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跨域MPLS BGP VPN跨域背景
一般的MPLS VPN体系结构都是在一个自治系统内运行,任何VPN的路由信息都是只能在一个自治系统内按需扩散,没有提供自治系统内的VPN信息向其他自治系统扩散的功能。
如上图,基于MPLS的VPN可以将私有网络的不同Site连接起来,形成一个统一的网络,基于 MPLS的VPN还支持对不同VPN间的互通控制。CE(Customer Edge)是用户边缘设备;PE(Provider Edge)是服务商边缘路由器,位于骨干网络;P(Provider),是服务提供商网络中的骨干路由器,不与CE直接相连。
如果同一VPN的两个站点位于不同的AS,那么普通的MPLS BGP VPN是否还合适于业务的部署?
答案是否定的。因为此时连接VPN的PE路由器已经无法简单地建立IBGP邻居关系了,或是与RR建立邻居关系。因此,需要一些手段通过建立EBGP邻居关系来传递VPNv4路由。
为了支持不同AS之间的VPN路由信息交换,就需要扩展现有的协议和修改MPLS VPN体系框架,提供一个不同于基本的MPLS VPN体系结构所提供的互连模型——跨域(Inter-AS)的MPLS VPN,以便可以穿过AS间的链路来发布路由前缀和标签信息。
三种跨域VPN解决方案:
- 跨域VPN-OptionA(Inter-Provider Backbones Option A)方式∶需要跨域的VPN在ASBR间通过专用的接口管理自己的VPN路由,也称为VRF-to-VRF ;
- 跨域VPN-OptionB(Inter-Provider Backbones Option B)方式∶ ASBR间通过MP-EBGP发布标签VPN-IPv4路由,也称为EBGP redistribution of labeled VPN-IPv4 routes;
- 跨域VPN-OptionC(Inter-Provider Backbones Option C)方式∶PE或RR间通过Multi-hop MP-EBGP发布标签VPN-IPv4路由,也称为Multihop EBGP redistribution of labeled VPN-IPv4 routes。
跨域VPN方案原理
Option-A方案原理
跨域VPN-OptionA是基本BGP/MPLS IP VPN在跨域环境下的应用,ASBR之间不需要运行MPLS,也不需要为跨域进行特殊配置。这种方式下,两个AS的边界路由器ASBR直接相连,ASBR同时也是各自所在自治系统的PE。两个ASBR都把对端 ASBR看作自己的CE设备,使用EBGP方式向对端发布IPv4路由。
跨域VPN-OptionA方式-拓扑
在本方案中,ASBR-PE之间直接相连。两台ASBR-PE之间用多个接口(包括子接口)互连,每个接口关联一个VPN,每个ASBR-PE都把对端当成CE。因此,ASBR-PE相连的接口(包括子接口)需要绑定VRF,并通过eBGP邻居关系把VPNv4路由转变成普通IPv4路由从一个AS传递到另一个AS。因此,两个ASBR相连,但不需要启用MPLS。此方案在MPLS BGP VPN业务属性上没有做扩展。
跨域VPN-OptionA方式-控制平面
我们只通过单方向来解释控制平面的工作过程,同时假设在站点Site1有一VPN路由Client1连接,如上图,现在需要把Client1这条路由从CE1穿过AS100和AS200传递到CE2∶
- 在AS100中,通过运行LDP协议,PE1分配一个与去往PE1的路由相关联的隧道标签(外层标签)T1给P1。
- 在AS100中,通过运行LDP协议,P1分配一个与去往PE1的路由相关联的隧道标签(外层标签)T2给ASBR-PE1。
- 在AS200中,同样通过运行LDP协议,ASBR-PE2分配一个与去往ASBR-PE2的路由相关联的隧道标签(外层标签)T3给P2。
- 在AS200中,通过运行LDP协议,P2分配一个与去往ASBR-PE2的路由相关联的隧道标签(外层标签)T4给PE2。
- CE1 通告路由Client1给PE1,路由的下一跳为CE1的接口地址。
- PE1将IPv4路由Client1通过MP-BGP重发布为VPNv4路由,并且下一跳改为PE1,分配一个VPN标签V1,然后通告给ASBR-PE1。
- ASBR-PE1将VPNv4路由变为IPv4路由,把IPv4路由Client1通告给ASBR-PE2,并且下一跳指向ASBR-PE1。
- ASBR-PE2将IPv4路由Client1通过MP-BGP重发布为VPNv4路由,并且下一跳为ASBR-PE2,为该路由分配一个VPN标签V2,将其通告给PE2。
- PE2将VPNv4路由转变为IPv4路由Client1,把路由Client1通告给CE2,并且下一跳指向PE2。
跨域VPN-OptionA方式-转发平面
通过前文的过程分析,我们从反向来分析转发平面的工作过程,即CE2要发送一个目的地为 Client1的IP报文给CE1,如上图所示∶
- CE2发送一个目的地为Client1的IP报文给PE2。
- PE2收到IP报文后进行MPLS标签的封装,先封装VPN标签V2,再封装外层标签T4,然后将此报文发送给P2。
- P2进行标签交换,把外层标签T4换成T3,然后将此报文发送给ASBR-PE2。
- ASBR-PE2去掉所有标签,将报文(普通IP报文)转发给ASBR-PE1。
- ASBR-PE1收到IP报文后进行MPLS标签的封装,先封装VPN标签V1,再封装外层标签T2,然后将此报文发送给P1。
- P1进行标签交换,把外层标签T2换成T1,然后将此报文发送给PE1。 7.PE1收到后去掉所有标签,将报文普通IP报文)转发给CE1。
跨域VPN-OptionA方式的特点
- 优点是配置简单∶由于ASBR之间不需要运行MPLS,也不需要为跨域进行特殊配置。
- 缺点是可扩展性差∶由于ASBR需要管理所有VPN路由,为每个VPN创建VPN实例。这将导致ASBR上的VPN-IPv4路由数量过大。并且,由于ASBR间是普通的IP转发,要求为每个跨域的VPN使用不同的接口,从而提高了对PE设备的要求。如果跨越多个自治域,中间域必须支持VPN业务,不仅配置量大,而且对中间域影响大。在需要跨域的VPN数量比较少的情况,可以优先考虑使用。
Option-B方案原理
跨域VPN-OptionB中,两个ASBR通过MP-EBGP交换它们从各自AS的PE设备接收的标签VPN-IPv4路由。
跨域VPN-OptionB方案中,ASBR接收本域内和域外传过来的所有跨域VPN-IPv4路由,再把VPN-IPv4路由发布出去。但MPLS VPN的基本实现中,PE上只保存与本地VPN实例的VPN Target相匹配的VPN路由。因此,可以在ASBR上配置不做 RT过滤来传递路由,因此无需在ASBR创建VPN实例,无需绑定任何接口。
可以在网络中叠加部署RR设备,专门负责客户侧VPN路由的传递。
跨域VPN-OptionB方式 - 拓扑
在此方案中,PE通过MP-iBGP将VPNv4路由通告给ASBR-PE或是VPN RR(其中ASBR-PE是其客户机)。ASBR-PE再通过MP-eBGP将VPNv4通告给另一个