次世代VPLSポイントツーマルチポイント転送の概要

次世代VPLSポイントツーマルチポイント転送アプリケーション

VPLSは、1つ以上のメトロエリアにまたがることができるマルチポイントツーマルチポイントのイーサネットサービスを提供し、あたかもこれらのサイトが同じイーサネットLANに接続されているかのように複数のサイト間の接続を提供します。

VPLSは、IPおよびMPLSサービスプロバイダインフラストラクチャを使用します。サービスプロバイダの観点からは、スパニングツリープロトコル(STP)の代わりにIPおよびMPLSルーティングプロトコルと手順を使用し、VLAN IDの代わりにMPLSラベルを使用することで、VPLSサービスの拡張性が大幅に向上します。

VPLS Protocol Operation

VPLSはサービスプロバイダネットワーク全体でイーサネットトラフィックを伝送するため、何らかの点でイーサネットネットワークを模倣する必要があります。VPLSルーティングインスタンスで設定されたPEルーターがCEデバイスからのパケットを受信すると、まずVPLSパケットの宛先を知っているかどうかを判断します。その場合、適切な PE ルーターまたは CE デバイスにパケットが転送されます。そうでない場合、そのVPLSルーティングインスタンスのメンバーである他のすべてのPEルーターとCEデバイスにパケットをブロードキャストします。いずれの場合も、パケットを受信する CE デバイスは、パケットを送信するデバイスと異なるデバイスである必要があります。

PE ルーターが別の PE ルーターからパケットを受信すると、まず VPLS パケットの宛先を知っているかどうかを判断します。宛先がわかっている場合、PE ルーターは、宛先がローカルまたはリモートの CE デバイスかどうかに応じて、パケットを転送するかドロップします。PE ルーターには 3 つのオプション(シナリオ)があります。

• 宛先がローカルCEデバイスである場合、PEルーターはパケットを転送します。

• 宛先がリモート CE デバイス(別の PE ルーターに接続されている)である場合、パケットを破棄します。

• VPLS パケットの宛先を特定できない場合、PE ルーターは接続された CE デバイスにパケットをフラッディングします。

VPLSは、イーサネットスイッチに直接接続することができます。メディアアクセス制御(MAC)アドレスやインターフェイスポートなど、イーサネットスイッチによって収集されたレイヤー2情報は、VPLSルーティングインスタンステーブルに含まれます。ただし、すべてのVPLSインターフェイスが物理スイッチポートである代わりに、ルーターではVPLSインスタンスのリモートトラフィックがMPLS LSPを介して配信され、仮想ポートに到着することを許可しています。仮想ポートは、ローカルの物理ポートをエミュレートします。ローカルポートに送信されるトラフィックとほぼ同じ方法で、トラフィックを学習、転送、仮想ポートにフラッディングできます。

VPLSルーティングテーブルには、物理ポートと仮想ポートの両方のMACアドレスとインターフェイス情報が入力されます。物理ポートと仮想ポートの1つの違いは、仮想ポートでは、ルーターがリモートサイトへの到達に使用される発信MPLSラベルと、リモートサイトから受信したVPLSトラフィックの受信MPLSラベルをキャプチャすることです。仮想ポートは、トンネルサービスPICを使用しているルーターでVPLSを設定すると、トンネルサービスPIC上で動的に生成されます。トンネルサービスPICは、Junos OSを実行している一部のルーターでVPLSルーターを設定するために必要です。

ルーターに拡張FPCがインストールされている場合、トンネルサービスPICなしでVPLSを設定できます。そのためには、ラベルスイッチインターフェイス(LSI)を使用してVPLS機能を提供します。LSI MPLSラベルは、VPLSのインナーラベルとして使用されます。このラベルは、VPLSルーティングインスタンスにマッピングされます。PE ルーターでは、LSI ラベルが剥がされ、論理 LSI インターフェイスにマッピングされます。その後、レイヤー2イーサネットフレームは、LSIインターフェイスを使用して正しいVPLSルーティングインスタンスに転送されます。トンネルサービスPICのないルーターでVPLSを設定するには、 no-tunnel-services ステートメントを含めます。

