汪小滟
(哈爾濱元申廣電網(wǎng)絡(luò)有限公司,黑龍江 哈爾濱150090)
在一個MPLS/VPN網(wǎng)絡(luò)中,通常在兩個PE之間建立IBGP鄰居,用來交換VPN私網(wǎng)路由,此私網(wǎng)路由的下一跳為PE設(shè)備;另外,還需要在物理直連的PE-P、P-P之間建立IGP/LDP鄰居,從而建立外層隧道。而最終VPN路由轉(zhuǎn)發(fā)表項,則需要將VPNBGP路由的遠(yuǎn)端下一跳和IGP/LDP外層隧道進(jìn)行迭代,生成最終的VPN FIB表項,以此來指導(dǎo)PE設(shè)備上VPN業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)發(fā)。
當(dāng)MPLS/VPN網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生各種故障后,首先進(jìn)行公網(wǎng)IGP/LDP路由的收斂,這個收斂在使用IGP/LDP快速收斂技術(shù)后,通??梢赃_(dá)到200ms-800ms左右的收斂速度。IGP/LDP收斂之后,新的外層隧道生成,同時原先舊的外層隧道刪除,此時所有的BGP/VPN路由需要重新迭代一次,迭代到新的外層隧道后,下發(fā)到轉(zhuǎn)發(fā)平面,此時VPN業(yè)務(wù)才能最終收斂。這個收斂迭代時間和VPN的路由數(shù)目成正比關(guān)系。在VPN路由數(shù)目比較多的情況下,通常需要幾秒甚至幾十秒鐘才能完成。
在MPLS/VPN網(wǎng)絡(luò)中,當(dāng)P-P鏈路發(fā)生故障時。由于先向PE發(fā)送了一個LSP撤銷消息,然后再發(fā)送新的更新的LSP。這樣的過程導(dǎo)致了PE設(shè)備公網(wǎng)LSP隧道變化,所以必然要進(jìn)行一次VPN路由迭代。
新的P設(shè)備IGP/LSP更新技術(shù)解決了這個問題。在P1設(shè)備上,由于使用了IGP/LSP更新技術(shù),IGP/LDP收斂均使用收斂后的新路由直接替換原先的老路由,所以不再向上游的PE設(shè)備發(fā)送LSP刪除以及更新消息,上游的PE設(shè)備沒有收到影響,所以無需進(jìn)行VPN路由迭代,這樣當(dāng)P1設(shè)備上完成IGP/LDP收斂之后,VPN業(yè)務(wù)即完成收斂。這樣在P-P鏈路故障,或者P設(shè)備故障(不引發(fā)PE-P鏈路故障)的情況,VPN業(yè)務(wù)端到端收斂時間完全取決于公網(wǎng)IGP/LDP收斂速度,而這個時間通常是200ms-800ms。
當(dāng)PE-P鏈路發(fā)生故障后(包括PE設(shè)備故障,以及P設(shè)備故障引發(fā)的PE-P鏈路故障),由于去往遠(yuǎn)端PE的LSP發(fā)生了故障,所以本地VPN路由需要重新迭代,但并不是所有本地VPN路由都需要迭代,假設(shè)PE2-P2鏈路發(fā)生故障,此時PE2至PE1、PE5、PE6的外層隧道沒有任何變化,而PE至PE3、PE4的外層隧道則需要重新計算,生成新的LSP。
針對這種情況出現(xiàn)了VPN按需迭代技術(shù)。將所有的BGP/VPN路由按照不同的遠(yuǎn)端下一跳(即不同的PE)分別建立不同的隊列,當(dāng)公網(wǎng)隧道發(fā)生變化的時候,只需要對發(fā)生變化的外層隧道的BGP/VPN路由進(jìn)行迭代即可,其他不受影響的VPN路由則無需迭代,這樣往往可以節(jié)省大量的時間,從而加快網(wǎng)絡(luò)收斂速度。
在多業(yè)務(wù)MPLS/VPN承載網(wǎng)絡(luò)中,通常會有很多VPN,這些VPN業(yè)務(wù)有實時類業(yè)務(wù),也有非實時類業(yè)務(wù),所以它們的收斂速度和要求是有所區(qū)別的。針對這種情況,VPN按照優(yōu)先級的按需迭代功能則能很好的適應(yīng)和滿足這種需求。
