멀티프로토콜 BGP MVPN 개요

차세대 MVPN(Layer 3 Multicast VPN)의 구축을 주도하는 여러 멀티캐스트 애플리케이션이 있습니다. 새롭게 떠오르는 주요 응용 분야는 다음과 같습니다.

• 서비스 프로바이더가 엔터프라이즈 고객에게 제공하는 레이어 3 VPN 멀티캐스트 서비스

• 동일한 네트워크에 연결된 도매 IPTV 및 여러 콘텐츠 프로바이더를 위한 비디오 전송 애플리케이션

• 미디어가 풍부한 금융 서비스 또는 엔터프라이즈 멀티캐스트 서비스 배포

• 메트로 네트워크를 통한 멀티캐스트 백홀

레이어 3 MVPN을 구현하는 방법에는 두 가지가 있습니다. 이를 종종 듀얼 PIM MVPN("draft-rosen"이라고도 함) 및 멀티프로토콜 BGP(MBGP) 기반 MVPN("차세대" MVPN 구성 방법)이라고 합니다. 두 방법 모두 지원되며 똑같이 효과적입니다. 주요 차이점은 MBGP 기반 MVPN 방법은 서비스 프로바이더 백본에서 멀티캐스트 구성이 필요하지 않다는 것입니다. 멀티프로토콜 BGP 멀티캐스트 VPN은 AS(Intra-Autonomous System) 차세대 BGP 컨트롤 플레인 및 PIM Sparse 모드를 데이터 플레인으로 사용합니다. PIM 상태 정보는 유니캐스트 VPN에 사용되는 것과 동일한 아키텍처를 사용하여 PE 라우터 간에 유지됩니다. MBGP를 사용하여 MVPN을 구축하는 주요 이점은 PE 라우터를 연결하는 서비스 프로바이더 VPN 백본에서 멀티캐스트가 필요하지 않기 때문에 구성 및 운영이 간단하다는 것입니다.

draft-rosen 접근 방식을 사용할 경우 서비스 프로바이더는 두 가지 라우팅 및 포워딩 메커니즘(VPN 유니캐스트와 VPN 멀티캐스트)의 유지 관리와 관련된 제어 및 데이터 플레인 확장 문제를 경험할 수 있습니다. Draft Rosen의 제한 사항에 대한 자세한 내용은 draft-rekhter-mboned-mvpn-deploy를 참조하십시오.

MBGP MVPN의 주요 특징은 다음과 같습니다.

• Layer 3 VPN 서비스(RFC 4364)를 확장하여 Layer 3 VPN 서비스 프로바이더를 위한 IP 멀티캐스트를 지원합니다.

• 유니캐스트 VPN에 대한 RFC 4364에 명시된 것과 동일한 아키텍처를 따릅니다. 특히, BGP는 멀티캐스트 VPN을 위한 PE(Provider Edge) 라우터-투-PE 라우터 컨트롤 플레인으로 사용됩니다.

• 이 법안은 멀티캐스트 VPN에 대한 가상 라우터(VR) 모델(인터넷 초안 draft-rosen-vpn-mcast, MPLS/BGP VPN의 멀티캐스트)과 유니캐스트 VPN에 대한 RFC 4364 모델에 대한 요구 사항을 제거합니다.

• RFC 4364 기반 유니캐스트(AS 내 및 AS 간 통신을 위한 확장 기능)에 의존합니다.

MBGP MVPN은 발신자 사이트 집합과 수신자 사이트 집합이라는 두 가지 유형의 사이트 집합을 정의합니다. 이러한 사이트에는 다음과 같은 속성이 있습니다.

• 보낸 사람 사이트 집합 내의 호스트는 받는 사람 사이트 집합의 받는 사람에 대해 멀티캐스트 트래픽을 시작할 수 있습니다.

• 수신자 사이트 집합 외부의 수신자는 이 트래픽을 수신할 수 없습니다.

• 수신자 사이트 집합 내의 호스트는 보낸 사람 사이트 집합의 모든 호스트에서 발생한 멀티캐스트 트래픽을 수신할 수 있습니다.

