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借助 SMET 协助复制

 

到目前为止的多播

让’我们快速重新利用本书前面介绍的不同功能，在 AR + SMET 上提供本章节的上下文：

  • 未优化的多播：这是最简单的情况，在此情况下，多播流量会淹没在任何位置（用于访问和对核心中的所有 Pe）。

  • 辅助复制：这种情况下，将复制负载从叶设备传输到复制器设备。在这种情况下，也会将流量淹没到所有接入接口和核心中的所有 EVPN Pe;只有复制负载从叶传输到复制器，而副本则会将流量泛滥到所有 Pe。

  • IGMP 侦听和选择性（SMET）转发：在这种情况下，我们在 VLAN 上启用了 IGMP 侦听，因为在此类访问接口上只会转发对组有侦听者感兴趣的信息流。此外，仅将流量转发给核心中的 EVPN Pe，在此方案中具有侦听者感兴趣（在类型为– 6）的情况下复制负载面向 EVPN 核心，但由于选择转发显著降低，仍在叶上。

AR + SMET

在具有多个叶设备和大量多播流量的数据中心阵列中，将 IGMP 侦听、选择性（SMET）转发和 AR 功能组合在一起，以节省核心接入带宽，同时从叶设备传输复制负载可能会有效。也就是说，好的做法是在结构中配置 AR 和 IGMP 侦听，以获得最佳的优势。这通常称为 AR + SMET。

通过此方案，将在叶、LS 和 BL 设备上启用 AR 和 IGMP 侦听。叶设备和 BL 设备将具有 AR 的角色，而 LS-1 设备将配置为 AR-复制器角色。

为了让 AR 复制器在核心中帮助优化转发，它们将通过 EVPN 网络启用。因此，这些设备会发起并处理 EVPN NLRI 路由。

AR+SMET Roles and Configuration

此方案中的叶和 BL 设备配置如下：

  • 访问接口的 IGMP 侦听：只有在组有侦听方感兴趣的接入接口上才会转发信息流。（IGMP 报告）

  • 选择性（SMET）转发：信息流仅转发给那些为类型为-6 和 PIM 设备的组表示侦听器兴趣的 EVPN Pe。

  • AR 叶角色：基于 AR 叶角色的树叶仅将信息流发送至复制器。枝叶上配置了 AR 叶。

此方案中的 LS 设备配置如下：

  • EVPN 系列：在前面的章节中，精益主干设备参与了底层。在Assisted Replication章节中，瘦设备参与 EVPN，以便发起类型 3 AR 和红外 NLRI 路由并构建提供商通道。在这种情况下，还需要启用 EVPN 系列。此外，通过 IGMP 侦听，从枝叶接收的类型6路由将被处理为构建下一跳跃（石油），只有有兴趣的监听器。

  • AR-复制器：以帮助将负载从叶设备传输到 AR-R。在 LS 设备上启用了复制器配置。

  • 选择性（SMET）转发：复制器设备仅将信息流转发至表示为侦听者兴趣的 EVPN Pe。这可通过对 Vlan 配置 IGMP 侦听来实现。

  • 增强的 AR 模式：AR 设备不能保留传入数据包的源 IP 时，必须确保数据包不会发送至产生信息流的 PE 的多宿主对等方。请参阅Assisted Replication章节的多宿主环境中的辅助复制一节。

这也与 SMET 相关。例如，当我们拥有 AR plus SMET 时，叶设备应将数据包转发至其多宿主对等方，而 AR 应跳过向发起信息流的 PE 的多宿主对等方的转发。此外，由于 SMET 转发，叶节点应仅在侦听器对组感兴趣时才将信息流发送至多宿主 Pe。

功能汇总配置：

  • BL 和叶设备：IGMP 侦听 + AR 叶角色

  • LS 设备：IGMP 侦听 + AR 复制器角色

AR + SMET 过程

考虑Figure 1，侦听器在叶和叶端后面出现 group G1 的情况。叶和叶片-5 向组 G1 发送类型6路由。此类型-6 由所有 EVPN 的 Pe 接收。叶-1 和 AR-复制器为该组 G1 构建 SMET 转发状态，并在石油中单独使用相关枝叶。

