L2VPN之VLL与PWE3

2018年7月4日21:46:24 发表评论 2,469 views

一.VLL概述:(virtual lease line)

VLL是对传统租用线业务的仿真,使用IP网络模拟租用线,提供非对称、低成本的DDN业务。从虚拟租用线两端的用户来看,该虚拟租用线近似于传统的租用线。VLL技术是一种点到点的虚拟专线技术,能够支持几乎所有的链路层协议。

VLL提供基于MPLS网络的二层VPN服务,使运营商可以在统一的MPLS网络上提供不同介质的二层VPN,包括VLAN、Ethernet、PPP等。同时,MPLS网络仍可以提供传统IP、MPLS L3VPN、流量工程和QoS等服务。简单来说,VLL就是在MPLS网络上透明传输用户二层数据。从用户的角度来看,MPLS网络是一个二层交换网络,可以在不同节点间建立二层连接。

L2VPN之VLL与PWE3

 

二.VLL分类:
1.电路交叉连接(Circuit Cross Connect):CCC通过静态的LSP配置实现VLL,与普通VLL不同,CCC采用
一层标签传送业务数据,因此,CCC对LSP的使用是独占性的。CCC的LSP只用于传递这个CCC连接的数据,不能用于其他VLL连接,也不能用于BGP/MPLS VPN或承载普通的IP报文。CCC连接有两种:
(1)本地连接:在两个本地CE之间建立的连接,即,两个CE连在同一个PE上。PE的作用类似二层交换机,可以直接完成交换,不需要配置静态LSP。
(2)远程连接:在本地CE和远程CE之间建立的连接,即,两个CE连在不同的PE上,需要配置静态LSP来把报文从一个PE传递到另一个PE。PE侧通过配置命令将静态LSP与CCC连接进行对应。
2.静态SVC(Static Virtual Circuit):静态VC也是一种静态的VLL,不使用信令协议传递L2VPN(Layer 2 Virtual Private Network)二层虚拟专用网信息,需要手工配置VC标签信息。创建SVC的静态L2VC连接时,可以通过隧道策略指定使用的隧道类型(LDP LSP,CR LSP,GRE),并支持负载分担。SVC支持Multi-Hop方式的跨域L2VPN,不支持本地连接。
3.Martini方式的VLL:Martini方式配置简单,通过建立点到点链路实现L2VPN,并
使用LDP作为传递二层信息和VC标签的信令协议。在Martini方式中,两个CE之间的VC由
VC-Type+VC-ID标识。
VC-Type : 表明VC的封装类型:例如ATM(atm-aal5-sdu,atm-trans-cell)/VLAN/PPP/Ethernet或HDLC。
VC-ID : 标识VC。与VC-Type共同唯一标识一个VC。
连接两个CE的PE通过LDP交换VC标签,并通过VC-ID绑定对应的CE。当AC接口物理状态变为Up,PE间的隧道建立成功,并完成双方的标签交换和绑定后,一条VC就建立起来了。为了在PE之间交换VC标签,
Martini草案对LDP进行了扩展,在VC FEC中增加了一种FEC类型。此外,对于远程连接,由于交换VC标签的两个PE可能不是直接相连的,所以,必须建立remote LDP会话来传递VC FEC和VC标签。Martini方式支持Multi-Hop方式的跨域L2VPN,
不支持本地连接
4.Kompella方式的VLL:Kompella方式
使用BGP作为传递二层信息和VC标签的信令协议,在MPLS网络上以端到端(CE到CE)方式实现L2VPN。与Martini方式不同,Kompella方式的VLL不直接对CE与CE之间的连接进行操作,而是
在整个运营商网络中划分不同的VPN,在VPN内部对CE进行全局编号。
类似于BGP/MPLS VPN,Kompella方式也
使用VPN Target来进行VPN路由收发的控制,给组网带来了很大的灵活性。要建立两个CE之间的连接时,需要
在PE上设置本地CE和远程CE的CE ID。Kompella方式支持本地连接和远程连接;并支持下述两种方式的跨域L2VPN:
Multi-Hop方式:采用BGP标签路由
MP-EBGP方式:在ASBR上保存标签块
Kompella方式采用标签块(Label block)分配标签,一次为多个连接分配标签。用户可以指定一个本地CE的范围
(CE range),表明这个CE能与多少个CE建立连接。系统一次为这个CE分配一个标签块,标签块的大小等于CE range。这种方式允许用户为VPN分配一些额外的标签,短期可能会造成标签资源的浪费,但能够减少VPN扩容时的配置工作量。假设一个企业的VPN包括10个CE,考虑到企业扩展业务,将来可能会有20个CE。这时,可以把每个CE的CE range设置为20,预先为未来的10个CE分配标签。以后VPN添加CE节点时,只需要在与新CE直接相连的PE修改配置,其他PE不需要进行任何修改。
三.异种介质互通
VLL支持异种介质互通,如果同一VLL两端CE链路类型不一致,就需要使用VLL异种介质互通特性。根据draft-kompella-ppvpn-l2vpn的建议,在建立VLL连接时,PE的AC侧接口的封装类型使用ip-interworking,在MPLS网络上透明传递用户的三层数据,即IP报文。
四.跨域L2VPN
VLL的跨域问题与实现方式有关。CCC模式是单层标签,因此只要ASBR之间建立静态LSP,那么就可以完成跨域。对照L3VPN中的三种跨域方法来分析一下其他L2VPN方式的跨域实现情况。SVC、Martini和Kompella方式都可以实现:
Option A(VRF-to-VRF)方式的跨域:在L2VPN的跨域组网环境中,需要考虑ASBR之间使用的链路类型是否与VC的类型一致。
这种跨域方式的缺点是ASBR上要为每一条跨域的VC准备一个子接口。如果需要跨域的VC数量较少,可以采用这种跨域方式。与L3VPN比较,这种跨域方式的L2VPN需要消耗更多的资源和更大的配置量,不推荐使用。
Option C方式的跨域:这是目前是最好的解决方案,
SP网络设备只需要在不同AS的PE上建立外层隧道(通过BGP为路由分标签,跨站骨干MPLS域)即可。ASBR不维护跨域的L2VPN信息,也不必为跨域的L2VPN准备接口。L2VPN的信息只是在PE间交换,对资源的消耗小,对配置量也没有什么增加。
PWE3:扩展了的martini的VLL
一.PWE3概述:
PWE3(Pseudo-Wire Emulation End to End)是指在分组交换网络PSN(acket Switched Network)中尽可能真实地
模仿ATM、以太网、低速TDM(Time Division Multiplexing)电路和SONET/SDH等业务的基本行为和特征的一种二层业务承载技术。在PSN网络的PE中,
PWE3以LDP为信令协议,通过隧道(如LSP隧道、GRE)模拟CE(Customer Edge)端的各种二层业务(如各种二层数据报文),透明传递CE端的二层数据。这种模拟是近似的,对TDM数据会带来失真。
L2VPN之VLL与PWE3

