路由型MPLS VPN技术原理及业务实现.ppt
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1、1,路由型MPLS VPNQOS技术原理及业务实现,集团运维事业部2006年12月,2,目录,MPLS技术原理MPLS VPN技术原理跨域MPLS VPN技术CN2 MPLS VPN业务部署MPLS VPN QOS 设计,3,MPLS技术原理,MPLS 如何转发Label header格式MPLS转发过程,4,MPLS如何转发,MPLS如何转发,5,MPLS 标签格式-1/2,EXP01234567,IPP,6,MPLS 标签格式-2/2,7,MPLS转发模式(帧模式),以帧为单位进行转发,入口LSR对IP报文进行压栈(Push),LSP根据标签进行转发(Switch);出口LSR路由器支持弹
2、栈(POP),还原为IP报文。为实现快速转发,一般在倒数第二个LSP进行弹栈,而不是在出口LSP进行弹栈。,8,路由型VPN技术原理,9,路由型VPN技术原理-1/10,MPLS VPN网络结构CE(Custom Edge)用户Site中直接与服务提供商相连的边缘设备,一般是路由器;PE(Provider Edge)骨干网中的边缘设备,它直接与用户的CE相连;P 路由器(Provider Router)骨干网中不与CE直接相连的设备。,10,路由型VPN技术原理-2/10,VPN路由转发实例VRF(VPN routing&Forwording)包含一个或多个直接相连的CE路由表和一张转发表,V
3、RF可以与任何类型的接口关联起来 在PE和CE之间通过Static、EBGP、RIP、OSPF等来传播路由信息PE维护独立的路由表:公网和私网,11,路由型VPN技术原理-3/10,VRF路由的发布PE之间通过MP-iBGP交换VPN-IPV4路由;RD与IP地址一起构成唯一的VPN-IPV4;接收端PE将路由引入VRF;VPN路由只存在PE路由器上,无需注入P路由器。,12,路由型VPN技术原理-4/10,VPNv4和IPv4 地址族为解决不同VPN地址有用重合的空间,引入了新的地址族-VPN-v4地址,原地址族为IPv4PE路由器之间使用BGP来发布VPNv4路由 RD在不同VPN间具有唯
4、一性,如果两个VPN使用相同的IP地址,PE路由器为它们添加不同的RD,转换成唯一的VPN-v4地址,不会造成地址空间的冲突,13,路由型VPN技术原理-5/10,RD结构RD格式2字节ASN,4字节用户自定义,例如:100:14字节IP,2字节用户自定义,例如:172.1.1.1:1一般为一个Site分配一个RD,它是VRF标志,14,路由型VPN技术原理-6/10,MP-BGP(MultiProtocol BGP)MP-BGP是BGP支持多协议的扩展,不仅能承载IPv4路由,而且能承载VPN,IPv6,组播等路由为保持兼容性,MP-BGP引入了两个路由属性:MP_REACH_NLRI:在B
5、GP Update消息中用于发送可达新协议的路由 MP_UNREACH_NLRI:在BGP Update消息中用于撤销多个不可达路由,15,路由型VPN技术原理-7/10,Route TargetRT使用BGP 扩展Community属性,并并且重新命名:RT(Route Target)PE路由器存在两个Route Target属性的集合Import TargetsExport Targets,16,路由型VPN技术原理-8/10,MP_REACH_NLRI信息跟随之后是RT列表,17,路由型VPN技术原理-9/10,MP-BGP的扩展属性:MP_UNREACH_NLRI,18,路由型VPN技
6、术原理-10/10,每个RT Export Target与import Target都可以配置多个属性,可以实现非常灵活的VPN访问控制,B,A,A,19,网络拓扑控制(1/3),全网状组网(any-to-any)全网状组网强调网络的互通性,确保VPN所有站点互联互通,该方案适合不同部门或分支机构有频繁业务来往的企业组网需要。配置如下:ip vrf CTVPN10000-Mortorla description Mortorla VPN in BeiJing Siterd 4809:100000 route-target import 4809:10000000route-target exp
7、ort 4809:10000000,20,网络拓扑控制(2/3),星形组网(Hub-Spoke)适合主从架构的机构组网需要,目前大部分企业和政府部门属于这种架构,在这种架构中,保证分支机构和总部直接通性,而防止分支机构直接访问,实现VPN访问的安全性。总部站点VRF配置如下所示:ip vrf CTVPN10001-Mortorladescription Mortorla VPN in BeiJing Siterd 4809:100001 route-target import 4809:10000101route-target export 4809:10000100,21,网络拓扑控制(3/
