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辅助复制

 

EVPN Intra-VLAN Multicast Without Optimization一章,我们探索了用于多播数据转发的不同过程,如入口复制、DF/NDF 转发和本地偏向规则。

通常,数据中心有多个架顶(TOR/树叶)交换机(顺序为几百),其端口密度较少,转发/处理能力较少,成本较低。例如,QFX5110 是一台设备,正好适合叶角色。

此外,数据中心物理拓扑的外观类似Figure 1于以下组件:

  • 叶层:有几个枝叶(QFX 5110s)连接到 VM 主机、裸机服务器(BMS)等。

  • 边框叶:有两个叶设备称为边界叶(BL)设备(QFX10K-12C-DWDM),用于将 DC 结构通过网关(MX-GW)连接到外部世界。

  • 精益主干:有几个精益主干设备(LS)(QFX10K-12C-DWDM)用于物理互连参与的 EVPN 设备。这些精益主干设备仅用作物理互连,不承载任何接入接口,通常不参与 EVPN 叠加。它们是 BGP 底层的一部分。

Figure 1: 典型数据中心物理拓扑
典型数据中心物理拓扑

入口复制特征和挑战

当多播源为不同流量发送信息流时,例如,对于 IPTV 应用程序,流量率通常非常高(按流的4Mbps 顺序排列,例如 HD 流)。当此类流量到达叶-1 时,叶-1 应将流量复制到结构中的所有其他 Pe。为此,每个数据包叶-1 在访问接口上接收,它都将每个远程 PE 复制一个副本并将其发送到 EVPN 核心, Figure 2如中所示。

Figure 2: 底层中的入口复制信息流
底层中的入口复制信息流

例如,1000的每流速率为 4 Mbps,结构中有200个 Pe,叶-1 发出(1000 * 200 * 4 Mbps = 800Gbps)。这里出现两种情况。

由于叶片-1 是容量较少的设备,因此需要为 incom 繁重的信息流制作200个副本(每个 PE 一个)。这可能会 melt 入口。

尽管叠加流量是 800 Gbps 分布到 200 Pe (逻辑拓扑中的每个 PE 4 Gbps),但叶级-1 在叶和 LS-1 之间的物理链路上发送了所有 800 Gbps 流量。此后,LS-1 会将这些数据包以每个 4 Gbps 的速度转发给其他每个 Pe。从 LS-1 到叶3之间的链路,让’我们来说,4Gbps,这是预期的,不是问题。但是,叶与 LS-1 之间的链路严重过度,不留出其他应用程序和潜在流量下降的空间。

我们刚才已通过一个多播源展示了这种情况。如果在其他枝叶后面有多个源以较高的速率发送流量,则许多枝叶将受到影响,因为从叶到 LS 的链路也会降至扼

辅助复制

使用以上情景时,让’我们研究能否采取措施缓解以下问题:(i)无法将叶级-1 复制到多个 pe,并以高速率传输流量,(ii)在片1和 LS-1 之间的链路使用,因为该链路必须携带发往底层中所有 pe 的数据包。

’如果 LS-1 (通常是高端设备)不是很好,则可以‘协助’复制到其他 pe?是。如果 LS-1 可帮助叶-1 在将复制加载至其他 Pe,则会解决上述问题。如何实现?

让’我们来说,树叶-1 只向 LS-1 发送一份数据包副本,ls-1 接管复制的角色,并复制到结构中的其他 EVPN 设备上。叶级只需要将一个数据包发送到 LS-1,因此在树叶-1 和 LS 1 之间的链路上流动的数据包数量的复制负载将降低一倍200。

当然,LS-1 应具有‘帮助’此类复制的功能和配置。此外,LS-1 应与其他 EVPN 设备和其他设备交换此功能,以将复制的责任转移到 LS-1。流量应在哪些通道上转发也将协调。

Figure 3: 底层中的辅助复制信息流
底层中的辅助复制信息流

输入辅助复制。在本章中,我们介绍了辅助复制(AR)、其特性以及在降低负载和复杂性的表中带来的优势。在后面的章节中,一旦推出了经过优化的多播,我们还应探讨 AR 如何与优化的多播结合使用,从而有效地使 DC 结构以巧妙的方式运行以实现多播流量。

An Important Thing to Note

AR 功能是可选的。说来,这并不是必须部署 AR 来优化多强制转换流量(讨论了后续章节)。一些客户确保先在结构中优化多播信息流,然后继续解决负载和链路带宽利用的问题。但是,出于理论原因,AR 在分步了解 EVPN 多路广播的不同机制方面符合本章节的需求。

