Descripción del Controlador NorthStar
El controlador NorthStar de Juniper Networks es un controlador SDN que permite la visibilidad granular y el control de 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 un monitoreo proactivo, planificación y enrutamiento explícito de grandes cargas de tráfico de forma dinámica en función de las limitaciones definidas por el usuario.
El controlador NorthStar proporciona 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
Análisis integral de la planificación, la capacidad y la topología de la red
Capacidad para abordar la optimización multicapa con múltiples restricciones definidas por el usuario
Orden y sincronización específicos de rutas señalizadas a través de elementos de red enrutados
Vista global del estado de la red para monitoreo, administración y planificación proactiva
Capacidad de recibir una vista abstracta de una red de transporte subyacente y utilizar la información para ampliar 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 instancias 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 Junos (Junos OS) que admite 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 el LSP.
NorthStar soporta funciones relacionadas con LSPs y enlaces 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 secciones siguientes se describen la arquitectura, los componentes y la funcionalidad del controlador NorthStar:
Arquitectura y componentes
Basado en la arquitectura del elemento de cálculo de ruta (PCE) tal como se define en RFC 5440, el controlador NorthStar proporciona un PCE con estado que calcula las rutas o rutas de red en función de 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 etiquetas (LSP) del 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 red y la ruta de LSP y comunicarse con los PCC. La entidad PCE en el controlador NorthStar calcula rutas en la red en nombre de los PCC, que solicitan servicios de cálculo de ruta. 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 cómputo de rutas LSP en línea y fuera de línea
Activa el redireccionamiento de LSP cuando es necesario reoptimizar la red
Cambia el ancho de banda de LSP cuando una aplicación exige un aumento del ancho de banda
Modifica otros atributos de LSP en el enrutador, como el objeto de ruta explícito (ERO), la prioridad de configuración y la prioridad de retención
Una sesión de PCEP basada en TCP conecta un PCC a un PCE externo. El PCC inicia la sesión de PCEP y permanece conectado al PCE durante la sesión de PCEP. Durante la sesión de PCEP, el PCC solicita parámetros LSP del PCE con estado. Cuando se reciben uno o más parámetros LSP del PCE, el PCC vuelve a enviar señales al LSP 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 las siguientes:
Sincronización del estado del túnel LSP entre un PCC y un PCE con estado: cuando se detecta una conexión PCE con estado activa, el PCC sincroniza un estado de LSP con el PCE. PCEP permite una sincronización rápida y oportuna del estado de LSP con el PCE.
Delegación del control sobre los túneles de LSP a un PCE con estado: un PCE con estado activo controla uno o más atributos de LSP para las rutas de cálculo, 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 de PCEP: un PCE con estado activo modifica uno o más atributos de 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 el LSP en la ruta especificada.
Interacción entre el PCC y el PCE
Para el controlador NorthStar, el PCC se ejecuta en un nuevo demonio de Junos OS, el proceso de cliente de cálculo de ruta (PCCD), que interactúa con el PCE y con el proceso de protocolo de enrutamiento (RPD) a través de un mecanismo IPC interno de Junos OS. La Figura 1 muestra la interacción entre PCE, PCCD y RPD.
El PCCD es apátrida, 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 regresa del PCE y luego 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 de nuevo hasta que se reenruta el LSP (cuando se cambia la configuración del LSP o se produce un error en el LSP).
Aprovisionamiento de rutas dinámicas
Para proporcionar un aprovisionamiento de ruta dinámica, cada enrutador de borde de etiqueta de entrada (LER) debe configurarse como un cliente de cálculo de ruta (PCC). A través de 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 de LSP y el aprovisionamiento de LSP dependen del estado de conexión TCP/PCEP. Si la conexión TCP se cae como resultado de fallas de conexión o falla de PCC, el controlador NorthStar espera aproximadamente 60 segundos para que se vuelva a conectar el PCC y, a continuación, elimina el estado LSP.