二.PWE3分类
PWE3按实现方案可分为静态PW和动态PW;按组网类型可分为单段PW和多段PW。PWE3支持异种介质互联、跨域PWE3等特性。先了解下在RFC中对下面两个概念的定义。
U-PE(Ultimate PE):是指直接与用户边缘设备相连的骨干网络边缘设备。AC直接接入的PE设备,在多条PW中通常指第一个或者最后一个PE设备。
S-PE(Switching Point PE):是指在骨干网内部负责交换PW,进行PW标签交换的设备。
静态PW(Static PW):不使用信令协议进行参数协商,而是通过命令行手工指定相关信息,数据通过隧道在PE之间传递。
动态PW(Dynamic PW):使用信令协议建立起来PW。U-PE
通过LDP交换VC标签,并通过VC-ID绑定对应的CE。当连接两个PE的隧道建立成功,双方的标签交换和绑定完成后,只要这两个PE的AC链路为Up,一个VC就建立起来了。动态PW的消息报文包括:
Request:用于向对端请求分配标签
Mapping:用于向对端分配标签,并可以根据默认信令行为选择是否携带状态字(Martini模式不支持状态字)
Notification:用于通告状态,协商PW状态信息,减少报文交互的数量
Withdraw:携带对应的标签和状态,用于通知对端撤销标签
Release:通知发送Withdraw的对端设备,本端已将相应标签删除
动态PW的建立和拆除过程如下,类似TCP的三次握手和四次握手
L2VPN之VLL与PWE3

在Martini的基础上,动态PW在Mapping报文中增加了可选状态参数,并支持Notification报文。在网络不稳定时,Notification报文可以减少报文交互的数量。例如,PE设备如果出现AC链路振荡,只需发送Notification报文通告本端AC链路状态,而对端收到该报文并不拆除VC。而在Martini方式中,如果PE出现AC链路振荡,就不断发送Withdraw报文,导致PW的反复建立和删除。
L2VPN之VLL与PWE3

当PE1不再转发PE2的报文(例如用户撤销指定PE2为Peer)时,它发送Withdraw消息给PE2,PE2收到Withdraw消息后拆除PW,并回应Release消息,PE1收到Release消息后释放标签,拆除PW。

单段PW(Single-segment Pseudo-Wire):指U-PE与U-PE之间直接建立一条PW,不需要PW Label层面的标签交换。
L2VPN之VLL与PWE3

多段PW(Multi-segment Pseudo-Wire):指U-PE与U-PE之间存在分段的多条PW,多段中的U-PE和单段中的U-PE转发机制相同,只是多段转发时需要在S-PE(Switching PE)上做PW Label层面的标签交换。

L2VPN之VLL与PWE3

三.异种介质互通
PWE3支持异种介质互通,如同VLL
四.跨域L2VPN:
两种跨域PWE3解决方案:
Inter-AS PWE3-Option A:跨域的业务数据在ASBR间通过专用的接口传输,该用户对ASBR间的链路是独占的
Inter-AS PWE3-Option C:PE间通过Multi-hop MP-EBGP发布标签VPN-IPv4路由
五.控制字
控制字是一个4字节的封装报文头,MPLS分组交换网络里用来传递报文信息。在PWE3的控制层面,用一个bit来表示PW是否含有控制字。在转发层面,如果支持控制字,则在数据报文前增加一个32bit的控制字,用来表示报文顺序。但是下述情况也可以用到控制字:当PE到PE间为以太网、PE与CE间为PPP连接时,由于PPP的控制报文大小达不到以太网支持的最小MTU,PPP不能协商成功。这时,通过添加控制字(即添加填充位)可以避免此问题。对于LDP-PW,在控制层面,两端同时支持或者同时不支持控制字时,才能协商成功。在转发层面,按照协商结果支持控制字。
六.PW模板
是指从PW中抽象出来的公共属性,便于被不同的PW共享。为了便于扩展,增加了PW template命令模式,把一些PW的公共属性配置在PW的模板上。当在接口模式下创建PW时,可以引用该模板。

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