构建辅助复制块

结构中有三个 AR 解决方案组件,如中Figure 4所示:

  • AR 的角色

  • AR-复制器的作用

  • RNVE (常规网络虚拟化设备)的角色:不支持 AR 功能的设备

Figure 4: 辅助复制角色
辅助复制角色

我们拓扑中的 AR 叶将为枝叶,而 AR 复制器角色将为 LS-1 和 LS-2。LS-1 和 LS-2 (在 AR 之前)参与结构的底层构建。借助 AR,这些设备也将在叠加中执行 AR 复制器附加角色。通过这种方式,不会再引入硬件,现有设备将用于解决前面所述的两个硬入口复制问题

叶-1、叶、叶和叶-4 配置为 AR-叶。(AR-L)

BL-1 和 BL 也配置为 AR 叶。

AR-R1 和 AR-R2 配置为 AR-复制器。

(AR-R)叶端上没有 AR 配置。这使得 RNVE。

交换结构中的辅助复制要求

EVPN Pe 应使用特定的 AR 角色指定,方法是配置(AR-叶/复制程序)或缺乏此设置。(RNVE)

EVPN 设备应能够检测其他 AR 设备及其角色的存在。

可支持 AR 的设备(因此,AR-枝叶和 AR 复制)应适应 RNVE 设备(因此,不支持 AR 的设备)。

AR-叶的 Pe 应能够将 AR 隧道构建到 AR 复制,以便将多播流量发送至 AR 复制。

AR 复制器 Pe 应能够使用现有红外隧道将复制的多播流量发送至其他 AR 叶设备和 RNVEs。

AR-叶片和 AR 复制人员应能够使用现有 IR 隧道来接收来自 RNVEs 的流量。

确保 EVPN 多宿主行为和转发使用 IR 进行奇偶校验。

应该有规定支持多个 AR 复制器角色,以便复制的负载平衡。AR-叶设备应能够在多个 AR 复制器设备之间进行负载平衡。在典型客户部署中,结构中会有两个或四个 AR 复制器可实现负载平衡和弹性。

在结构中为辅助复制建立通道

AR-R1 和 AR-R2 是通过复制器进行的,除了今天的通用红外类型外,还会公布 AR 3 类路由。AR 类型-3 路由参数用于构建从 AR 到 AR 复制器的 ar 隧道。

枝叶1-4 是 AR-枝叶,在接收来自 AR-R1 和 AR-R2 的 AR-1 路由时,可推断出复制程序是否存在,并将 AR 通道构建给复制商。

AR 可检测多个复制器,具体取决于它们在其 AR 隧道中构建负载平衡功能的方式。因此,某些流将发送至 AR-R1 以进行复制,另一些则为 AR-R2。

AR 叶和 AR 复制和 RNVE 基于现有类型3路由构建红外隧道。

由于以下两个原因,AR 叶和 AR-复制器保持彼此的红外隧道:(1)用于接收来自 AR 的复制流量的叶,如果为此,则为(2),以便在 AR 通道因任何原因而发生故障时回退到 IR

辅助复制流量转发规则

Assisted Replication Traffic Forwarding with Traffic Arriving From Behind AR-LEAF

当叶级接入接口上的流到达的多播流量时,叶级1将流量发送至其中一个复制器,例如 AR-R1。叶级-1 仅将此信息流的一个副本发送至 AR-R1 上的 AR。

AR-R1 在接收到 AR 通道上的流量时,会将此数据包复制到其他 AR-枝叶、其他 ARs 和 RNVEs、(、BL-1、BL-2)、(AR-2)和(叶-5)。复制的信息流将发送至 IR 通道上的 AR-枝叶和 RNVEs。

接收 Pe 在其现有红外通道中获取此复制流量。因此,该行为与现有红外隧道相同。因此,它们会接收红外通道上的多点传送流量并转发到接入接口。

Assisted Replication Traffic Forwarding with Traffic Arriving From Behind RNVE

当多播流量到达 RNVE (叶-5)接入接口时,RNVE 本身将复制每个流量并发送到红外通道上所有其他枝叶、ARs 和 BLs (经典入口复制)的一个副本。请记住,RNVE 上没有 ar 配置或 ar 通道

在从 RNVE 接收此流量时,AR 复制程序不应进一步复制以确保不发生重复。AR 复制器如何能够区分哪些流量要复制(从 AR 中),哪些流量不会复制(从 RNVE 后)?AR-1 通过检查流量到达的通道类型来对此进行数字输出。因此,如果流量到达 AR 通道,则会复制到其他 Pe,如果到达 IR 通道,则不会复制。