Figure 1: AR Plus SMET AR + SMET
AR Plus SMET AR + SMET

总体目标是从叶片1之后的信息流只能转发到叶和叶片-5。此外，叶级-1 仅将流量的一份副本发送至 AR-R1，将 AR-R1 复制到叶和叶片-5。

基于 SMET 转发原则的叶-1 为组 G 添加了油，因为对 group G1 具有远程监听器兴趣。由于叶片-1 是 AR-叶，因此它在石油中仅添加了 AR-R1。基于 SMET 转发原则的 AR-R1 为组 G 添加带叶和叶片的油。

叶级-1 向 AR-1 发送一份副本，而这种复制则由 AR-1 复制到仅限叶和树叶。流量不会发送到叶设备（叶、叶-4、叶-6、叶-200），因此可以节省核心带宽、复制和处理负载。

AR Plus SMET Enhanced Mode Procedures

增强模式下的 AR plus SMET 的过程与本章前面所述的步骤类似，因为 AR 不能保留从叶-1 到枝叶的传入数据包的 Src IP，则 AR 会跳过复制到所有多宿主到叶-1 的所有。为了能够保持本地偏向的行为不变，叶级入口将数据包复制到叶-2。

Figure 2: AR Plus SMET 增强模式
AR Plus SMET 增强模式

主机-3、主机4、Host-6 和 Host 7 具有侦听器权益。我们可以看到 Host-3 和 Host-4 位于叶之后，这是一个多宿主到树叶-1。此外，Host-3 的报告将使用EVPN Intra-Multicast Optimization with Multihoming的类型 7/8 原则同步。

现在，叶片-1 从叶-2、叶-4 和树叶-5 接收了类型6。由于叶片-1 被配置为 AR 叶，也已推导出从多宿主到树叶，它会将一个副本发送至 ar-R1 上的后端通道，并通过红外通道将一份复制到叶-2。此外，由于信息流来自接入接口，叶-1 由于（SRC-LOCAL-偏向）而将流量转发到 Host 3。

由于数据包从多主机对等方（VTEP IP）到达，因此从叶-1 接收数据包时，叶-2 不会转发到 Host-3 （ DST-本地偏向） 。但是，叶级-2 将流量转发到 Host 4，因为它是单穴接口（SH-FWD）。

AR + SMET 优势图示

假设’在 DC 结构中有200枝叶的情况。20组 G1 有大量的多播流量，每个组的流量速率为 1 Mbps。每个组感兴趣的结构中有10个枝叶。让’我们来表征每种机制的行为。

结构中的枝叶数：N = 200

组数量：G = 20

流量率：R = 1 Mbps

对流量感兴趣的枝叶数量：T = 10

Non-optimized Multicast

核心带宽消耗：

（N * G * R） = （200 * 20 * 1） = 4000 Mbps

托管源的叶节点上的复制负载：

（N * G） = 200 * 20 = 4000 倍

叶和精益主干之间的链路带宽消耗：

（N * G * R） = （200 * 20 * 1） = 4000 Mbps

Assisted Replication (AR):

