえば、送信側サイト セットと受信側サイト セットを同じにすることができます。その場合、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、同じ組織内にある場合もあれば、異なる組織にある場合もあります。つまり、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 のすべてのサイトを同じサービス プロバイダに接続する必要はありません。つまり、MBGP MVPN は複数のサービス プロバイダにまたがることができます。

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

MBGP MVPNは別の見方をすれば、MBGP MVPNは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ができます。これらのポリシーによって、送信側サイト セットと受信側サイト セットの両方が決定されます。これらのポリシーは MBGP MVPN のお客様によって確立されますが、既存の BGP および MPLS VPN インフラストラクチャを使用してサービス プロバイダによって実装されます。

MBGP MVPNは、以下の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用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、および 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 - ルーターで任意のユニキャスト ルーティング プロトコルの使用を可能にし、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ているため、ルータは関係するレシーバがどこにいるかを判断し、ジョイン メッセージをアップストリームのネイバーに送信し、レシーバからランデブー ポイント(RP)までツリーを構築します。

• PIM デンスモード—ルーターが任意のユニキャスト ルーティング プロトコルを使用できるようにし、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参加が必要な PIM スパース モードとは異なり、PIM デンスモードのパケットはルーティング インスタンス内のすべてのルーターに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播し、RP マッピングを確立します。自動 RP ノードは、ディスカバリ モード、アナウンス モード、マッピング モードの 3 つのモードのいずれかで設定できます。

• BSR:RP を確立します。ネットワーク内の選択されたルータは BSR として機能し、BSR はさまざまなグループ範囲に一意の 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ディングされます。

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 に基づいてユニキャスト 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ています。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、BGP をプロバイダ エッジ(PE)to-PE コントロール プレーンとして使用して情報を交換します。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、draft-morin-l3vpn-mvpn-considerations.txtに基づいています。

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

Inclusive tree	1 つ以上の MVPN の指定された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、 集約包括ツリーです。ツリーを使用してMVPN受信サイトに接続するすべてのPEは、その包含ツリーに属します。
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、そのツリーは 集約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ツリーで伝送できますが、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。選択ツリーには、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、包括的なツリーのみを使用する場合よりも最適なルーティングを提供できますが、これには P ルータにより多くの状態情報が必要になります。

次世代MVPNの基盤には、自動検出機能を備えたBGPを実行するMPLSベースのVPNが使用されます。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可能性情報(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にマルチキャスト情報を配信します。

例えば、SSM(Source-Specific Multicast)モードでPIM(プロトコル独立マルチキャスト)スパースモードを実行している顧客を考えてみましょう。送信元ツリー参加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。(AnySource Multicast(ASM)モードの PIM スパース モードは、SSM モードのいくつかの拡張機能でサポートできます)。

特定のマルチキャスト送信元 S を伝送するカスタマー 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。これを行うには、特定の PE 上の各 VRF に、個別の VRF ルート インポート拡張コミュニティが関連付けられています。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 番号で構成されています。特定の PE 上の異なる MVPN は異なるルート インポートを持ち、特定の MVPN に対して、異なる PE ルーター上の VRF インスタンスは異なるルート インポートを持ちます。この VRF ルートのインポートは自動設定され、ユーザによって制御されることはありません。

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含まれます。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。マルチキャスト送信元 S を伝送するカスタマー マルチキャスト ルートが、送信元 S を含むサイトに接続された PE ルータ上の 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、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 ルートを発信するプロセスを 図 1 に示します。

この図では、MVPNに3つのレシーバーサイト(R1、R2、R3)と1つの送信元サイト(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ており、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ルーター間ではBGPのみが実行されます。

ルーター PE-1 がサイト ルーター R1 から(S,G)の PIM join メッセージを受信する場合、サイト R1 には、特定の送信元とマルチキャスト グループ(S,G)の組み合わせに対して 1 つ以上の受信者があ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、顧客のマルチキャスト ルートを構築し、発信します。

1. 送信元 S へのユニキャスト VPN IPv4 ルーターの検索

2. このルートからルート識別子とVRFルートインポートを抽出します

3. PIM 加入からの(S,G)情報、VPN IPv4 ルートからのルーター識別子、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 アップデートに投入する

このアップデートは、ルーターリフレクタなどの通常のBGPメカニズムを介してVPNの周囲に配信されます。

送信元サイト S が MBGP 情報を受信するとどうなるかを 図 2 に示します。図では、顧客のマルチキャストルート情報は、BGPルートリフレクタによってMBGPアップデートとして配信されています。

プロバイダー ルーター PE-4 は、以下のことを行います。

1. PE ルーターから発信され、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 ルートのインポートが、カスタマーのマルチキャスト ルート情報で伝送されるルート 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達します。