本文详细探讨了在Cisco CSR1000V IOSXE 17.x环境下L2虚拟专用网络的实验配置，核心网运行OSPF和MPLS。文章首先介绍了VPWS（Virtual Private Wire Service）的多种配置方法，包括AC为物理接口、子接口以及通过PW接口和PW类进行精细控制，并展示了PW状态检查、标签映射和流量验证。接着，深入阐述了HVPLS（Hierarchical Virtual Private LAN Service）的nPE和uPE配置，涵盖VFI建立、全互联PW部署、桥接域配置及uPE侧接入PW冗余，并提供了HVPLS状态的检查方法。最后，简要介绍了本地交换的配置，即在同一PE设备上直接连接两个AC，旨在为读者提供L2虚拟专用网络实际部署和故障排查的全面指导。
拓扑初始配置，核心网运行OSPF和MPLS，所有的核心网路由器的/32 Lo0地址是可达的也分配了标签。设备为CSR1000V IOSXE 17.x。
1. VPWS配置示例
1.1 Xconnect - AC为物理接口
R13和R22作为连接CE R100和R200的PE，CE端使用物理接口直接连接到PE。
1.1.1 Xconnect配置
在PE上分别配置Xconnect，里面包括AC和PW的对端。
R13#show run | s l2vpn
l2vpn xconnect context pw12
member GigabitEthernet2
member 1.1.1.22 1 encapsulation mpls
R22#show run | s l2vpn
l2vpn xconnect context pw12
member GigabitEthernet3
member 1.1.1.13 1 encapsulation mpls
1.1.2 PW相关的检查
查看Xconnect的状态。因为PW是单向的，所以两侧都要检查。
# 查看Xconnect双向PW
R13#show xc all
XC ST Segment 1 S1 Segment 2 S2
------+---------------------------------+--+---------------------------------+--
UP pri ac Gi2:8(Ethernet) UP mpls 1.1.1.22:1 UP
R22#show xc all
XC ST Segment 1 S1 Segment 2 S2
------+---------------------------------+--+---------------------------------+--
UP pri ac Gi3:9(Ethernet) UP mpls 1.1.1.13:1 UP
R13#show mpls l2transport vc
Local intf Local circuit Dest address VC ID Status
------------- -------------------------- --------------- ---------- ----------
Gi2 Ethernet 1.1.1.22 1 UP
# 查看PW的状态
R13#show l2vpn atom vc
Service
Interface Peer ID VC ID Type Name Status
--------- --------------- ---------- ------ ------------------------ ----------
pw100002 1.1.1.22 1 p2p pw12 UP
R13#show l2vpn acircuit id
Access circuit info, 1 total:
Eth, 1 circuit:
AC ID Instance Circuit I/f Switch Segment Rsvd/Chkp/Prov
--------------------------------------------------------------------------------
Eth:8 117440513 1 8 8 4096 8194 ---- ---- Prov
# 查看PW的标签映射
R13#show mpls l2transport binding
Destination Address: 1.1.1.22,VC ID: 1
Local Label: 26
Cbit: 1, VC Type: Ethernet, GroupID: n/a
MTU: 1500, Interface Desc: n/a
VCCV: CC Type: CW [1], RA [2], TTL [3]
CV Type: LSPV [2]
Remote Label: 26
Cbit: 1, VC Type: Ethernet, GroupID: 0
MTU: 1500, Interface Desc: n/a
VCCV: CC Type: CW [1], RA [2], TTL [3]
CV Type: LSPV [2]
R13#show mpls l2transport pwid
AToM Pseudowire IDs: In use: 1, In holddown: 0
Peer-Address VCID or
Label or Local ID E虚拟专用网络 ID PWID In-Use FirstUse ReusedAt FreedAt
------ --------------- ---------- ---------- ------ -------- -------- --------
26 1.1.1.22 1 1 Yes 1d07h Never Never
1.1.3 图解show命令输出
show xc all的输入解释：
- Segment 1里的Gi2:8，物理接口后面的数字是接口在系统内部的代号。
- Segment 2里的内容是PW的对端PE的Lo0地址，:1是PW ID为1。
- 其实系统内部还是为PW建立了一个接口pw100002。
1.1.4 图解抓包检查
我们尝试从一个CE ping另一个CE，是可以ping得通的。
# CE R100可以ping得通CR R200
R100#ping 192.168.0.2
Type escape sequence to abort.
Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 192.168.0.2, timeout is 2 seconds:
!!!!!
Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 6/13/44 ms
- 首先PE收到客户发来的原生的数据包。
- LDP对等体之间会沟通是否启用控制字，以太网控制字不是必须的，模拟器这显示是0，表示未启用。
- PE根据接收数据的接口找AC对的对应的VC ID，并压入VC标签。再根据PW的终点，压入到PW终点的传输标签。
- 客户的数据包去除了前导码和校验码，将原来的以太头部和IP头部以及ICMP的数据直接放在控制字的后面。
- PE将数据包发送到MPLS网络，并根据最外层的传输标签达到PW的终点。
1.1.5 AC接口下配置xconnect
除了上述的配置方法外，还支持在AC接口下直接配置PW的方法。另一端的配置方法同上，PW依然可以起来。
从PWID的使用情况来看，删除旧配置，改用接口新配置后，系统内部给PW ID的编号变成2了。原来的PW ID 1依然存在，只是状态变成不使用了。VC ID是不变的，是手工配置且两端需要一致的。
# AC接口的配置
interface GigabitEthernet2
no ip address
xconnect 1.1.1.22 1 encapsulation mpls
# PW状态依然是Up的，AC接口没变所以内部接口号:8依然没有变。
R13#show xc all
XC ST Segment 1 S1 Segment 2 S2
------+---------------------------------+--+---------------------------------+--
UP pri ac Gi2:8(Ethernet) UP mpls 1.1.1.22:1 UP
# 但是PW ID变化了，因为将之前的配置方法删除了，在
R13#show l2vpn atom pwid
AToM Pseudowire IDs: In use: 1, In holddown: 1
Peer-Address VCID or
Label or Local ID E虚拟专用网络 ID PWID In-Use FirstUse ReusedAt FreedAt
------ --------------- ---------- ---------- ------ -------- -------- --------
26 1.1.1.22 1 1 Yes 1d07h 1d19h 1d19h
NoLabl 1.1.1.23 1 2 No 1d19h Never 1d19h
1.1.6 PW的配置放到逻辑接口上
可以配置逻辑的PW接口，将对端信息和封装信息都放在PW接口内，把这个接口放到xc的member里。
使用逻辑的PW接口，下面可以配置更丰富的信息。只更改一端的配置，对端配置不变。
# 在对端没有更改配置的情况下，本端的配置
interface pseudowire1
encapsulation mpls
neighbor 1.1.1.22 1
status
vc type vlan
control-word include
l2vpn xconnect context pw12
member GigabitEthernet2
member pseudowire1
# 因为把VC类型改成以太VLAN模式了，而对端没有设置，模式是以太接口模式。所以有下面的报错，但是被系统忽略了。
*Oct 19 03:22:58.325: %XCONNECT-4-VC_TYPE_INCOMPATIBLE: The 'vc type' command on pseudowire 1.1.1.22:1 is incompatible with xconnect pw12, ignored
*Oct 19 03:22:58.399: %LDP-5-NBRCHG: LDP Neighbor 1.1.1.22:0 (3) is UP[OK]
# 使用PW接口的好处是不需要系统内部分配pw接口号
R13#show l2vpn service all
Interface Group Encapsulation Prio St XC St
--------- ----- ------------- ---- -- -----
VPWS name: pw12, State: UP
Gi2 Gi2:8(Ethernet) 0 UP UP
pw1 1.1.1.22:1(MPLS) 0 UP UP
R13#show l2vpn atom vc
Service
Interface Peer ID VC ID Type Name Status
--------- --------------- ---------- ------ ------------------------ ----------
pw1 1.1.1.22 1 p2p pw12 UP
可以看到的是PW依然是UP的，说明两端的协商达成了一致，让我们查看一下show命令的输入。
- PW，VC都是Up的，VC Type为以太接口模式。
- 压入2层的标签栈，外层的传输标签和内层的VC标签。
- FEC TLV携带的类型128的PWid FEC Element。
- 因为本端开启了Status TLV, 因此Status TLV support显示本端启用，对端支持。
- VCCV的CV使用的MPLS Ping来保证LSP的路径是通的。