核心带宽消耗：

（N * G * R） = （200 * 20 * 1） = 4000 Mbps

托管源的叶节点上的复制负载：

（1 * G） = 1 * 20 = 20 倍

叶和精益主干之间的链路带宽消耗：

（1 * G * R） = （1 * 20 * 1） = 20 Mbps

Optimized Multicast (SMET Forwarding) without AR

核心带宽消耗：

（T * G * R） = （10 * 20 * 1） = 200 Mbps

托管源的叶节点上的复制负载：

（T * G） = 10 * 20 = 200 倍

叶和精益主干之间的链路带宽消耗：

（T * G * R） = （10 * 20 * 1） = 200 Mbps

AR + SMET

核心带宽消耗：

（T * G * R） = （10 * 20 * 1） = 200 Mbps

从 access 接收的每个数据包在叶片上复制负载：

（1 * G） = 1 * 20 = 20 倍

叶和精益主干之间的链路带宽消耗：

（1 * G * R） = （1 * 20 * 1） = 20 Mbps

您可以看到，借助 AR + SMET，总的核心带宽消耗大大减少。此外，树叶和精益主干设备之间的链路利用率大大减少，而叶上的复制负载则减少。

结构中的 TORs 数：N = 200

组数量：G = 20

对结构感兴趣的 TORs 数量：T = 10

流量率：R = 1 Mbps

VLAN 内部多播

未优化的多播

AR

SMET

AR + SMET

收益因素：AR + SMET vis-à-vis 未优化

核心带宽占用（以 Mbps 为单位）

4000

4000

200

200

20

托管源的 TOR 上的复制负载

4000

20

200

20

200

TOR 与精益主干之间的链路带宽消耗（以 Mbps 为单位）

4000

20

200

20

200

通过这种情况，我们实现了优化多播的目标，以及从叶到 AR-R 的复制负载传输，如Figure 3

Figure 3: VLAN 内多播优势说明
VLAN 内多播优势说明

迄今为止所述的优化适用于单 VLAN。当我们访问 VLAN 间路由/和转发时，所有这些优化都将在显著降低整体流量的同时发挥重要作用。

本章总结

本章探讨了 AR + SMET 以及相同的过程。它解决了 AR 与 SMET 和 IGMP 窥探的结合，显著降低了核心带宽利用率、叶与精益主干之间的链路带宽利用率、叶节点上的复制负载，以及从不必要的信息流加载枝叶的处理负载。我们考虑到了典型用例，计算了不同设备上的流量利用率和复制负载，以便在统一部署时感激这些优化技术的优势。

配置

Figure 4展示了我们的参考拓扑。

Figure 4: 参考拓扑
参考拓扑

现在，’让我们来了解一下 AR 的使用如何进一步优化我们的已启用 IGMP 窥探的网络。

配置详细信息

让’我们打开 EVPN PE 的 AR。

我们将所有现有的 IGMP 侦听启用 EVPN Pe （叶-1 到叶-4、BL-1 和 BL-2）配置为 AR 叶（AR）设备，并将 erstwhile “精益”主干 PE 设置配置为 EVPN pe，并将其用作网络的 AR 复制器（ar-复制器）设备。

Configuring the EVPN overlay on SPINE-1

将此配置复制并粘贴到主干-1 上。

在叠加中配置路由的 BGP：

配置客户 Vlan：

配置 EVPN 以扩展客户 Vlan：

在客户 Vlan 上配置 IGMP 侦听：

Configuring the EVPN Overlay on SPINE-2

在主干2上复制并粘贴以下配置。

在叠加中配置路由的 BGP：

配置客户 Vlan：

配置 EVPN 以扩展客户 Vlan：

在客户 Vlan 上配置 IGMP 侦听：

Configuring Spine PEs as Overlay BGP Neighbors on the LEAF and Border-LEAF PEs

将以下配置复制并粘贴到以下设备上：

叶-1、叶-2、叶、叶-4、BL-1、BL

Configuring LEAF and Border-LEAFPEs as AR-LEAF

将以下配置复制并粘贴到以下设备上：

叶-1、叶-2、叶、叶-4、BL-1、BL

Configuring SPINE-1 as AR-Replicator

在主干-1 上复制并粘贴以下配置。

在主干-1 上配置辅助回传地址：

使用辅助回传 IP 作为 AR 复制器 IP 配置 AR 复制器：

Configuring SPINE-2 as AR-Replicator

在主干2上复制并粘贴以下配置。

在主干2上配置辅助回传地址：

使用辅助回传 IP 作为 AR 复制器 IP 配置 AR 复制器：

流量验证

在EVPN Intra-Multicast Optimization with Multihoming章节中，我们在 host-6 和 host-3 上启动了来自 host 1 和已启动接收器的流量。现在已启用 AR，让我们’来了解网络中的信息流转发如何发生变化。

在中的 RT 统计Figure 5信息中，您可以看到，Host-1 在 10 pps 发送的流量继续由感兴趣的单穴接收器、Host-6、有兴趣的多主机接收器 host-3 和 VLAN-101 中的传统设备（host-7）接收。