基数 AR/红外通道转发规则摘要

AR-Replicator

  • 在 AR 上,如果流量到达 AR 通道,则复制:

    • 将复制的信息流发送至红外隧道上的叶、RNVE 和 AR

  • 在 AR 上,如果在红外通道上到达流量,则不会复制。

AR-LEAF

  • 在叶级上,用于访问流量,在 AR 通道上向 AR-R 发送一份副本

  • 叶-1 上到达了 IR 的信息流,在访问(现有行为)上正向。

  • RNVE: 现有红外转发和接收规则适用于

多宿主环境中的辅助复制

EVPN Multihoming Local Bias Refresher

在多主拓扑中,请重新访问EVPN Intra-VLAN Multicast Without Optimization章节’的 EVPN 多播转发覆盖范围。以下’是快速版本:’假设在中Figure 5,叶片-1 和叶-2 在 ESI-1 上是多主机,而在叶片-1 上的多播流量正在到达。当叶-1 入口将数据包复制到其多宿主对等叶-2 时,在 ESI-1 上不应转发叶-2,因为将发生重复/循环。叶级2在 ESI-1 上如何避免转发?

叶-2 查看数据包的来源 IP,并指出其来源于树叶-1。基于这种情况,在多宿主 ESIs (叶-1)上不转发树叶。在这种情况下,ESI-1。在其他单穴接口和其他 ESIs 上(叶-1 不是多宿主)转发树叶。

Assisted Replication In a Multihomed Environment – AR-R Should Retain the Src-IP of the Replicated Packet

在上述情况下,当我们在结构中引入 AR 时,我们需要小心处理 AR 复制和发送的数据包。也就是说,复制数据包的源 IP 应保留为叶-1 以使本地偏向正常工作,这一点至关重要。

Figure 5: 多宿主环境中的辅助复制
多宿主环境中的辅助复制

如果 AR-R 将其自己的 IP (AR-R-IP)设置为复制数据包的 Src IP,则树叶将在 ESI 上发送(因为叶-2 认为它是从 AR-R (核心)而不是从叶-1)发出的数据包。

如果发生这种情况,则叶级2处于一个位置,因为它无法真正判断此复制数据包是源自叶(多宿主)还是从叶-3 (非多宿主)发出。叶级将其视为来自核心的常规 BUM 数据包,并将其转发至 ESI (因为它是 ESI 的 DF),从而导致 MH-ESI 产生重复/循环。

AR 复制器不可能始终将传入数据包的 Src IP 保留到复制的数据包上(在某些平台上)。

AR 上的辅助复制功能是指在一个 VTEP (AR-隧道)上接收数据包,然后将其复制到中的其他 VTEPs (IR 通道)中。当 AR 设备在遵循传统转发过程的 VTEP 上复制和发送数据包时,AR 设备只能将自己的 IP (AR-R-IP)作为 Src IP 放置。

通常,当 PE 入口复制到达访问权限的信息流时,它将构建多个副本,并将外部 VXLAN 标头的 Src IP 作为自己的 IP 发送到远程 Pe。在 AR 之前,从未需要对到达核心的数据包进行转换,并使用保留的 Src IP 发送回核心。

总之,入口复制始终是从接入接口获取传入数据包,并将其复制到外部头中的核心标记自己的 Src IP。可能很难添加 addi 网络 tional 功能,以便能够从核心接口获取传入数据包并将其复制到核心接口本身,同时还要将 Src IP 标记为传入数据包’的 src ip。

Note

由于涉及特殊处理,这是唯一转发行为,有些平台没有保留叶-1 的 Src IP 的能力。

针对修复的增强的辅助复制过程

AR 提供了巨大的优势,在上述部分中介绍的某些平台的限制无法保留 Src IP,不应排除使用 AR。如果叶/复制器设备可以通过某种方式实现这种情况的合作和处理,则是值得的。幸运的是,这可以得到解决,称为增强型辅助复制

Capability Exchange

在其类型 3 AR 路由中,AR 复制器通告其通过扩展的社区值保留 Src IP 的能力。社区中的Base-AR模式值意味着‘,我可以保留叶级 IP’和社区中‘增强型 AR’模式的值, ‘因此我不能保留叶-1 的 src-ip。’