- VCCV的CC使用了CW, RA和TTL。
RFC 5085规定的CC Type和CV Type。这就是类型0x02和0x07的出处。
Control Channel (CC) Types:
The defined values for CC Types for MPLS PWs are:
MPLS Control Channel (CC) Types:
Bit (Value) Description
============ ==========================================
Bit 0 (0x01) - Type 1: PWE3 Control Word with 0001b as
first nibble (PW-ACH, see [RFC4385])
Bit 1 (0x02) - Type 2: MPLS Router Alert Label
Bit 2 (0x04) - Type 3: MPLS PW Label with TTL == 1
Bit 3 (0x08) - Reserved
Bit 4 (0x10) - Reserved
Bit 5 (0x20) - Reserved
Bit 6 (0x40) - Reserved
Bit 7 (0x80) - Reserved
Connectivity Verification (CV) Types:
The defined values for CV Types for MPLS PWs are:
MPLS Connectivity Verification (CV) Types:
Bit (Value) Description
============ ==========================================
Bit 0 (0x01) - ICMP Ping
Bit 1 (0x02) - LSP Ping
Bit 2 (0x04) - Reserved
Bit 3 (0x08) - Reserved
Bit 4 (0x10) - Reserved
Bit 5 (0x20) - Reserved
Bit 6 (0x40) - Reserved
Bit 7 (0x80) - Reserved
1.1.7 设置PW类并调用类
设置pw class和下面的参数。在AC接口下调用，VPWS的名称和PW接口号都是系统生成的。
pseudowire-class vpws-test
encapsulation mpls
control-word
interface GigabitEthernet2
xconnect 1.1.1.22 1 encapsulation mpls pw-class vpws-test
R13# show l2vpn service all
Interface Group Encapsulation Prio St XC St
--------- ----- ------------- ---- -- -----
VPWS name: Gi2-8, State: UP
Gi2 left Gi2:8(Ethernet) 0 UP UP
pw100006 right 1.1.1.22:1(MPLS) 0 UP UP
1.2 AC接口是子接口
两端CE配置了QinQ，外层Vlan用于区分服务，内层Vlan用于客户网段。
1.2.1 以太接口模式
虽然配置了QinQ，VC Type没指定，默认是以太接口模式
- PE配置子接口承接匹配的外层Vlan。
- 根据外层Vlan来建立不同的PW和PW属性，来达到区分服务的目的。
# CE R100配置
interface GigabitEthernet1.18
encapsulation dot1Q 18 second-dot1q 180
ip address 192.168.18.180 255.255.255.0
# CE R200配置
interface GigabitEthernet1.18
encapsulation dot1Q 18 second-dot1q 180
ip address 192.168.18.181 255.255.255.0
# PE R13配置
interface GigabitEthernet2.18
encapsulation dot1Q 18
xconnect 1.1.1.22 18 encapsulation mpls
interface GigabitEthernet2.20
encapsulation dot1Q 20
xconnect 1.1.1.22 20 encapsulation mpls
# PE R22配置
interface GigabitEthernet3.18
encapsulation dot1Q 18
xconnect 1.1.1.13 18 encapsulation mpls
interface GigabitEthernet3.20
encapsulation dot1Q 20
xconnect 1.1.1.13 20 encapsulation mpls
检查PW的状态:
- 两端两条PW都起来了
R13#show xc all
XC ST Segment 1 S1 Segment 2 S2
------+---------------------------------+--+---------------------------------+--
UP pri ac Gi2.18:18(Eth VLAN) UP mpls 1.1.1.22:18 UP