VPN下一跳分離技術(shù)的實現(xiàn)原理在轉(zhuǎn)發(fā)平面,將VPN路由轉(zhuǎn)發(fā)表按照VPN路由的遠(yuǎn)端下一跳做分離,將原先的一個VPN路由表分離成兩張表,首先查找VPN路由表,查找出遠(yuǎn)端下一跳,然后再通過遠(yuǎn)端下一跳查出直連下一跳。當(dāng)公網(wǎng)發(fā)生故障后,公網(wǎng)IGP/LDP收斂,針對每個遠(yuǎn)端下一跳,直接將原先老的LSP1刪除,替換為新的LSP2,這樣所有的VPN都會按照新的LSP2進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。這樣VPN路由不再需要迭代,當(dāng)IGP/LSP收斂后VPN路由可以立即收斂,即使得VPN路由的收斂速度提升到IGP/LSP收斂的級別上來。
VPNFRR技術(shù)實現(xiàn)原理如下:對于同一個VPN路由前綴在轉(zhuǎn)發(fā)平面同時安裝了主用路由和備用路由,同時使用快速檢測機(jī)制檢測主用路由外層隧道狀態(tài)。一旦檢測到某個外層隧道失效,則直接使用備用路由進(jìn)行報文轉(zhuǎn)發(fā)。由于備用路由已經(jīng)安裝在轉(zhuǎn)發(fā)表中,所以VPN路由的收斂時間主要取決與外層隧道狀態(tài)的檢測時間。其中對于外層隧道狀態(tài)檢測技術(shù)的不同,VPNFRR又可以分為BFD觸發(fā)的VPNFRR和IGP觸發(fā)的VPNFRR。其中BFD觸發(fā)的VPNFRR技術(shù),使用BFD進(jìn)行外層隧道狀態(tài)檢測,這種方法的優(yōu)點是檢測速度比較快,通??梢宰龅?00ms-500ms,不足點在于,需要整網(wǎng)配置多跳BFD;IGP觸發(fā)的VPNFRR技術(shù)中,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障后,IGP/LDP重新收斂,收斂之后即可得知原先的外層隧道失效,此時即可將轉(zhuǎn)發(fā)平面中的外層隧道狀態(tài)置為無效,觸發(fā)VPN路由切換到備用路由上去。
VPNFRR技術(shù)除了可以用來進(jìn)行PE節(jié)點故障保護(hù)之外,同時也可以進(jìn)行PE-P鏈路、P-P鏈路、以及P設(shè)備故障保護(hù)。假設(shè)在PE1上部署VPNFRR,其中主用外層隧道為LSP1(去往主用PE3),備用隧道為LSP2(去往備用PE4)。當(dāng)P1和P2之間鏈路故障后,檢測到LSP1故障,觸發(fā)VPNFRR切換,流量切換到LSP2上。此后VPN重新迭代,重新迭代生成主用LSP3、備用LSP2的新的VPN路由,流量重新切回到LSP3上來。其中從LSP1切換到LSP2是一個VPNFRR切換過程,而LSP2切回到LSP3是一個路由更新不會造成丟包。因此VPN FRR技術(shù)完全可以做到端到端的VPN業(yè)務(wù)的保護(hù)。
下面用一個表格,將這些技術(shù)使用的場景、需要的收斂時間,以及需要的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥鲆粋€綜合比較。
BGP/VPN快速收斂比較表
MPLSVPN作為多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ),其中BGP/VPN路由的收斂速度當(dāng)前已經(jīng)成為端到端業(yè)務(wù)收斂的瓶頸,而一系列BGP/VPN快速收斂技術(shù)的提供必然會大大提高業(yè)務(wù)保護(hù)能力,提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。使MPLSVPN網(wǎng)絡(luò)成為語音、視頻、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的可靠、高效、易擴(kuò)展的多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)。
[1]鐘曉莉,馬躍,王煒.MPLS/BGPVPN 體系結(jié)構(gòu)關(guān)鍵特性的研究.中國通信學(xué)會信息通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)委員會2003年年會論文集,2003-09-01.