擬似回線冗長性モバイルバックホールシナリオの理解
モバイルブロードバンドサービスの需要の高まりに伴い、通信プロバイダーは帯域幅の要件が急激に増加しています。需要に対応するため、通信事業者はパケットベースのバックホールネットワークを導入しています。これにより、低コストで容量を増やすと同時に、必要なサービス信頼性とユーザーの期待に応えるエクスペリエンスの品質も提供できます。
レガシーバックホールインフラストラクチャのほとんどは、従来、PDHマイクロ波、TDM T1/E1、またはATM-over-DSLリンク上に構築されてきました。サービス プロバイダは従来、帯域幅の制約シナリオに対処する必要がある場合に、基地局に後続の TDM リンクを追加してきました。この拡張モデルは、3GおよびLTE(Long Term Evolution)サービスに必要なかつてないトラフィック需要に対しては非効率であることが証明されています。直接的な結果として、通信事業者は3GおよびLTEトポロジーのバックホール部分において、イーサネットベースの大容量インフラストラクチャに徐々に移行しています。最新の基地局は現在、イーサネットバックホール接続を提供しており、疑似配線技術によってエンドユーザーのコンテンツを目的の宛先に転送できるようになりました。このイーサネットへの移行の一環として、サービスプロバイダは、これまでのレガシーテクノロジーによって提供されていた機能とのギャップを埋めるために、より優れた耐障害性メカニズムをますます要求するようになっています。この目標を念頭に置いて、Junos OSは、レイヤー2セグメントとレイヤー3セグメントが相互接続されているトポロジーに、効率的な疑似配線冗長性機能を提供します。
擬似回線冗長性モバイルバックホールのメリット
Junos OSの疑似回線の冗長性機能は以下のとおりです。
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レイヤー2ドメインとレイヤー3ドメインを相互接続するための冗長ループフリーパス。
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レイヤー2ドメインとレイヤー3ドメインは、選択されたデータパスに関して同期されます。
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以下のシナリオでは、トラフィックの中断は最小限です。
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アクセスリンク障害
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ノードの障害
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コントロールプレーンの障害
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障害の復元が完了した後のトラフィックの中断は最小限に抑えられます。
レイヤー 2 仮想回線ステータス TLV 拡張
疑似回線ステータス TLV は、プロバイダ エッジ(PE)ルーター間の疑似回線のステータスを通信するために使用されます。プライマリパスの不一致を回避するには、トラフィックを送信する必要のあるプライマリパスに関して、すべてのネットワーク要素を同期できるメカニズムが必要です。この目標を念頭に置いて、ステータス TLV が拡張されて、この要件に対応します。
疑似回線ステータス TLV は、ACX5000シリーズのルーターではサポートされていません。
アクセスルーターでアクティブ状態とスタンバイ状態を定義することで、Junos OSでは、選択される望ましい転送パスを決定する独自のネットワーク要素があるため、プライマリパスの衝突の可能性を緩和します。付加価値として、これによりネットワーク事業者はオンデマンドで転送パスを切り替えることができ、これはトラブルシューティングやネットワークメンテナンスの目的で非常に役立ちます。
アクティブおよびスタンバイ状態は、追加の擬似回線状態フラグを使用してアグリゲーションルーターに通知されます。
表1には、疑似回線状態フラグのリストが含まれています。
| フラグ |
コード |
|---|---|
| L2CKT_PW_STATUS_PW_FWD |
0x00000000 |
| L2CKT_PW_STATUS_PW_NOT_FWD |
0x00000001 |
| L2CKT_PW_STATUS_AC_RX_FAULT |
0x00000002 |
| L2CKT_PW_STATUS_AC_TX_FAULT |
0x00000004 |
| L2CKT_PW_STATUS_PSN_RX_FAULT |
0x00000008 |
| L2CKT_PW_STATUS_PSN_TX_FAULT |
0x00000010 |
| L2CKT_PW_STATUS_PW_FWD_STDBY |
0x00000020 スタンバイ状態を示します。 |
| L2CKT_PW_STATUS_SWITCH_OVER |
0x00000040 |
マルチシャーシLAG(MC-LAG)ベースのシナリオでは、これと同じPW_FWD_STDBYフラグを使用して、どの接続回線(AC)がアクティブな回線として使用されているかをリモートPEデバイスにアドバタイズします。このフラグが到着すると、受信側PEデバイスは、この状態を発信するルーターに向けて構築された疑似配線をドロップします。ご覧のとおり、この動作は、PW_FWD_STDBY フラグのセマンティックがわずかに異なります。その結果、 hot-standby-vc-on ステートメントを設定して、PW_FWD_STDBYフラグの到着時に疑似配線を構築する必要があるか(ホットスタンバイ擬似配線シナリオで)、単に破棄するか(MC-LAGシナリオ)を制御することができます。
