MPLS 虚拟私有网 CSC Option C (IGP重分发)

MPLS 虚拟私有网 Option C(IGP重分发)通过控制层面和转发层面的关键技术,减少ASBR的性能消耗。在控制层面,使用MP-BGP、LDP、RR等实现路由与标签分发;在转发层面,利用标签交换实现数据包的高效传输。Option C简化了ASBR的配置,提升了网络性能。

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目录

关键词

优点

关键技术

控制层面

转发层面(标签交换)

详细介绍

实验

邻接关系

配置

路由表

标签绑定分发

LSP


关键词

MP-BGP,LDP,RR,ASBR,PE

优点

ASBR只需要维护公网IPv4路由信息,不再需要维护虚拟私有网信息;转发时也不需要交换底层标签,只需要交换公网标签即可,大幅降低ASBR在控制层面和转发层面的性能消耗。

关键技术

控制层面

控制层面主要涉及路由与标签分发的问题。

  • 在AS内部,所有路由器通过IGP交换公网路由信息,并通过LDP相互分发公网标签;若使用RR,则PE与RR之间通过iBGP建立VPNv4地址簇的连接关系,并通过携带扩展团体属性(extend community)交换私网路由信息,iBGP同时承担私网标签的分发。
  • 在AS之间,ASBR之间通过eBGP交换公网路由信息,并通过LDP交换公网标签;与此同时,ASBR需要把获取对端PE/RR的3层可达信息并传递给本AS的PE/RR,使得本AS内的PE/RR到对端PE/RR可达,本方式使用静态路由+重分发IGP的方式实现。本端PE/RR与对端PE/RR之间通过eBGP建立VPNv4地址簇的连接关系,并通过携带扩展团体属性(extend community)交换私网路由信息。eBGP同时跨AS承担私网标签的分发。

转发层面(标签交换)

转发层面主要涉及LSP上的标签交换。标签交换主要分为从CE到PE,从PE/RR到PE/RR,从PE到CE三段LSP。

  1. PE从CE收到指向目的VPN的数据包后,检查FIB和LFIB,贴上私网标签(如果AS内有RR则由RR分发,没有则由对端AS的RR/PE分发)和公网标签,转发给下一条。(如果PE与RR直连,则实际上只有一个私网标签,因为PHP(倒数第二跳弹出))。
  2. RR收到后检查FIB和LFIB,把私网标签换成中转PE/RR的MP-BGP分发的标签,公网标签换成由下游分发的指向对端AS PE/RR的标签。往后一直到对端PE/RR之前,途中LSR均只交换头标签,出标签均指向对端PE/RR。最终到达目的PE,并在倒数第二跳弹出顶层公网标签,只留下底层私网标签。
  3. 目的PE接到保留私网标签的数据包,检查LFIB知道目的地属于其中一个VRF实例,且不再使能mpls,因此弹出标签,将数据包转发至该出口并恢复路由转发。

详细介绍

Option C也称为Multihop EBGP redistribution of labeled VPN-IPv4 routes。与Option B相比,要求PE/RR之间直接建立域间VPNv4地址簇的eBGP邻居关系(需要支持eBGP多跳)。ASBR不再需要创建VRF,也不再传递VPN私网路由。

PE/RR的BGP从VRF实例提取IPv4路由,添加RD形成VPNv4 NLRI,由eBGP通告给对端PE/RR。RD通过NLRI里的扩展团体属性(extend community)携带。由于PE/RR的可达性信息只有在本AS内,对端AS无法获取该路由。有两种方式可以使对端PE/RR能够获得本地PE/RR的可达性路由信息:

方式一、本端ASBR通过其它路由协议(本实验中通过静态路由指定)获得对端AS中的PE/RR update-source,将其重分发到IGP中(本实验为OSPF),使本端PE/RR以Global Route的方式获得该路由。这时生成的LSP(标签交换路径)最多有2层标签:

