Descripción del Controlador NorthStar
El Controlador NorthStar de Juniper Networks es un controlador SDN que permite la visibilidad detallada y el control de los túneles IP/MPLS en grandes redes empresariales y de proveedores de servicios. Los operadores de red pueden usar el Controlador NorthStar para optimizar su infraestructura de red a través de monitoreo proactivo, planificación y enrutamiento explícito de grandes cargas de tráfico dinámicamente y basado en limitaciones definidas por el usuario.
El Controlador NorthStar ofrece a los administradores de red una solución de ingeniería de tráfico potente y flexible con algunas características importantes:
-
Computación de rutas complejas entre dominios y optimización de red
-
Planificación integral de red, capacidad y análisis de topología
-
Capacidad para abordar la optimización de múltiples capas con múltiples restricciones definidas por el usuario
-
Orden y sincronización específicos de rutas señalizadas a través de elementos de red enrutados
-
Visión global del estado de la red para monitoreo, administración y planificación proactiva
-
Capacidad de recibir una vista abstraída de una red de transporte subyacente y utilizar la información para expandir sus aplicaciones centradas en paquetes
-
Clúster de alta disponibilidad (HA) activo/en espera
-
Monitoreo de sistemas y redes
El Controlador NorthStar se basa en el protocolo de elemento de cálculo de ruta (PCEP) para crear una instancia de una ruta entre los enrutadores PCC. La configuración de la ruta en sí se realiza a través de la señalización RSVP-TE, que está habilitada en la red y permite asignar etiquetas desde un enrutador de entrada al enrutador de salida. La señalización se activa mediante enrutadores de entrada en el núcleo de la red. El cliente PCE se ejecuta en los enrutadores mediante una versión del sistema operativo de Junos (Junos OS) que admita PCEP.
El Controlador NorthStar aprovisiona PCEP en todos los dispositivos PE (PCC) y utiliza PCEP para recuperar el estado actual de los túneles existentes (LSP) que se ejecutan en la red. Al proporcionar una vista del estado global de la red y la demanda de ancho de banda en la red, el Controlador NorthStar puede calcular rutas óptimas y proporcionar los atributos que el PCC utiliza para señalar al LSP.
NorthStar admite funciones relacionadas con LSP y vínculos para sistemas físicos y lógicos. Sin embargo, para los sistemas lógicos, las actualizaciones en tiempo real de la topología no son posibles porque no hay PCEP para los sistemas lógicos. En su lugar, puede realizar una recopilación periódica de Netconf para obtener información de topología lógica actualizada.
En las siguientes secciones se describen la arquitectura, los componentes y la funcionalidad del Controlador NorthStar:
Arquitectura y componentes
Con base en la arquitectura del elemento de cálculo de ruta (PCE) tal como se define en RFC 5440, el Controlador NorthStar proporciona un PCE de estado que calcula las rutas de red según un gráfico de red y aplica restricciones computacionales. Un cliente de cálculo de ruta (PCC) es una aplicación cliente que solicita al PCE que realice cálculos de ruta para las rutas externas conmutadas por etiqueta (LSP) de la PCC. El Protocolo de elemento de cálculo de ruta (PCEP) permite la comunicación entre un PCC y el Controlador NorthStar para aprender sobre el estado de la ruta de la red y del LSP, y comunicarse con los PCC. La entidad PCE en el Controlador NorthStar calcula las rutas en la red en nombre de los PCC, los cuales solicitan servicios de cálculo de rutas. Los PCC reciben y luego aplican las rutas en la red.
La implementación de PCE con estado en el Controlador NorthStar proporciona las siguientes funciones:
-
Permite el cálculo de rutas de LSP en línea y fuera de línea
-
Activa el reenrutamiento de LSP cuando es necesario reoptimizar la red
-
Cambia el ancho de banda del LSP cuando una aplicación exige un aumento del ancho de banda
-
Modifica otros atributos del LSP en el enrutador, como el objeto de ruta explícito (ERO), la prioridad de configuración y la prioridad de retención
Una sesión PCEP basada en TCP conecta un PCC a un PCE externo. El PCC inicia la sesión PCEP y permanece conectado al PCE mientras dure la sesión PCEP. Durante la sesión de PCEP, el PCC solicita parámetros LSP del PCE de estado. Cuando recibe uno o más parámetros de LSP del PCE, el PCC vuelve a señalar el LSP de TE. Cuando finaliza la sesión PCEP, la conexión TCP subyacente se cierra inmediatamente y el PCC intenta restablecer la sesión PCEP.
Las funciones de PCEP incluyen lo siguiente:
-
Sincronización del estado del túnel del LSP entre un PCC y un PCE con estado: cuando se detecta una conexión PCE con estado activo, un PCC sincroniza un estado del LSP con el PCE. PCEP permite una sincronización rápida y oportuna del estado del LSP con el PCE.
-
Delegación de control sobre túneles LSP a un PCE con estado: un PCE con estado activo controla uno o varios atributos de LSP para calcular rutas, como el ancho de banda, la ruta (ERO) y la prioridad (configuración y retención). PCEP permite dicha delegación de LSP.
-
Control PCE con estado de la temporización y la secuencia de cálculos de ruta dentro y entre sesiones PCEP: un PCE con estado activo modifica uno o más atributos del LSP, como el ancho de banda, la ruta (ERO) y la prioridad (configuración y retención). PCEP comunica estos nuevos atributos de LSP del PCE al PCC, después de lo cual el PCC vuelve a señalar al LSP en la ruta especificada.
Interacción entre el PCC y el PCE
Para el Controlador NorthStar, el PCC se ejecuta en un nuevo daemon de Junos OS, el Proceso de cliente de cálculo de ruta (PCCD), el cual interactúa con el PCE y con el Proceso de protocolo de enrutamiento (RPD) a través de un mecanismo interno de IPC de Junos OS. La Figura 1 muestra la interacción entre PCE, PCCD y RPD.
El PCCD no tiene estado, por lo que no mantiene ningún estado que no sean las solicitudes pendientes actuales y no recuerda ningún estado para los LSP establecidos. El PCCD solicita el estado después de que la respuesta regrese del PCE y, a continuación, reenvía la respuesta al RPD. Dado que el PCCD no tiene estado, el RPD solo necesita comunicarse con el PCCD cuando se crea el LSP por primera vez. Después de que el RPD recibe los resultados del PCCD, los resultados se almacenan (incluso en los reinicios de RPD) y el RPD no necesita comunicarse con el PCCD nuevamente hasta que se reenruta el LSP (cuando se cambia la configuración del LSP o se produce un error en el LSP).
Aprovisionamiento de ruta dinámica
Para proporcionar un aprovisionamiento de ruta dinámica, cada enrutador de borde de etiquetas de entrada (LER) debe configurarse como un cliente de cálculo de ruta (PCC). Mediante PCEP, cada PCC informa al Controlador NorthStar (servidor PCE) de forma asincrónica sobre el estado de los LSP, incluido el estado operativo del LSP, el estado de administración y los eventos de protección en uso. La actualización del estado del LSP y el aprovisionamiento del LSP dependen del estado de la conexión TCP/PCEP. Si la conexión TCP deja de funcionar debido a fallas de conexión o a un fallo de PCC, el Controlador NorthStar espera aproximadamente 60 segundos para la reconexión de PCC y, a continuación, elimina el estado del LSP.