• 수신자 사이트 집합 내의 호스트는 보낸 사람 사이트 집합에 없는 호스트에서 발생한 멀티캐스트 트래픽을 수신할 수 없어야 합니다.

사이트는 발신자 사이트 집합과 수신자 사이트 집합 모두에 있을 수 있으므로 이러한 사이트 내의 호스트는 멀티캐스트 트래픽을 시작하고 받을 수 있습니다. 예를 들어 보낸 사람 사이트 집합은 받는 사람 사이트 집합과 같을 수 있으며, 이 경우 모든 사이트가 서로 멀티캐스트 트래픽을 시작하고 받을 수 있습니다.

지정된 MBGP MVPN 내의 사이트는 동일한 조직 내에 있거나 다른 조직에 있을 수 있으며, 이는 MBGP MVPN이 인트라넷 또는 엑스트라넷이 될 수 있음을 의미합니다. 지정된 사이트는 하나 이상의 MBGP MVPN에 있을 수 있으므로 MBGP MVPN이 겹칠 수 있습니다. 주어진 MBGP MVPN의 모든 사이트가 동일한 서비스 프로바이더에 연결되어야 하는 것은 아닙니다. 즉, MBGP MVPN이 여러 서비스 프로바이더에 걸쳐 있을 수 있습니다.

Junos Trio 칩셋의 MVPN 엑스트라넷 기능 또는 중복 MVPN에 대한 기능 패리티는 Junos OS 릴리스 11.1R2, 11.2R2 및 11.4에서 지원됩니다.

MBGP MVPN을 보는 또 다른 방법은 MBGP MVPN이 관리 정책 집합에 의해 정의된다고 말하는 것입니다. 이러한 정책은 보낸 사람 사이트 집합과 받는 사람 사이트 집합을 모두 결정합니다. 이러한 정책은 MBGP MVPN 고객이 설정하지만 기존 BGP 및 MPLS VPN 인프라를 사용하는 서비스 프로바이더가 구현합니다.

MBGP MVPN은 다음 IETF 인터넷 초안에 정의되어 있습니다.

• 인터넷 초안 draft-ietf-l3vpn-2547bis-mcast-bgp-03.txt, MPLS/BGP IP VPN의 멀티캐스트를 위한 BGP 인코딩

• 인터넷 초안 draft-ietf-l3vpn-2547bis-mcast-02.txt, MPLS/BGP IP VPN의 멀티캐스트

MBGP MVPN 네트워크에 대해 PIM Sparse 모드, PIM 고집적 모드, auto-RP 및 BSR(Bootstrap Router)을 구성할 수 있습니다.

• PIM Sparse 모드 - 라우터가 모든 유니캐스트 라우팅 프로토콜을 사용할 수 있도록 허용하고 유니캐스트 라우팅 테이블을 사용하여 RPF(역경로 전달) 검사를 수행합니다. PIM Sparse 모드에는 명시적 참가 메시지가 포함되므로 라우터는 관심 있는 수신기가 어디에 있는지 확인하고 이웃에 업스트림 참가 메시지를 전송하여 수신기에서 RP(Rendezvous Point)로 트리를 구축합니다.

• PIM 고집적 모드 - 라우터가 모든 유니캐스트 라우팅 프로토콜을 사용할 수 있도록 허용하고 유니캐스트 라우팅 테이블을 사용하여 RPF(역경로 전달) 검사를 수행합니다. 패킷은 수신 인터페이스를 제외한 모든 인터페이스로 전달됩니다. 패킷이 다운스트림으로 전송되기 위해 명시적 조인이 필요한 PIM Sparse 모드와 달리, 패킷은 PIM 고집적 모드의 라우팅 인스턴스에 있는 모든 라우터로 플러딩됩니다.

• Auto-RP - PIM 고집적 모드 를 사용하여 제어 메시지를 전파하고 RP 매핑을 설정합니다. auto-RP 노드는 검색 모드, 알림 모드 및 매핑 모드의 세 가지 모드 중 하나로 구성할 수 있습니다.