  • 内层为目的VPN的私网标签
  • 外层为对端PE/RR的公网标签

方式二、本端ASBR通过eBGP IPv4实例获取对端AS中的PE/RR update-source,并通过iBGP传递给PE/RR。由于BGP默认不为ipv4路由绑定和分发标签,需要手动使能。这时生成的LSP最多有3层标签:

  • 内层为目的VPN的私网标签
  • 中层为对端PE/RR的公网标签
  • 外层为本地ASBR的公网标签

实验

上图中,AS100中的172.168.1.0/24要与AS300中的192.168.1.0/24通信。假设该VPN命名为VRF_1,其ID统一分配为1。则AS100中的VRF RD为100:1,AS200中的VRF RD为200:1,AS300中的VRF RD为300:1。R1、R9分别作为AS100和AS300的PE;R2、R5、R8分别作为各自AS的RR;R3、R4、R6、R7分别作为各自AS的ASBR。为简化配置,PE接口直连终端,不再需要把MP-BGP所传送的VRF路由重分发到PE中。

邻接关系

本地PE与本地RR之间建立iBGP关系,交换VPNv4地址簇路由信息;不同AS的PE/RR相互间建立eBGP关系,交换VPNv4地址簇路由信息;本地ASBR与对端ASBR之间建立eBGP关系,交换IPv4路由。

配置

R1:

hostname AS100-R1
!
ip vrf VRF_1
 rd 100:1
 route-target export 100:1
 route-target import 300:1
!
interface Loopback0
 ip address 1.1.1.1 255.255.255.255
interface Ethernet0/0
 ip vrf forwarding VRF_1
 ip address 172.16.1.1 255.255.255.0
interface Ethernet0/1
 ip address 12.0.0.1 255.255.255.0
 mpls ip
!
router ospf 100
 router-id 1.1.1.1
 passive-interface Loopback0
 network 1.1.1.1 0.0.0.0 area 0
 network 12.0.0.1 0.0.0.0 area 0
!
router bgp 100
 bgp router-id 1.1.1.1
 no bgp default ipv4-unicast
 neighbor 2.2.2.2 remote-as 100
 neighbor 2.2.2.2 update-source Loopback0
 address-family ipv4
  neighbor 2.2.2.2 activate
 address-family vpnv4
  neighbor 2.2.2.2 activate
  neighbor 2.2.2.2 send-community extended
 address-family ipv4 vrf VRF_1
  redistribute connected
 exit-address-family
!
mpls ldp router-id Loopback0 force
end

R2:

hostname AS100-R2
!
ip vrf VRF_1
 rd 100:1
 route-target export 100:1
 route-target export 300:1
 route-target import 100:1
 route-target import 300:1
!
interface Loopback0
 ip address 2.2.2.2 255.255.255.255
interface Ethernet0/0
 ip address 12.0.0.2 255.255.255.0
 mpls ip
interface Ethernet0/1
 ip address 23.0.0.2 255.255.255.0
 mpls ip
!
router ospf 100
 router-id 2.2.2.2
 passive-interface Loopback0
 network 2.2.2.2 0.0.0.0 area 0
 network 12.0.0.2 0.0.0.0 area 0
 network 23.0.0.2 0.0.0.0 area 0
!
router bgp 100
 bgp router-id 2.2.2.2
 no bgp default ipv4-unicast
 neighbor 1.1.1.1 remote-as 100
 neighbor 1.1.1.1 update-source Loopback0
 neighbor 3.3.3.3 remote-as 100
 neighbor 3.3.3.3 update-source Loopback0
 neighbor 5.5.5.5 remote-as 200
 neighbor 5.5.5.5 ebgp-multihop 255
 neighbor 5.5.5.5 update-source Loopback0
 address-family ipv4
  neighbor 1.1.1.1 activate
  neighbor 1.1.1.1 route-reflector-client
  neighbor 3.3.3.3 activate
  neighbor 3.3.3.3 route-reflector-client
  neighbor 5.5.5.5 activate
 address-family vpnv4
  neighbor 1.1.1.
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