فهم MPLS L2VPN Pseudowire

المقدمة

يصف هذا المستند حالات مضاهاة الاتصالات السلكية للشبكة الافتراضية الخاصة L2 (L2VPN) القائمة على تبديل التسمية متعدد البروتوكولات (MPLS).

معلومات أساسية

تتم تغطية إرسال إشارات الملف المزيف وتحليل الحزمة في Cisco IOS®، و Cisco IOS® XE لتوضيح السلوك.

نظرة عامة على L2VPN

النقل من المستوى 2 (L2) عبر التحويل متعدد البروتوكولات (MPLS) و IP موجود بالفعل لدوائر الملحقات المماثلة، مثل إيثرنت إلى إيثرنت، و PPP إلى PPP، والتحكم في إرتباط البيانات عالي المستوى (HDLC)، وما إلى ذلك

تستخدم شبكات L2VPN خدمات L2 عبر MPLS لإنشاء مخطط إتصالات من نقطة إلى نقطة تصل بالمواقع الطرفية في شبكة VPN. توفر شبكات L2VPN هذه بديلا للشبكات الخاصة التي تم توفيرها بواسطة خطوط مستأجرة مخصصة أو بواسطة الدوائر الظاهرية من L2 التي تستخدم ATM أو ترحيل الإطارات. وتعرف الخدمة المزودة بشبكات L2VPN هذه باسم خدمة الاتصال اللاسلكي الخاصة الظاهرية (VPWS).

• يتم بناء الشبكات الخاصة الظاهرية (VPN) من L2باستخدام تقنية Pseudowire (PW).
• توفر شبكات PW تنسيق وسيط شائع لنقل أنواع متعددة من خدمات الشبكة عبر شبكة محولة للحزم (PSN) - شبكة تقوم بإعادة توجيه الحزم - IPv4، IPv6، MPLS، Ethernet.
• توفر تقنية PW وسائل نقل شبيهة بتلك التي توفرها تقنية Like-to-Like، كما توفر إمكانية العمل البيني (IW).
• يتم تضمين الإطارات التي يتم استقبالها في موجه PE على التيار المتردد وإرسالها عبر PSW إلى موجه PE البعيد. 
• يستلم المخرج PE Router الحزمة من PSW ويزيل تغليفهم.
• يستخرج الشق الخاص بالمخرج ويرسل الإطار إلى التيار المتردد. 

لماذا يلزم وجود L2VPN

• يسمح ل SP بامتلاك بنية أساسية واحدة لكل من خدمات IP والخدمات القديمة.
• ترحيل خدمات ATM القديمة وترحيل الإطارات إلى مركز MPLS/IP دون انقطاع إلى الخدمات الموجودة.
• إن توفير خدمات L2VPN الجديدة تزايدي (وليس من البداية) في مركز MPLS/IP الحالي.
• معدلات التوفير في رأس المال والتشغيل لشبكة IP/MPLS المجمعة.
• يوفر برنامج SP خدمات جديدة من نقطة-2 أو نقطة-2 متعددة النقاط يمكنك الحصول على التوجيه الخاص بها وسياسات جودة الخدمة وآليات الأمان وهكذا.

طرازات الشبكة الخاصة الظاهرية (VPN) MPLS L2

خيارات التقنية

1. خدمات VPWS

· من نقطة إلى نقطة · يشار إليها باسم أسلاك زائفة (PW)

2- خدمات VPLS

· نقاط متعددة

3- EVPN

· تقدم مجموعة xEVPN حلول الجيل التالي لخدمات إيثرنت

أ. مستوى التحكم في BGP لقطاع الإيثرنت وتوزيع MAC والتعلم عبر MPLS Core

ب - نفس المبادئ والخبرة التشغيلية للشبكات الخاصة الظاهرية القائمة على بروتوكول الإنترنت

· عدم إستخدام أسلاك زائفة

أ. يستخدم أنفاق MP2P للبث الأحادي

ب. تسليم الإطارات متعددة الوجهة عبر النسخ المتماثل من خلال الدخول (عبر أنفاق MP2P) أو LSM

· حلول متعددة الموردين في ظل توحيد معايير IETF

4 - PBB-EVPN

· يجمع بين أدوات التطوير من PBB (المعروف أيضا باسم MAC-in-MAC) مع تعلم MAC المستند إلى BGP من EVPN