• BSR - RP를 설정합니다. 네트워크에서 선택된 라우터는 서로 다른 그룹 범위에 대해 고유한 RP를 선택하는 BSR 역할을 합니다. BSR 메시지는 PE 라우터 간의 데이터 터널을 사용하여 플러딩됩니다.

MBGP 기반 MVPN(차세대 MVPN)은 인터넷 초안을 기반으로 하며 RFC 2547에 따라 유니캐스트 VPN을 확장하여 IP 멀티캐스트 트래픽에 대한 지원을 포함합니다. 이러한 MVPN은 유니캐스트 VPN과 동일한 아키텍처 모델을 따르며 BGP를 프로바이더 에지(PE)-PE 컨트롤 플레인으로 사용하여 정보를 교환합니다. 차세대 MVPN 접근 방식은 인터넷 초안 draft-ietf-l3vpn-2547bis-mcast.txt, draft-ietf-l3vpn-2547bis-mcast-bgp.txt 및 draft-morin-l3vpn-mvpn-considerations.txt를 기반으로 합니다.

MBGP 기반 MVPN은 두 가지 새로운 유형의 트리를 도입합니다.

Inclusive tree	지정된 하나 이상의 MVPN 집합에서 모든 멀티캐스트 트래픽을 전달하는 백본의 단일 멀티캐스트 배포 트리. 두 개 이상의 MVPN의 트래픽을 전송하는 포괄적 트리는 통합 포괄적 트리입니다. 트리를 사용하여 MVPN 수신자 사이트에 연결된 모든 PE는 해당 포괄적 트리에 속합니다.
Selective tree	백본의 단일 멀티캐스트 배포 트리로, 하나 이상의 멀티캐스트 그룹의 지정된 집합에 대한 트래픽을 전달합니다. 하나 이상의 MVPN에 속하는 멀티캐스트 그룹이 트리에 있는 경우, 이를 집계 선택적 트리라고 합니다.

기본적으로 대부분의 멀티캐스트 그룹의 트래픽은 포괄 트리에 의해 전달될 수 있는 반면, 일부 그룹(예: 고대역폭 그룹)의 트래픽은 선택적 트리 중 하나에 의해 전달될 수 있습니다. 트리에 할당된 하나 이상의 그룹으로부터 멀티캐스트 데이터를 수신해야 하는 PE만 포함하는 선택적 트리는 P 라우터에 더 많은 상태 정보가 필요하지만 포괄적 트리만 포함하는 것보다 더 최적의 라우팅을 제공할 수 있습니다.

자동 검색을 통해 BGP를 실행하는 MPLS 기반 VPN은 차세대 MVPN의 기반으로 사용됩니다. 자동 검색된 경로 정보는 멀티캐스트 VPN(MCAST-VPN)에 대한 MBGP NLRI(Network Layer Reachability Information) 업데이트에서 수행됩니다. 이러한 MCAST-VPN NLRI는 IPv4 경로와 동일한 방식으로 처리됩니다. 경로 식별자는 네트워크에서 서로 다른 VPN을 구별하는 데 사용됩니다. 이러한 NLRI는 IPv4 유니캐스트 경로와 마찬가지로 경로 대상 확장 커뮤니티를 기반으로 가져오고 내보낼 수 있습니다. 즉, 기존 BGP 메커니즘은 멀티캐스트를 직접 요구하지 않고 공급자 백본에서 멀티캐스트 정보를 배포하는 데 사용됩니다.

예를 들어, 소스 고유 멀티캐스트(SSM) 모드에서 프로토콜 독립 멀티캐스트(PIM) 스파스 모드를 실행 중인 고객이 있다고 가정해 보겠습니다. 소스 트리 조인 고객 멀티캐스트(c-멀티캐스트) 경로만 필요합니다. (ASM(anysource multicast) 모드의 PIM sparse 모드는 SSM 모드에 대한 몇 가지 개선 사항을 통해 지원될 수 있습니다.)