UP pri ac Gi2.20:20(Eth VLAN) UP mpls 1.1.1.22:20 UP
R22#show xc all
XC ST Segment 1 S1 Segment 2 S2
------+---------------------------------+--+---------------------------------+--
UP pri ac Gi3.18:18(Eth VLAN) UP mpls 1.1.1.13:18 UP
UP pri ac Gi3.20:20(Eth VLAN) UP mpls 1.1.1.13:20 UP
通过抓包可以看到在MPLS网络，外层的S-VLAN被剥离了，内层的C-VLAN被留了下来。
1.2.2 EVC配置模式
虽然我设置了vc type为Vlan，但是总会有报错。所以以太VLAN模式的配置没有成功，不知道是不是模拟器不支持的原因。在模拟器上只能以PW接口的形式才能配上VC Type。
interface GigabitEthernet2
no ip address
service instance 18 ethernet
encapsulation dot1q 18
rewrite ingress tag pop 1 symmetric
!
service instance 20 ethernet
encapsulation dot1q 20
rewrite ingress tag pop 1 symmetric
!
interface pseudowire18
encapsulation mpls
neighbor 1.1.1.22 18
vc type vlan
!
interface pseudowire20
encapsulation mpls
neighbor 1.1.1.22 20
vc type vlan
l2vpn xconnect context vpws18
member GigabitEthernet2 service-instance 18
member pseudowire18
l2vpn xconnect context vpws20
member GigabitEthernet2 service-instance 20
member pseudowire20
2. HVPLS
HVPLS的配置和VPLS类似，只不过原来的AC部分换成了PW。全互联的VPLS跑在nPE之间，uPE连接AC并同通过接入的PW连接到1个或2个nPE上。因此HVPLS的配置也就是两部分，一部分在nPE上，一部分在uPE上。
2.1 拓扑图
- R1 - R2 - R3是全互联的VFI，会进行MAC的学习和老化等动作。
- R12到2个nPE有一主一备的PE，下联一个AC到R300。
- 2个uPE下面各有一个AC连接到R200，各自有一条PW到R2。
2.2 nPE配置
- 在所有的nPE上配置相同的VFI，虚拟专用网络 ID要相同。
- 手工指定参加这个VFI的nPE，并建立全互联的PW。
- 将VFI和下联的PW放到一个桥接域里，这样虚拟MAC表可以从VFI其他的PW或是接入PW学习到MAC，这个行为和普通的交换机就非常类似了。
# R1配置
l2vpn vfi context HVPLS
vpn id 100
member 1.1.1.3 encapsulation mpls
member 1.1.1.2 encapsulation mpls
bridge-domain 100
member vfi HVPLS
member 1.1.1.12 100 encapsulation mpls
# R2配置
l2vpn vfi context HVPLS
vpn id 100
member 1.1.1.3 encapsulation mpls
member 1.1.1.1 encapsulation mpls
bridge-domain 100
member vfi HVPLS
member 1.1.1.23 100 encapsulation mpls
member 1.1.1.22 100 encapsulation mpls
# R3配置
l2vpn vfi context HVPLS
vpn id 100
member 1.1.1.2 encapsulation mpls
member 1.1.1.1 encapsulation mpls
bridge-domain 100
member vfi HVPLS
member 1.1.1.12 100 encapsulation mpls
member 1.1.1.31 100 encapsulation mpls
2.3 uPE配置
- 配置接入PW连接AC和VFI。
- 在有主备PW的时候，需要设置PW所在的组以及PW的优先级
# R31配置
l2vpn xconnect context HVPLS
member GigabitEthernet3 service-instance 100
member 1.1.1.3 100 encapsulation mpls
# R22/R23配置
l2vpn xconnect context HVPLS
member GigabitEthernet3 service-instance 100
member 1.1.1.2 100 encapsulation mpls
# R12配置
l2vpn xconnect context HVPLS
member GigabitEthernet2 service-instance 100
member 1.1.1.3 100 encapsulation mpls group HVPLS100 priority 1