仕組み
このソリューションでは、レイヤー2ドメインとレイヤー3ドメインのステッチに、論理トンネル(lt-)ペアインターフェイスを使用します。
図2は、モバイルバックホールシナリオにおける疑似配線の冗長性がどのように機能するかを示す図を示しています。
レイヤー2疑似配線は、CCC(回線クロスコネクト)アドレスファミリーが設定された論理トンネルインターフェイス(x)の1つで終端します。レイヤー3VPN(RFC 2547)は、IPv4(inet)アドレスファミリーで定義された2番目の論理トンネルインターフェイス(y)を終端します。論理トンネルインターフェイス(x)と(y)はペアになっています。各アクセスルーターとそれに対応するアグリゲーションPEデバイスとの間に確立されたレイヤー2疑似配線は、各PEデバイス内で定義された論理トンネルインターフェイスで終端します。この論理トンネルインターフェイスは、リモートエンドに向けてレイヤー2仮想回線(VC)を確立するために使用されます。そのため、CCCアドレスファミリーを設定する必要があります。同じことがリモートエンドにも当てはまり、CCC 機能で同等のインターフェイスを定義する必要があります。
アグリゲーション PE デバイスで作成されたこの CCC 論理トンネル インターフェイスは、INET アドレス ファミリーが有効になっている 2 番目の論理トンネル インターフェイスとペアになっています。この2つ目の論理トンネルインターフェイスは、RFC 2547レイヤー3 VPNのコンテキスト内で設定されます。
このドキュメントでは、CCCおよびINET論理トンネルインターフェイスをそれぞれLT(x)およびLT(y)と呼びます。
Junos OSルーティングプロトコルプロセス(rpd)は、LT(x)で終わるレイヤー2 VCと、関連するLT(y)を相互接続するために必要なステッチを可能にします。
アグリゲーションPEルーターでは、ルーティングプロセスがアクセスルーターに向けて疑似配線を構築しますが、これは疑似配線のアクティブ状態またはスタンバイ状態に関係なく行われます。アクセスルーターでも同じことが起こり、コンバージェンス期間中のトラフィック中断を軽減するために、ルーティングエンジンとパケット転送エンジンの両方で制御と転送の状態が事前に設定されています。
AC(接続回線)は、CEデバイスをPEデバイスに接続する物理回線または仮想回線(VC)です。ローカルプリファレンスは、パケットのパス選択に対して複数の出口識別子(MED)値が提供するよりも優れた情報を提供するために使用されます。ローカルプリファレンス属性を設定して、望ましいパスを提供するルーターから受信したプレフィックスよりも、望ましいパスを提供するルーターから受信したプレフィックスの値が高くなるようにすることができます。値が大きいほど、ルートが優先されます。ローカル プリファレンス属性は、あるパス セットの好みを表すために実際に最も頻繁に使用されるメトリックです。
レイヤー2回線がプライマリの場合、対応するPEデバイスは、より高いローカルプリファレンスでACのサブネットをアドバタイズします。すべてのアグリゲーション PE デバイスは、最初に同じローカル プリファレンスで AC のサブネットをアドバタイズします。レイヤー2 VCがアクティブな場合に、より高いローカルプリファレンス値をアドバタイズできるようにルーティングポリシーを設定することができます。
疑似回線がダウンしている場合、LT(x) は CCC_Down フラグでタグ付けされます。この場合、対応するPEデバイスは、最初にアドバタイズされたACサブネットを取り消します。LT(y)アドレスは、仮想インスタンスポート(VIP)としてアグリゲーションPEデバイス間で共有されます。VRRP helloメッセージは交換されません。両方のPEデバイスが主要な役割を果たします。
プライマリとスタンバイのレイヤー2 VCの両方がオープンのままになり、バックアップからプライマリへの移行におけるトラフィックの中断を軽減します。hot-standby-vc-on設定ステートメントでは、手動でアクティブ化できます。
レイヤー2ドメインの耐障害性は、バックツーバック接続用のプレーンな擬似配線の冗長性によって提供されます。その他のトポロジーでは、擬似配線仮想回線接続検証(VCCV)が使用されます。
レイヤー3ドメインの耐障害性は、MPLSの高速再ルートとエンドツーエンドのサービス復元によって提供されます。復元タイマーにより、プライマリ PE デバイスが復旧した直後にセカンダリ パス内の VC がプライマリ パスにスイッチバックすることを防ぎます。
アクセスルーターは、どのレイヤー2 VCがアクティブであると見なされるかをアグリゲーションルーターに示すことができます。スタンバイ状態を通知するステータス TLV メッセージの LT(x) に到着すると、ルーティング プロセスは、LT(y) IPv4 アドレスで表される直接サブネットの BGP のローカル プリファレンス値を下げます。この時点で、BGPはこのローカルプリファレンスの変更をレイヤー3ドメイン内の残りのメンバーにアドバタイズし、BGPのパス選択メカニズムに依存して、指定されたフォワーダーPEデバイスを再選択します。
レイヤー2 VCのアクティブ状態を示すステータスTLVメッセージが送信されたときにも、同様の動作が発生します。この場合、受信側PEデバイスはLT(y)のサブネットに対応するローカルプリファレンスを変更します。サブネットのローカルプリファレンス値を増減するために使用する値は、ポリシーを使用して手動で設定されます。