Figure 5: RT 统计
RT 统计

什么是变化？让’我们再次看一下叶-1。

Multicast Traffic Outputs - LEAF-1

就像以前一样，负载平衡多播流量到达接入接口上，ae0 在叶片上，并转发到其访问接口的 ae 1.0 上，在该界面上已了解 IGMP 报告。

但核心方面已发生变化。与以往不同，叶级1仅将数据包的两个副本发送给核心，从而减少了叶级上的复制负载，同时还节省了树叶和主干之间的物理链路带宽。

在我们的主干-2 中，多播流量发送至其中一个 AR 复制器主干。请注意，此信息流将发送到主干-2 （104.104.104.114）的 AR-IP。

此外，还会在 VTEP 向多主页对等 PE （106.106.106.106）发送流量：

Multicast Traffic Outputs - SPINE-2

由 vtep 在 AR-1 上的 ar 复制器之间平衡的多播流量负载，由32782：

主干2选择性地将此信息流复制到感兴趣的 AR 叶 Pe。信息流在 VTEPs 上转发到边缘叶 Pe （101.101.101.101 和102.102.102.102），并在 VTEP 到叶（109.109.109.109）。

该信息流也在 VTEP 发送到有兴趣接收方且不是源 PE 的多宿主（108.108.108.108）的叶-4 （叶-1）：

Multicast Traffic Outputs – LEAF-2, LEAF-4, LEAF-5, BL-1 and BL-2

这些设备上的流量转发行为没有变化，但对于从树叶-1 继续接收 VTEP 的叶片，所有其他设备都将从主干-2 （104.104.104.104）接收该 VTEP 上的流量。

因此，为了简洁起见，输出被省略。

详细的控制平面验证

为简洁起见，我们将重点介绍有关我们的 ar-叶验证和主干-2 （适用于下面的 AR 复制器验证）的叶-1。其他 AR 枝叶和 AR 复制器 Pe 的状态将与此类似。

Verification of base EVPN Assisted-Replication State

验证 AR-R 主干2是否已设置对应于每个远程 PE 的 AR 隧道，以便使用 AR IP 接收其发送的流量。

对于每个 AR 隧道，都可以在输出（局部偏置逻辑接口…）中看到对应于 VTEPs 的常规远程，其中源 PE 为多宿主，而常规远程 VTEP 与源 pe 本身对应。此信息由 AR 使用，以避免将来自此源 PE 的流量从 AR 上复制到源 PE 的多宿主对等方或源 PE 本身：

验证 AR-R EVPN Pe （主干-1 和主干）通告一种复制器-1R 类型3路由，并将起始路由器’的 IP 地址设置为各自的 AR-IPs。

此路由中的 PMSI 隧道属性（PTA）应将隧道类型设置为 AR-Replication，并将 PTA 设置的 flags 字段中的2位类型字段表示为 AR-复制器（01）。

路由还携带多播标记扩展社区。除了“IGMP 代理支持”位，此路由还设置了扩展 MH-AR 位：

在所有 EVPN Pe 上均可看到类似输出。

验证 AR-叶 EVPN Pe （叶-1、叶、叶、叶片、叶片-1 和上边框-2）通告其常规类型3路由的正常的情况。但是，此路由中 PMSI 通道属性（PTA）的 flags 字段中的2位类型字段必须设置为将 AR 角色表示为 AR-叶（01）：

可在所有 AR 叶 EVPN Pe 上看到类似输出。

验证 AR 叶片叶级-1 是否已将 VTEPs 设置为使用其公布的 AR-IP 将流量发送至 AR-R Pe、主干位和主干2：

Verification of EVPN Assisted-Replication State with Snooping

验证叶级-1 是否已获知主干-1 （AR IP 103.103.103.113）和主干-2 （AR-IP 104.104.104.114）作为 AR 复制程序：

验证叶级-1 是否已将叶级（106.106.106.106）添加到其应继续从叶级复制的多主机对等方 Pe 列表中：

Verification of Multicast Forwarding State

验证在叶片-1 上，组的 EVPN 核心下一跳跃225.1.1.1 现在仅包含对 AR-R Pe 的负载平衡和 VTEP 到多宿主对等 PE，叶-2 （VTEP 32769）：

验证为 group 225.1.1.1 创建的多播转发状态现在是否已更新为包括新的 EVPN core-上一跃点，上面所见即：