基于BGP MPLS的EVPN

「爱情、让人受尽委屈。」 2022-10-12 05:48 211阅读 0赞

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BGP MPLS-Based Ethernet VPN

# 摘要 #

本文档描述了基于 BGP MPLS 的以太网 VPN (EVPN) 的过程，此处描述的过程满足 RFC 7209-Requirements for Ethernet VPN (EVPN)中规定的要求。

# 本备忘录的状态 #

这是一个 Internet 标准跟踪文档。

本文档是 Internet 工程任务组 (IETF) 的产品。它代表了 IETF 社区的共识。它已接受公众审查，并已被互联网工程指导组 (IESG) 批准出版。有关 Internet 标准的更多信息，请参见 RFC 5741-RFC Streams, Headers, and Boilerplates 的第 2 节。

有关本文档的当前状态、任何勘误以及如何提供反馈的信息，请访问 http://www.rfc-editor.org/info/rfc7432。

# 1、简介 #

\[RFC4664- Framework for Layer 2 Virtual Private Networks (L2VPNs)\]、\[RFC4761- Virtual Private LAN Service (VPLS) Using BGP for Auto-Discovery and Signaling\] 和 \[RFC4762- Virtual Private LAN Service (VPLS) Using Label Distribution Protocol (LDP) Signaling\] 中定义的虚拟专用 LAN 服务 (Virtual Private LAN Service，VPLS) 是一种经过验证且广泛部署的技术。但是，现有解决方案在多宿主和冗余、多播优化、配置简单性、基于流的负载均衡和多路径方面存在许多限制；这些限制是数据中心 (Data Center，DC) 部署的重要考虑因素。 \[RFC7209- Requirements for Ethernet VPN (EVPN)\] 描述了解决这些限制的新解决方案的动机，它还概述了新解决方案必须满足的一组要求。

本文档描述了称为基于 BGP MPLS 的以太网 VPN (Ethernet VPN，EVPN) 的解决方案的过程，以满足 \[RFC7209\] 中规定的要求。有关详细要求和动机，请参阅 \[RFC7209\]。如本文档所述，EVPN 需要对现有 IP/MPLS 协议进行扩展；除了这些扩展之外，EVPN 还使用了现有 MPLS 技术的多个组成模块。

# 2、需求说明 #

本文档中的关键词“必须”、“不得”、“需要”、“应该”、“不应”、“应该”、“不应该”、“推荐”、“可以”和“可选”是解释为 \[RFC2119-Key words for use in RFCs to Indicate Requirement Levels\] 中的描述。

# 3、术语 #

广播域：Broadcast Domain，在桥接网络中，广播域对应于虚拟局域网 (Virtual LAN，VLAN)，其中一个 VLAN 通常由单个 VLAN ID (VID) 表示，但可以由多个 VID 表示，其中根据 \[802.1Q\]使用共享 VLAN 学习 (Shared VLAN Learning ，SVL)。

桥接表：Bridge Table，MAC-VRF上广播域的一个实例化。

CE：Customer Edge device，客户边缘设备，例如主机、路由器或交换机。

EVI：Ethernet VPN instance，EVPN中连接服务提供商边缘设备 (Provider Edge，PE)的EVPN实例。

MAC-VRF：PE上介质访问控制 (MAC) 地址的虚拟路由和转发表（Virtual Routing and Forwarding table）。

以太网段 (Ethernet Segment，ES)：当客户站点（设备或网络）通过一组以太网链路连接到一个或多个 PE 时，该组链路称为“以太网段”。

以太网段标识符 (Ethernet Segment Identifier，ESI)：标识以太网段的唯一非零标识符称为“以太网段标识符”。

以太网标签：Ethernet Tag，标识特定广播域的以太网标签，例如VLAN。一个 EVPN 实例由一个或多个广播域组成。

LACP：Link Aggregation Control Protocol，链路聚合控制协议。

MP2MP：Multipoint to Multipoint，多点到多点。

MP2P：Multipoint to Point，多点到点。

P2MP：Point to Multipoint，点到多点。

P2P：Point to Point，点到点。

PE：Provider Edge device，提供商边缘设备。

单活冗余模式：当连接到以太网段的所有 PE 中只有一个 PE 被允许转发到/来自指定 VLAN 的以太网段的流量时，那么这个以太网段被定义为工作在单活冗余模式。

全活冗余模式：当连接到以太网段的所有 PE 都可以将已知单播流量转发到/来自指定 VLAN 的以太网段时，那么这个以太网段被定义为工作在全活冗余模式。

# 4、基于 BGP MPLS 的 EVPN 概述 #

本节对EVPN做了一个概述。EVPN 实例包括连接到构成 MPLS 基础设施边缘的提供商边缘设备 (PE) 的客户边缘设备 (CE)。 CE可以是主机、路由器或交换机，PE 提供 CE 之间的虚拟二层桥接连接。服务提供商的网络中可能有多个 EVPN 实例。