8、3),星形组网(Hub-Spoke)分支机构VRF配置如下所示:ip vrf CTVPN10001-Mortorladescription Mortorla VPN in ShangHai Siterd 4809:100001route-target import 4809:10000100route-target export 4809:10000101!,22,MPLS VPN 标签分配,PE 和 P 路由器通过骨干网IGP学会到BGP邻居下一跳的地址通过运行LDP协议,分配标签,建立LSP通道标签栈用于报文转发,外层标签用来指示如何到达BGP下一跳,内层标签表示报文的出接口或者属于哪个V
9、RF(属于哪个VPN)MPLS 节点转发是基于外层标签,而不管内层标签是多少,23,路由型VPN报文转发,入口PE收到CE的普通IP报文后,PE根据入接口所属的VRF加入到相应的VPN转发表,查找下一跳和标签。,149.27.2.27,28,3,24,路由型MPLS VPN原理总结,为解决不同VPN地址冲突,引入了新的地址族-VPN-v4地址=RD+IPv4;RD+IPv4具有唯一性在控制平面,PE之间使用MP-BGP交换VPNv4路由;使用RT属性控制VPN路由策略,形成相应的VPN拓扑在控制平面,PE与CE之间使用普通路由协议交换路由在转发平面,PE之间需要需要建立路由LSP在转发平面,P
10、路由器上,VPN数据包使用外层路由Label进行转发;在进入PE路由器上,根据VPN Label区分相应VRF,定位相应的Site,25,VPN-B-1,PE-1,VPN-B-2,PE-2,CE-4,VPN-G-1,CE-B2,CE-B1,CE-3,VPN-G-2,PE-ASBR-1,PE-ASBR-2,AS#100,AS#200,VPN-R-1HUBv,CE-R1,VPN-R-2Spoke,VPN-R-3Spoke,Internet,Interne-GW,Interne-GW,Inter-AS 技术概况,26,Back-to-Back VRF(常用)关注可控、安全、支持流量控制MP-eBGP
11、(常用)基于可信任,关注可扩展、可管理性多跳MP-eBGP(少用)基于可信任、关注可扩展、可管理性多跳RRs MP-eBGP(少用)基于可信任、关注可扩展、可管理性,Inter-AS互连模式,27,Back-to-Back VRF 方式-1/2,需要对VRF进行灵活控制的情况下,推荐使用Back-to-Back VRF ASBR直接通过一条物理链路互联为每个VRF创建和分配一个子端口包转发直接使用 IP封装,无需打上标签每个 PE-ASBR 视对方为CEPE-ASBR to PE-ASBR 链路使用PE-CE支持的常见路由协议大量VRF情况下存在时,配置工作量较大,28,Back-to-Bac
12、k VRF 互联-2/2,VPN-A-1,PE-1,VPN-A-2,PE-2,CE-4,VPN-B-1,CE-2,CE-1,CE-3,VPN-B-2,PE-ASBR间VRF to VRF互联,需要在NNI接口为每个VPN创建逻辑接口和配置VRF,配置PECE路由,PE-ASBR-1,PE-ASBR-2,AS#100,AS#200,Vlan-A,Vlan-B,29,Back-to-Back VRF 方式:控制平面,PE-1,PE-2,VPN-B-1,CE-2,CE-3,VPN-B-2,PE-ASBR间VRF to VRF互联,PE-ASBR-1,PE-ASBR-2,152.12.4.0/24,B
13、GP,OSPF,RIPv2 152.12.4.0/24,NH=CE-2,VPN-v4 update:RD:1:27:152.12.4.0/24,NH=PE-1RT=1:222,Label=(29),VPN-B VRFImport routes with route-target 1:222,BGP,OSPF,RIPv2 152.12.4.0/24 NH=PE-ASBR1,VPN-v4 update:RD:1:27:152.12.4.0/24,NH=PE-ASBR-2RT=1:222,Label=(92),VPN-B VRFImport routes with route-target 1:22
14、2,BGP,OSPF,RIPv2 152.12.4.0/24,NH=PE-2,30,Back-to-Back VRF方式:转发平面,PE-1,PE-2,VPN-B-1,CE-2,CE-3,VPN-B-2,PE-ASBR间VRF to VRF互联,PE-ASBR-1,PE-ASBR-2,152.12.4.0/24,152.12.4.1,32|92|152.12.4.1,152.12.4.1,13|29|152.12.4.1,152.12.4.1,31,MPLS VPN业务实现,中国电信MPLS VPN业务网络参考模型CN2 VPN BGP路由设计CN2国内网络CN2 国际网络接入段要求QOS部署