특정 멀티캐스트 소스 S를 전달하는 고객 멀티캐스트 경로는 동일한 MVPN이라도 소스 S가 포함된 사이트에 연결된 PE 라우터의 VPN 라우팅 및 포워딩(VRF) 테이블로만 가져와야 하며 다른 VRF로는 가져오지 않아야 합니다. 이를 위해 특정 PE의 각 VRF에는 고유한 VRF 경로 가져오기 확장 커뮤니티가 연결되어 있습니다. 이 커뮤니티는 PE 라우터의 IP 주소와 로컬 PE 번호로 구성됩니다. 특정 PE의 서로 다른 MVPN은 서로 다른 경로 가져오기를 가지며, 특정 MVPN의 경우 다른 PE 라우터의 VRF 인스턴스는 서로 다른 경로 가져오기를 갖습니다. 이 VRF 경로 가져오기는 자동 구성되며 사용자가 제어하지 않습니다.

또한 특정 MVPN 내의 모든 VRF에는 각 VRF에 대한 VRF 경로 가져오기에 대한 정보가 있습니다. 이는 VRF 경로 가져오기 확장 커뮤니티를 유니캐스트 VPN IPv4 경로로 "피기백"하여 수행됩니다. 멀티캐스트 소스 S를 전달하는 고객 멀티캐스트 경로를 소스 S가 포함된 사이트에 연결된 PE 라우터의 VRF로만 가져오도록 하려면 유니캐스트 VPN IPv4 경로를 S로 찾고 고객 멀티캐스트 경로의 경로 대상을 방금 찾은 VPN IPv4 경로가 전송하는 VRF 가져오기 경로로 설정해야 합니다.

MBGP 기반 MVPN에서 고객 멀티캐스트 경로를 생성하는 프로세스는 그림 1에 나와 있습니다.

그림에서 MVPN에는 3개의 수신기 사이트(R1, R2, R3)와 1개의 소스 사이트(S)가 있습니다. 사이트 라우터는 4개의 PE 라우터에 연결되며 PIM은 PE 라우터와 사이트 라우터 사이에서 실행됩니다. 그러나 BGP(Border Gateway Protocol)만 프로바이더 네트워크의 PE 라우터 간에 실행됩니다.

라우터 PE-1이 사이트 라우터 R1로부터 (S,G)에 대한 PIM 가입 메시지를 수신하면, 이는 사이트 R1이 주어진 소스 및 멀티캐스트 그룹(S,G) 조합에 대해 하나 이상의 수신기를 가지고 있음을 의미합니다. 이 경우, 라우터 PE-1은 다음 세 가지 작업을 수행한 후 고객 멀티캐스트 경로를 구성하고 생성합니다.

1. 소스 S에 대한 유니캐스트 VPN IPv4 라우터 찾기

2. 이 경로에서 경로 식별자 및 VRF 경로 가져오기를 추출합니다

3. PIM 조인의 (S,G) 정보를 넣고, VPN IPv4 경로에서 라우터 구분자를, VPN IPv4 경로의 VRF 경로 가져오기에서 경로 대상을 MBGP 업데이트에 넣습니다

업데이트는 라우터 리플렉터와 같은 일반 BGP 메커니즘을 통해 VPN을 중심으로 배포됩니다.

소스 사이트 S가 MBGP 정보를 수신하면 어떤 일이 발생하는지 그림 2에 나와 있습니다. 그림에서 고객 멀티캐스트 경로 정보는 BGP 경로 리플렉터에 의해 MBGP 업데이트로 배포됩니다.

그러면 공급자 라우터 PE-4는 다음을 수행합니다.

1. PE 라우터에 의해 시작되고 경로 리플렉터에 의해 어그리게이션된 고객 멀티캐스트 경로를 수신합니다.

2. 올바른 MVPN을 위해 VRF에 고객 멀티캐스트 경로를 수락합니다(VRF 경로 가져오기가 고객 멀티캐스트 경로 정보에 전달된 경로 대상과 일치하기 때문).

3. VRF에서 적절한(S, G) 상태를 생성하고 PIM을 사용하여 소스 사이트 S의 고객 라우터에 정보를 전파합니다.