member 1.1.1.1 100 encapsulation mpls group HVPLS100 priority 2
2.4 检查HVPLS的状态
检查nPE的状态。
- VFI里包括到其他nPE的PW以及到uPE的PW。
- BD还包括学到动态学到的MAC，也可以手动清空MAC地址表。
R2#show l2vpn vfi
Legend: RT=Route-target, S=Split-horizon, Y=Yes, N=No
VFI name: HVPLS, state: up, type: multipoint, signaling: LDP
虚拟专用网络 ID: 100
Bridge-Domain 100 attachment circuits:
Pseudo-port interface: pseudowire100001
Interface Peer Address VC ID S
pseudowire100005 1.1.1.23 100 N
pseudowire100004 1.1.1.22 100 N
pseudowire100003 1.1.1.3 100 Y
pseudowire100002 1.1.1.1 100 Y
R2#show bridge-domain 100
Bridge-domain 100 (4 ports in all)
State: UP Mac learning: Enabled
Aging-Timer: 300 second(s)
Maximum address limit: 65536
vfi HVPLS neighbor 1.1.1.1 100
vfi HVPLS neighbor 1.1.1.3 100
vfi HVPLS neighbor 1.1.1.23 100
vfi HVPLS neighbor 1.1.1.22 100
AED MAC address Policy Tag Age Pseudoport
0 001E.E529.A7BF forward dynamic 42 HVPLS.404012
0 001E.F6B1.3EBF forward dynamic 43 HVPLS.404011
R2#clear bridge-domain 100 mac table
检查uPE的状态
- 只有R12是具有接入PW冗余的配置
- 两条PW，一主一备，下联是同一个AC。
R12#show xconnect name HVPLS
Legend: XC ST=Xconnect State S1=Segment1 State S2=Segment2 State
UP=Up DN=Down AD=Admin Down IA=Inactive
SB=Standby HS=Hot Standby RV=Recovering NH=No Hardware
XC ST Segment 1 S1 Segment 2 S2
------+---------------------------------+--+---------------------------------+--
UP pri ac Gi2:100(Eth VLAN) UP mpls 1.1.1.3:100 UP
IA pri ac Gi2:100(Eth VLAN) UP mpls 1.1.1.1:100 SB
检查CE的状态
- 可以学到其他CE的ARP。
R400#show ip arp
Protocol Address Age (min) Hardware Addr Type Interface
Internet 192.168.100.1 0 5254.0008.5229 ARPA BDI100
Internet 192.168.100.2 0 001e.e529.a7bf ARPA BDI100
Internet 192.168.100.4 - 001e.f6b1.3ebf ARPA BDI100
3. 本地交换
本地交换就是将2个AC放到一起，不通过MPLS直接传输流量。本质还是PW，常规是一段是PW一段是AC，而本地交换是2段都是AC。可以看到PW是起来的，但是模拟器的原因，CE无法互ping。
# R31配置
l2vpn xconnect context localconnect
member GigabitEthernet2 service-instance 200
member GigabitEthernet3 service-instance 200
R31#show l2vpn service xconnect name localconnect
Legend: St=State XC St=State in the L2虚拟专用网络 Service Prio=Priority
UP=Up DN=Down AD=Admin Down IA=Inactive
SB=Standby HS=Hot Standby RV=Recovering NH=No Hardware
m=manually selected
Interface Group Encapsulation Prio St XC St
--------- ----- ------------- ---- -- -----
VPWS name: localconnect, State: UP
Gi2 Gi2:200(Eth VLAN) 0 UP UP
Gi3 Gi3:200(Eth VLAN) 0 UP UP
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