AR-R Capable of Retaining the Source-IP of LEAF-1

如果 AR 能够保留 Src IP,那么一切都是良好的。AR 将相应发送社区值,建议其处于基本 AR 模式。根据交换,AR 叶设备和 AR Replicatordevices 遵循前面在纯 vanilla AR 过程中描述的过程。我们也在多宿主方案中很好。

由于在从 ARR 接收数据包时在复制的数据包中保留叶-1 的源 IP,因此数据包的 Src IP 应为叶-1 的数据。因此,它在 ESI 上执行本地偏向和跳转。

AR-R Not Capable of Retaining the Source-IP of LEAF-1

如果 AR 不能保留 Src IP,则 AR-R 会设置社区值,建议将其放在增强型 AR 模式中。听到的 AR 设备此社区进入增强型 AR 模式。在这种增强型 AR 模式下,需要 AR 和 AR-L 的额外过程,如中Figure 6所示。

Figure 6: 增强 AR 模式
增强 AR 模式

Figure 6、Ar-R deduces 中,哪些 AR 叶 PE 在 VLAN 上是多宿主。此信息可供获取,并且可以从为 ESIs 通告的每个 EVI 的1类路由中推导出。MAC 别名已经使用此信息。

一旦 AR-R deduces 叶-1 和叶类为多宿主,当它接收来自叶的流量并复制到其他枝叶时,AR-R将复制的数据包仅发送到树叶,因此叶级对端方为多宿主。

由于 AR 已跳过发送至叶片2,因此应该有其他方法将该信息流发送至树叶-2。因此,叶级-1、AR 叶向复制器发送一份访问信息流,另一个副本与非红外通道独立的叶-2 副本。(在该 VLAN 的 MH 对等方)。这需要发送到树叶,因为叶-2 可能有需要发送此流量的其他单一宿主接口。

当叶片从叶-1 接收流量时,它将查看数据包的 Src IP,并执行所需的操作’(DST-本地偏向)。由于树叶-2 已直接从树叶-1 接收,因此它可以执行本地偏向,而不是在 ESI 链路上发送,但可以在单穴接口上转发。

通过这种方式,我们在多宿主场景中也处理了 AR 的优势,从而带来了这种好处。

整体辅助复制过程

AR-Replicator:

  • 在 AR 上,如果流量到达 AR 通道,则复制

    • 将复制的信息流发送至红外隧道上的叶、RNVE 和 AR

  • 如果在 IR 通道上到达流量,则在 AR-R 上,不复制

AR-LEAF可以:

  • 在叶-1 上,用于访问流量,在 AR 通道上向 AR-1 发送一份副本

    • 叶-1,在 IR 上到达的流量,接入时向前(现有行为)

  • RNVE: 现有红外转发和接收规则适用于

Enhanced-AR Additional Forwarding Rules, in Addition to Base-AR mode:

  • AR-R 跳过将复制的数据包发送至叶-2 的情况。

    • 叶级-1 仅对叶级进行额外复制,并通过红外通道发送。

本章总结

本章介绍了辅助复制、其优势、基本过程、EVPN MH 方案的平台限制以及检测和适应 it 的过程。

借助 AR,我们将复制的负载从低端叶设备传输到强大的 highend 复制器设备,从而有效减少叶上的复制负载,避免过度使用枝叶和精益主干之间的链路带宽。现有底层精益主干将执行复制器的附加角色。

在多宿主环境中,AR 有两种模式:基本和增强。我们在类型 3 AR 路由中有扩展型社区发生的功能交换。

在 Base-AR 模式中,叶的 Src IP 保留为传统本地偏向,多宿主过程自动工作,以确保原始叶的 Src IP 保留在 AR 中,因此不会发生重复。

在不保留叶的 Src IP 的增强 AR 模式下,将执行增强的 AR 过程,以确保不会发生重复。这是由 AR-R 向多穴对等方发送复制数据包,入口 PE 向 AR 发送一个副本,另一个副本只复制到多宿主对等方。

在后续章节中,’我们将探索优化多址广播的第一步。我们将从 ob 开始为接入端的流量提供服务,然后将其优化到核心流量的优化方式。

EVPN Base Configuration in DC Fabric Topology一章中的 EVPN 基本配置和EVPN Intra-VLAN Multicast Without Optimization一章,我们探索了在任何位置扩散多路广播流量。因此,流量将发送至所有出口的 Pe 和接入接口,并且出口 Pe 将发送至其访问接口。

如前所述,了解 AR 或其过程的概念并不是继续下一章中的不同多播优化的先决条件。随着我们引入优化的每个层面,我们将介绍它如何适合如果还部署了 AR 和优化。