PE 可以通过 MPLS 标签交换路径 (Label Switched Path，LSP) 基础设施连接，该基础设施提供 MPLS 技术的优势，例如快速重新路由、弹性等。PE也可以通过 IP 基础设施连接，在这种情况下，PE之间可以使用IP/GRE（Generic Routing Encapsulation，通用路由封装）隧道或其他IP隧道。本文档中的详细过程仅针对作为隧道技术的 MPLS LSP 指定。然而，这些过程被设计为可扩展到 IP 隧道作为包交换网络 (Packet Switched Network，PSN) 隧道技术。

在EVPN中，PE 之间的 MAC 学习不是发生在数据平面（就像 VPLS \[RFC4761\] \[RFC4762\] 中的传统桥接那样），而是发生在控制平面。控制平面学习可以更好地控制 MAC 学习过程，例如限制谁学习什么以及应用策略的能力。此外，选择用于通告 MAC 可达性信息的控制平面是多协议 (multi-protocol，MP) BGP（类似于 IP VPN \[RFC4364-BGP/MPLS IP Virtual Private Networks (VPNs)\]），这就为“虚拟化”或相互影响的主机组（主机、服务器、虚拟机）之间的相互隔离提供了可能性以及灵活性。在 EVPN 中，PE 使用多协议 BGP (MP-BGP) 向控制平面中的其他 PE 通告从连接到它们的 CE 学到的 MAC 地址以及 MPLS 标签。控制平面学习可以实现多宿主 CE 到多个 PE 的流量负载均衡，这是对同一对 PE 之间的多个 MPLS 核心通过LSP进行负载均衡的补充。换句话说，它允许 CE 连接到多个活动的连接点，它还可以在发生某些网络故障时缩短收敛时间。

但是，PE 和 CE 之间的学习是通过最适合 CE 的方法完成的：数据平面学习、IEEE 802.1x、链路层发现协议 (Link Layer Discovery Protocol，LLDP)、IEEE 802.1aq、地址解析协议 (Address Resolution Protocol，ARP)、管理平面、或其他协议。

关于 PE 上的第 2 层转发表是否填充了控制平面已知的所有 MAC 目标地址，或者 PE 是否实施基于缓存的方案，这是由本地决定的。例如，MAC 转发表可能仅填充通过特定 PE 的活动流的目的MAC。

EVPN 的策略属性与 IP-VPN 的策略属性非常相似。 EVPN 实例需要每个 MAC-VRF 中唯一的路由标识符 (Route Distinguisher，RD) 和一个或多个全局唯一的路由目标 (Route Targets，RT)。 CE 连接到 PE 上的 MAC-VRF，在以太网接口上，可以配置一个或多个以太网标签，例如 VLAN ID。一些部署方案保证 VLAN ID 跨 EVPN 实例的唯一性：指定 EVPN 实例的所有连接点都使用相同的 VLAN ID，并且没有其他 EVPN 实例使用此 VLAN ID。本文档将这种情况称为“唯一 VLAN EVPN”，并描述了对其进行优化的简化过程。

# 5、以太网段 #

如 \[RFC7209\] 所示，每个以太网段在 EVPN 中都需要一个唯一标识符。本节定义如何分配此类标识符以及如何对其进行编码以用于 EVPN 信令。本文档的后面部分描述了使用标识符的协议机制。

当客户站点通过一组以太网链路连接到一个或多个 PE 时，这组以太网链路就构成了一个“以太网段”。对于多宿主站点，每个以太网段 (Ethernet segment，ES) 由称为以太网段标识符 (Ethernet Segment Identifier，ESI) 的唯一非零标识符标识。 ESI 被编码为行格式的 10 个八位字节整数，首先发送最重要的8位，保留后面的2个 ESI 值：

\- ESI 0 表示单宿主站点。

\- ESI \{0xFF\}（重复 10 次）称为 MAX-ESI 并保留。

一般来说，一个以太网段应该有一个非保留的 ESI，它是唯一的网络范围（即，联通所有 PE 上的所有 EVPN 实例）。如果构成以太网段的CE由网络管理员管理，则应保证ESI的唯一性；但是，如果 CE 不受管理，则管理员必须为该以太网段配置网络范围内唯一的ESI，这是启用以太网段的自动发现和指定转发器 (Designated Forwarder，DF) 选举所必需的。

在具有可管理和非可管理的 CE 的网络中，ESI 具有以下格式：

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位：

T（ESI 类型）是一个 1 个八位字节字段（最重要的八位字节），它指定了其余 9 个八位字节（ESI 值）的格式。可以使用以下六种 ESI 类型：

**-** **类型 0 (T=0x00)** \- 此类型表示任意 9 八位字节 ESI 值，由管理员管理和配置。

**-** **类型 1 (T=0x01)** \- 当在 PE 和 CE 之间使用 IEEE 802.1AX LACP 时，此 ESI 类型表示通过连接以下参数从 LACP 确定的自动生成的 ESI 值：

\+ CE LACP 系统 MAC 地址（6 个八位字节）。 CE LACP 系统 MAC 地址必须编码在 ESI 值字段的前 6 个八位字节中。

\+ CE LACP 端口密钥（2 个八位字节）。 CE LACP 端口密钥必须编码在系统 MAC 地址后面的 2 个八位字节中。

\+ 剩余的八位字节将设置为 0x00。

对于 CE 而言，它会将其连接的多个 PE 视为同一台交换机。这允许 CE 聚合连接到不同 PE 的一个链路组中。