1、MPLSVPN跨域实现方法及特点MPLS-VPN跨域实现方法及特点MPLS VPN跨域实现方法及特点随着ALLIP趋势的明朗,运营商建设统一的IP承载网已经势在必行,各种业务承载在一张IP网络上,为了保证不同业务的QOS水平,业务之间的有效隔离成为大家关注的一个焦点。MPLSVPN技术是当前发展最快、成熟度最高的技术之一,通过近几年在一定领域的部署实施,证明了该技术在运营商网络是切实可行的,是业务隔离的有效工具。目前在运营商网络部署实施的MPLSVPN大部分在在一个AS内,然而,实际部署的业务,如运营商内部的语音业务,企业客户的VPN专线业务,往往都是跨越多个AS,VPN如何有效跨越多个AS,
2、是目前需要关注和解决的问题。2.MPLSVPN跨域方法概述同在单个AS内建立VPN的过程一样,跨域VPN的建立过程也同样关注两个方面,一是VPN信息的传递方法,一是VPN隧道的建立方法,经过近几年的实践和快速发展,业界提出了几种VPN跨域方法,即OPTIONA/B/C三种,不同方法采用不同的VPN信息传递模式和VPN隧道构建方法,具有鲜明的特点和适合不同的应用场景。另外,MPLSVPN可以分为MPLS/BGP三层VPN和MPLSL2VPN,两种VPN都支持上述的三种跨域方法,采用相同的跨域理念,只不过MPLS/BGPVPN由于使用较早和部署较广,其对应的跨域方法已经标准化,MPLSL2VPN目
3、前在标准化进程上稍微落后,其对应的跨域标准还没有正式发布,但一些主流厂家对此已有部分或全部支持。3.MPLS/BGP跨域3.1OPTIONA跨域实现方法OPTIONA跨域也叫做背靠背跨域,即两个AS的边界路由器ASBR互相作为PE和CE,如上图所示,ASBR1作为AS1的PE设备,ASBR2在此看作ASBR1连接的CE设备,反之亦然。VPN信息传递同一AS的PE和ASBR之间通过正常的MBGP协议传递VPN路由信息,ASBR之间通过正常的PE和CE之间的路由传递方法传送VPN路由信息,如上图,VPNA2通过IGP协议把路由信息传递给PE2,PE2通过MBGP协议把VPNA2的信息传递给ASBR
4、2,ASBR2作为ASBR1的CE设备,通过IGP协议把VPNA2的信息传递给ASBR1,ASBR1再通过MBGP协议把VPNA2的信息传递给PE1,PE1再通过IGP协议把VPNA2的信息传递到VPNA1,至此,VPN信息传递完毕。VPN隧道构建在OPTIONA跨域方法中,VPN隧道构建比较简单,各个AS单独构建PE到ASBR的LSP双层隧道,内层标签代表VPN信息,外层标签代表到达VPN路由下一跳PE的公网标签,和在单个AS内LSP隧道的建立过程和方式一样,ASBR和ASBR之间通过裸IP转发,没有LSP隧道。特点ASBR需要处理VPN路由信息,并且需要配置VRF实例PE1,PE1再通过I
5、GP协议把私网信息传递给CE1,至此,CE1拥有到达CE2的路由信息。如果中间跨域多个AS,AS内部全部按照MP-IBGP协议传递,ASBR之间全部按照单跳的MP-EBGP传递。LSP隧道构建当使用BGP传递路由时,如果是EBGP传递,下一跳必定改变为自己,如果通过IBGP传递,下一跳可以改变为自己也可以不改变,另外,当采用MP-BGP传递VPN路由信息,下一跳更改时,那么就需要为VPN重新分配标签。如上图所示,在OPTIONB跨域中,ASBR2向ASBR1传递VPN路由时,下一跳必定改变为自己,同时ASBR2重新为VPN分配标签,ASBR1向PE1传递VPN路由信息时,分两种情况考虑,一是A