15、,32,中国电信MPLS VPN业务网络参考模型(1/2),A,33,业务网络参考模型(2/2),中国电信提供路由型MPLS VPN业务采用CN2+城域网两级架构。用户CE可直接通过CN2网络接入或通过城域网接入;用户接入支持以太、数字电路等多种接入方式。CN2和城域MPLS VPN跨域对接优先采用Option A方式,采用两对PE-ASBR背对背进行对接。中国电信设置三个出口局(北京、上海、广州),各部署2台ISR提供与合作运营商MPLS VPN对接,对接方式优先采用Option A。此外通过海外POP节点,也可以提供跨运营商MPLS VPN对接。符号说明:P:代表MPLS 网络的P路由器,
16、CN2的A、D和C类路由器都是P路由器S:代表边缘业务路由器VR:代表VPN MBGP的路由反射器,虚线代表BGP PEER关系MAN:代表城域网CE:代表MPLS VPN客户接入路由器W:代表延伸交换机F:海外POP业务路由器,34,CN2 国内业务节点,国内PE/PE-ASBR设置国内覆盖约200城市二期扩容后,大部分城市具备双PE备份接入能力,并为软交换工程配套的PE上新增业务端口,为大客户VPN业务提供双PE接入。国内PE路由器配置有2.5G POS、GE、Channelized STM-1卡,其中采用两条2.5G POS电路分别与该城市节点两台P路由器连接。GE、Channelize
17、d STM-1作为VPN接入电路(N*64K,N*2M接入)。,35,CN2 国内业务节点,一期PE配置的业务板卡Engine3 4口GE 一块Engine0 2口Choc3一块二期PE配置的业务板卡Engine3 4口GE 一块SIP601(大多数城市)SIP501(安徽)SPA Choc3SPA-5X1GE,36,CN2 国际网络,CN2在北京、上海和广州各设置了2台国际业务路由器(ISR)作为国际VPN业务互连ASBR和直接国际VPN客户接入(PE用途)。Cn2在香港、东京、新加坡、伦敦、法兰克福、纽约、华盛顿、圣何塞、洛杉矶设置了9个POP节点,初期提供国际VPN客户、Internet
18、接入和网间互连业务。国外运营商互连只能与国际网络部分互连。,37,ISR配置板卡情况,北京节点ISR1:POS OC3(8口),SIP401,SPAE3/T3 6口,SPA ChOC3ISR2:engine3 4口GE,engine3 4口ATM上海节点ISR1:POS OC3(8口),SIP401,SPAE3/T3 6口,SPA ChOC3ISR2:engine3 4口GE,engine3 4口ATM广州节点ISR1:POS OC3(8口),SIP401,SPAE3/T3 6口,SPA ChOC3ISR2:engine3 4口GE,engine3 4口ATM,38,海外POP节点板卡配置情况
19、,海外POP节点(除香港和东京)主要GSR12416板卡配置如下12000-SIP-401/501/600OC48X/POS(中继端口)8OC3X/POSSPA-1XCHSTM1/OC3SPA-4XT3/E3SPA-5X1GE,39,VPN BGP路由设计-1/3,VPN RR为提高业务部署的灵活性,可管理性,可靠性,VRR和RR独立部署设置VPN RR 12台,部署在七大核心节点和深圳节点。每个VPN RR Peer的数量在150个之内。随着VPN业务增长,PE数量增多、用户路由增加,可逐步增加VPN RR,按业务实现不同RR组的路由分担。,40,VPN BGP路由设计-2/3,V1,X1,
20、X2,Y1,Y2,X9,X10,Y9,Y10,X18,Y17,Y18,X26,Y25,Y26,IBGP Peer全网络互连,V2,V5,V6,北京西安:陕西、宁夏、甘肃、新疆、北方10省,Y1,Y2,Y9,Y10,Y17,Y18,Y25,Y26,V3,V4,Y1,Y2,Y9,Y10,Y17,Y18,Y25,Y26,V7,V8,Y1,Y2,Y9,Y10,Y17,Y18,Y25,Y26,V9,V10,Y1,Y2,Y9,Y10,Y17,Y18,Y25,Y26,V11,V12,上海1-广州1:福建、江西,上海2-南京:安徽、江苏、浙江、上海,广州2-武汉:湖南、湖北、广西,广州3-成都:四川、云南、西
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- 路由型MPLS VPN技术原理及业务实现 路由 MPLS VPN 技术 原理 业务 实现
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