VPLSのフラッディング動作に対する制限の1つは、リモートPEルーターから受信したトラフィックが他のPEルーターに転送されないことです。この制限は、コアネットワークでのループを防ぐのに役立ちます。これは、PE ルーターのコア ネットワークが完全にメッシュ化されている必要があることも意味します。また、CEイーサネットスイッチが同じPEルーターに2つ以上の接続がある場合、ループを防ぐためにCEスイッチでスパニングツリープロトコル(STP)を有効にする必要があります。

Point-to-Multipoint Implementation

次世代VPLSでは、ポイントツーマルチポイントLSPを使用して、VPLSコアネットワークを介してすべてのPEルーターにブロードキャスト、マルチキャスト、未知のユニキャストトラフィックをフラッディングします。これは、PE ルーターとプロバイダ(P)ルーター間の帯域幅利用の点でより効率的です。

ポイントツーマルチポイントLSPが使用されていない場合、PEルーターは、ブロードキャスト、マルチキャスト、および不明なユニキャストパケットの複数のコピーをすべてのPEルーターに転送する必要があります。ポイントツーマルチポイントLSPが使用されている場合、PEルーターは各パケットの1つのコピーをPルーターにフラッディングし、そこでegressルーターの近くで複製されます。

注:

次世代VPLSでは、PEルーター間でポイントツーポイントLSPとポイントツーマルチポイントLSPの両方が必要です。

VPLSでは、ポイントツーマルチポイントLSPは、宛先MACアドレスが不明なブロードキャストフレーム、マルチキャストフレーム、およびユニキャストフレームの転送にのみ使用されます。その他のフレームは、ポイントツーポイント LSP を使用して転送されます。この構造は、特にブロードキャスト、マルチキャスト、不明なフレームのソース付近での帯域幅の使用においてはるかに効率的です。しかしながら、各PEルーターは、他のすべてのPEルーターに接触する1つのポイントツーマルチポイントLSPと、他の各PEルーターに向かう1つのポイントツーポイントLSPのingressであるため、ネットワークの状態も増加します。

任意のVPLSインスタンスでポイントツーマルチポイントLSPを有効にすると、ポイントツーマルチポイントLSPを使用した不明なユニキャスト、ブロードキャスト、マルチキャストトラフィックのフラッディングが開始されます。

VPLSインスタンスごとに、PEルーターは専用のポイントツーマルチポイントLSPを作成します。VPLSがBGPを介して新しいネイバーを発見するたびに、このネイバーのソースツーリーフサブLSPがポイントツーマルチポイントLSPインスタンスに追加されます。

VPLSインスタンスに n PEルーターが存在する場合、BGPを介して新しいネイバーを発見すると、ネットワーク内に n ポイントツーマルチポイントLSPが作成され、各PEルーターはツリーのルートであり、残りの n-1 PEルーターはリーフノード(またはソースからリーフへのサブLSP)になります。

PE ルーターによって作成された各ポイントツーマルチポイント LSP は、VPLS ルートをアドバタイズする際に BGP によってプロバイダ マルチキャスト サービス インターフェイス(PMSI)トンネル属性として渡される RSVP トラフィック制御ポイントツーマルチポイント セッション オブジェクトを使用して識別できます。このトンネル属性を使用すると、受信ソースからリーフへのサブLSP追加リクエストメッセージ(RSVPパスメッセージ)を、適切なVPLSインスタンスと送信元PEルーターに関連付けることができます。その結果、ラベル割り当ては、トラフィックがLSPに到着すると、適切なVPLSインスタンスで終了するだけでなく、送信元MACアドレスを学習できるように送信元PEルーターも識別されるように行われます。

ポイントツーマルチポイントLSPは、特定のVPLSインスタンスの一部である任意のPEルーター上で、段階的に有効にすることができます。つまり、この機能を持つPEルーターは、ポイントツーマルチポイントLSPを使用してトラフィックをフラッディングしますが、同じVPLSインスタンス内の他のPEルーターは、イングレスレプリケーションを使用してトラフィックをフラッディングできます。ただし、いずれかの PE ルーターでポイントツーマルチポイント LSP が有効になっている場合は、同じ VPLS インスタンスの一部であるすべての PE ルーターもこの機能をサポートしていることを確認してください。

注:

VPLSインスタンスで終端するポイントツーマルチポイントLSPでは、最後から2番目のホップポッピング(PHP)は無効です。

Limitations of Point-to-Multipoint LSPs

ポイントツーマルチポイント LSP を実装する際は、以下の制限事項に留意してください。

• ポイントツーマルチポイント LSP をマルチキャスト トラフィックのみ通過できるメカニズムはありません。

• ポイントツーマルチポイントLSPは、AS間トラフィックをサポートしていません。AS内トラフィックのみサポートされます。

• ポイントツーマルチポイントLSPは、イングレスLSPのグレースフルリスタートをサポートしていません。これは、ポイントツーマルチポイントLSPを使用してフラッディングが行われた場合にも、VPLSに影響を与えます。

• 同じポイントツーマルチポイントLSPを複数のVPLSインスタンスで共有することはできません。

• この機能を有効にすると、イングレスPEルーターはフラッディングにポイントツーマルチポイントLSPのみを使用します。ルーターは、同じVPLSインスタンスの一部である各PEルーターに対して、ソースからリーフへのサブLSPの作成を開始します。このソースからリーフへのサブLSPを立ち上げられないPEルーターは、イングレスPEルーターからのフラッドトラフィックを受信しません。

• 学習が完了するとすぐに、ポイントツーポイントの擬似回線LSPを使用してユニキャストトラフィックが送信されるため、ポイントツーマルチポイントLSP上で不明なユニキャストトラフィックのフラッディングが発生する可能性があります。

• 静的LSPと label-switched-path-template ステートメントで設定したLSPは、同時に設定することはできません。

• static-lspステートメントを使用してLSPを設定すると、ポイントツーマルチポイントLSPが静的に作成され、VPLSインスタンス内のすべてのネイバーが含まれます。

任意の PE ルーターでポイントツーマルチポイント LSP 機能を有効にする前に、同じ VPLS インスタンスの一部である他のすべての PE ルーターが、それをサポートする Junos OS リリースにアップグレードされていることを確認してください。VPLSインスタンス内のルーターがポイントツーマルチポイントLSPをサポートしていない場合、ポイントツーマルチポイントLSPで送信されたすべてのトラフィックを失う可能性があります。したがって、適切なJunos OSリリースを実行していないか、この機能をサポートしていないベンダーのルーターであるため、VPLSインスタンスにこの機能をサポートできないルーターが1つある場合は、この機能を有効にしないでください。

Simultaneous Transit and Egress Router Operation

MPLSトランジットルーターとMPLS egressルーターの両方の役割を果たすPEルーターは、パケットのコピーを1つまたは2つ受信することで、それぞれの役割を果たすことができます。

パケットのコピーを 1 つだけ使用しながら両方の役割を果たすには、一部のジュニパーネットワークス ルーターでは、仮想トンネル(vt)インターフェイスで設定されたトンネル サービス PIC が必要で、最終ホップ ポッピングを有効にする必要があります。仮想トンネルインターフェイスと最終ホップポッピングにより、受信したパケットの単一のコピーが、トランジットルーターの役割を果たすためにPEルーターを超えて転送され、仮想トンネルインターフェイスによって内部的に消費されてegressルーターの役割を果たします。

ラベルスイッチ インターフェイス(LSI) 論理インターフェイス を使用する場合、各パケットのコピーをポイントツーマルチポイント LSP で受信する必要があります。1 つはトランジット ルーター ロールを果たすため、もう 1 つはegressルーター ロールを果たすためです。

実装

VPLSの一部の実装では、ingressレプリケーションを使用します。イングレスレプリケーションはシンプルですが、非効率です。同じパケットの複数のコピーをリンク、特に PE-P リンクに送信します。これにより、ブロードキャストやマルチキャストのトラフィックが多い場合に帯域幅が浪費されます。

図 1 のサンプル ネットワークに示すように、イングレス PE ルーターは、VPLS インスタンスごとにすべてのブロードキャスト、マルチキャスト、フラッディング パケットのコピーを 3 つ作成します。

図2は、ポイントツーマルチポイントLSPがマルチキャストでどのように機能するかを示しています。

ポイントツーマルチポイントLSPを使用するVPLSでは、イングレスPEルーターはマルチキャストパケットの単一のコピーをルーターP1に送信します。ルーターP1は、このポイントツーマルチポイントLSP用に2つのコピーを作成します。他の各 P ルーターも、パケットの複数のコピーを作成します。これにより、レプリケーションがエンドポイントに近づき、ネットワーク帯域幅の使用率が大幅に改善されます。