6、SBR1向PE1传递VPN路由信息时,下一跳改变为自己,一是ASBR1向PE1传递私网路由信息时,下一跳不改变,也就是下一跳仍然为ASBR2。在改变路由下一跳为ASBR1的情况下,ASBR1重新为VPN分配标签,VPN从PE1到达PE2的路径为PE1ASBR1ASBR2PE2,在AS1内,构建PE1到ASBR1的双层LSP隧道,内层为VPN标签(ASBR1分配的),外层为PE1到ASBR1的公网隧道,在ASBR之间构建单层LSP隧道,只携带VPN标签(ASBR2分配的),在AS2内构建双层LSP隧道,内层为VPN标签,PE2分配的,外层为ASBR2到PE2的公网隧道。在两个ASBR处由于VPN
7、标签都重新分配,所以最底层的标签在两个ASBR处都会有SWAP操作,也正是通过VPN标签的SWAP,把两个AS的VPN隧道连接起来。如果不改变VPN路由的下一跳,那么PE1接收的VPN路由的下一跳就是AS2域内的ASBR2,则VPN从PE1到PE2的路径为PE1ASBR2PE2,那么就需要构建一条从PE1一直到ASBR2的双层LSP隧道,内层为VPN标签(ASBR2分配的),外层为PE1到ASBR2的公网隧道,ASBR2到PE2也构建双层LSP隧道,内层为VPN标签(PE2分配的),外层为ASBR2到PE2的公网隧道。在这种情况下,ASBR2和ASBR1之间需要运行某种标签分发协议,目的是分发
8、ASBR2的公网标签,另外,在ASBR2处LSP的内外层标签都会进行SWAP操作,从而把两条LSP粘结成一个端到端的LSP隧道。特点ASBR需要处理VPN信息,但不需要配置VRF实例ASBR之间一条链路传递所有VPN信息根据不同的情况,ASBR之间构建单层或双层LSP隧道当VPN业务发展到一定阶段,ASBR之间的链路受限时,可以考虑OPTIONB跨域方法3.3OPTIONC跨域实现方法OPTIONC跨域也叫多跳MP-EBGP跨域,由于BGP只要能建立TCP连接,就能成为BGP邻居并传递路由信息,因此,OPTIONC通过多跳的MP-EBGP直接在源、宿端PE之间传递VPN路由信息,然后在源、宿端
9、PE之间构建LSP公网隧道。VPN信息传递OPTIONC跨域时VPN信息传递比较简单,即直接在源和宿端PE间通过多跳MP-EBGP传递,如上图,PE2和PE1之间建立多跳的MP-EBGP连接,VPN信息直接从PE2传递到PE1。LSP隧道构建从VPN信息传递的方式可以看出,VPN从PE1到PE2之间只有一跳,VPN的下一跳为PE2,PE2为VPN分配标签,并且一直不会改变。现在重要的是确定PE1到PE2的外层LSP怎样建立,首先,PE2和ASBR2在一个AS,通过IGP协议,ASBR2会有PE2的路由信息,通过正常的LDP协议,ASBR2和PE2会构建一个LSP隧道,ASBR1和PE2不在一个
10、AS,ASBR1没有PE2的路由信息,此时可以通过EBGP协议把PE2的路由信息传递给ASBR1,另外,对BGP协议进行扩展(RFC3107),让BGP在传递路由时同时分配标签,这样,ASBR1和ASBR2之间的LSP形成,并在ASBR2处形成标签SWAP,同样,ASBR1和PE1之间也通过扩展的IBGP传送PE2的路由信息,同时分配标签,并在ASBR1处形成标签SWAP,但这一段LSP的建立和ASBR之间LSP的建立不一样,ASBR之间是直连的,下一跳直接可达,PE1和ASBR1之间不是直连的,但PE1和ASBR1位于同一个AS,通过LDP可以构建一个LSP隧道,这样,在PE1到ASBR1之
11、间的LSP隧道最终包括三层标签,最底层VPN标签(PE2分配),中间一层为到PE2的标签(ASBR1通过扩展BGP分配),最外层为到ASBR1的标签(LDP分配),ASBR之间构建一个双层LSP隧道,底层为VPN标签(PE2分配),外层为到PE2的标签(ASBR2通过扩展BGP分配),ASBR2到PE2之间为双层LSP隧道,内层为VPN标签(PE2分配),外层为到PE2的标签(LDP分配)这三段隧道通过在ASBR处的标签SWAP粘结起来,最终形成端到端的LSP隧道。特点ASBR不需要处理VPN信息,最符合VPN的要求,即中间设备不感知VPN信息使用BGP扩展来传递公网标签在宿端AS之外的AS出
12、现三层标签的LSP隧道。当VPN业务大规模发展时,可以使用OPTIONC跨域方法3.4OPTIONA/B/C跨域方法对比项目方法OPTIONAOPTIONBOPTIONC备注ASBRVPN感知需要处理VPN信息,并配置VRF需要处理VPN信息,不配置VRF不感知VPN信息ASBR负载处理所有VPN信息,负载重处理所有VPN信息,负载重不处理VPN信息,负载轻链路每个VPN在ASBR之间占用一个链路一个链路一个链路跨域VPN传递ASBR通过IGP传递VPNASBR之间通过MP-EBGP传递VPN信息源、宿端PE直接通过MP-EBGP传递对接对接简单,ASBR互为PE、CE设备,IP对接当MP-I
13、BGP不改变下一跳为自己时,ASBR之间需要运行LDPASBR之间需要运行BGP扩展来传递公网标签除宿端AS外的其他AS内也要运行BGP扩展来传送公网标签隧道AS内部建立双层LSP,ASBR之间IP转发ASBR之间单层或ASBR到上游PE之间建立双层LSP宿端AS、ASBR之间建立双层LSP,其他AS建立三层LSP隧道1、维护2、简单3、复杂4、场景VPN数量少,业务开展早期VPN数量始终,ASBR之间链路受限,业务开展中期VPN数量大,业务大量开展时期4.L2VPN跨域L2VPN跨域理念和MPLS/BGP跨域理念类似,但L2VPN有一些自己不同的实现方法,下面主要就L2VPN跨域和MPLS/
14、BGP跨域的不同点进行说明。4.1传递VPN信息的协议不同我们知道,目前L2VPN的实现主要包括两种方式,即MARTINI和KOMPELLA,MARTINI通过扩展的远程LDP会话传送L2VPN信息,KOMPELLA通过扩展的MP-BGP来传递VPN信息。4.2传递VPN信息的内容不同L3VPN传递IP路由和VPN对应的标签,L2VPN不包括IP路由信息,它传递的主要是二层相关的信息,如MARTINIL2VPN传递VCID、二层接口信息以及对应的标签,KOMPELLAL2VPN传递CEID及标签块信息。注:KOMPELLAL2VPN通过分配标签块,可以自动和新的CE站点建立连接,方便日后扩容,
15、而且,通过BGP特有的RR,可以有效减少连接数目,适合较为复杂的拓扑,MARTINIL2VPN所有的连接需要手工配置,不支持自动发现站点功能,有FULLMESH的限制,适合于较为简单的网络拓扑。4.3支持VPN跨域的方法两种L2VPN跨域都可以支持OPTIONA/C,但鉴于OPTIONB跨域逐段传递VPN信息的特点,KOMPELLAL2VPN天然可以支持,但MARTINIL2VPN不适合采用OPTIONB跨域。4.4L2VPN采用OPTIONB跨域的特点KOMPELLAL2VPN采用分配标签块的方法,和L3VPN在ASBR形成单个的标签SWAP表项有所不同,参考上面OPTIONB跨域说明,PE
16、2为CE2分配一个标签块,假设包括10个标签,用于和10个其他CE建立连接,标签块到达ASBR2时,ASBR2会重新分配一个范围为10的标签块给ASBR1,这样,在ASBR2处就会形成一个标签SWAP表,假设形成10个连接,就会包括10个SWAP表项,CE2和CE1的连接会对应SWAP的第一个表项,依次类推,按照CEID的不同,最终通过ASBR2的所有连接都会对应一个SWAP表项。4.5VPLS跨域VPLS可以看作L2VPN的特例,实现方法也主要包括MARTINI和KOMPELLA两种,也有OPTIONA/B/C三种跨域方法(注意MARTINI和KOMPELLA支持跨域方法的不同),研究VPLS跨域时,不需要考虑VSI实例的学习转发功能,只需要考虑PE和PE之间PW的建立,此时就和L2VPN的跨域理念和实现方法一模一样。4.6L2VPN跨域和MPLS/BGP跨域的比较
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