EVPN و Provider Backbone Bridging EVPN (PBB-EVPN) هما حلول الجيل التالي ل L2VPN قائمة على مستوى التحكم في BGP لتوزيع/تعلم MAC عبر القلب، ومصممة لمعالجة هذه المتطلبات: 

• تكرار كل تدفق وموازنة الأحمال
• إمداد وتشغيل مبسطان
• إعادة التوجيه الأمثل
• تقارب سريع
• قابلية توسع عنوان MAC

VPWS - نموذج مرجع سلك زائف

1. PW هو اتصال بين جهازي PE يوصل بين جهازي AC، ويحملان إطارات L2.
2. أي نقل عبر MPLS (AToM) هو تنفيذ Cisco ل VPWS لشبكات IP/MPLS.
3. دائرة المرفق (AC) هي الدائرة المادية أو الافتراضية التي تربط CE ب PE، ويمكن أن تكون ATM، وترحيل الإطارات، و HDLC، و PPP وما إلى ذلك.
4. تعتبر أجهزة Edge (CE) PW كارتباط أو دائرة غير مشتركة.

الطبقة 2 VPN Enabler (أداة تمكين الشبكة الخاصة الظاهرية (VPN)): الأداة الزائفة

يتم بناء الشبكات الخاصة الظاهرية (VPN) من L2باستخدام تقنية Pseudowire (PW).

• توفر شبكات PW تنسيق وسيط شائع لنقل أنواع متعددة من خدمات الشبكة عبر شبكة محولة للحزم (PSN) - شبكة تقوم بإعادة توجيه الحزم - IPv4، IPv6، MPLS، Ethernet.
• توفر تقنية PW وسائل نقل شبيهة بتلك التي توفرها تقنية Like-to-Like، كما توفر إمكانية العمل البيني (IW).
• يتم تضمين الإطارات التي يتم استقبالها في موجه PE على التيار المتردد وإرسالها عبر PSW إلى موجه PE البعيد. 
• يستقبل موجه PE المخرج الحزمة من Pseudowire ويزيل تغليفها. 
• يستخرج الشق الخاص بالمخرج ويرسل الإطار إلى التيار المتردد.

بنية AToM

• في شبكة AToM، تقوم جميع الموجهات في بروتوكول SP بتشغيل MPLS وموجه PE بتيار متردد نحو موجه CE. 
• في حالة AToM، يكون نفق PSN لا شيء غير تسمية LSP مسار محول بين موجهات PE.
• على هذا النحو، التسمية المرتبطة ب LSP تلك تسمى تسمية النفق في سياق AToM.
• الأولى أن الحزب الديمقراطي الليبرالي يشير إلى القفزة في الخط الفاصل بين الحزبين الديمقراطي الإنجليزي. 
• ثانيا، يمكن أن يكون LSP عبارة عن نفق MPLS TE يقوم RSVP بإشاراته بالإمتدادات اللازمة ل TE.
• باستخدام تسمية النفق هذه، يمكنك تعريف نفق PSN الذي ينتمي إليه الإطار الذي تحمله.
• كما تحصل تسمية النفق هذه على الإطارات من PE المحلي أو المدخل إلى PE البعيد أو المخرج عبر العمود الفقري ل MPLS.
• لمضاعفة العديد من العناصر الزائفة في نفق PSN، يستخدم موجه PE علامة أخرى لتحديد العناصر الزائفة.
• تسمى هذه التسمية VC أو PW لأنها تعرف ال VC أو PW الذي يتم تجميع الإطار فيه.

نقل L2 عبر MPLS

تضمين حركة مرور VPWS

1. يتم إستخدام التضمين ثلاثي المستويات.
2. الحزم المحولة بين PEs باستخدام تسمية النفق.
3. تعريف تسمية VC PW.
4. تم الإشارة إلى تسمية VC بين PEs.
5. يحمل برنامج Control Word (CW) الاختياري وحدات بت التحكم من الطبقة 2 ويمكن التسلسل.

إرسال إشارات زائفة

• تشير جلسة TLDP بين موجه PE إلى الطراز الزائف.
• الغرض من جلسة T-LDP بين موجهات PE هو الإعلان عن تسمية VC التي ترتبط ب PSW.
• يتم الإعلان عن هذه التسمية في رسالة تعيين تسمية تستخدم وضع إعلان التسمية غير المرغوب فيه للتدفق البعيد.
• ملصق VC المعلن عنه بواسطة Egress PE لدخول PE للتيار المتردد عبر جلسة TLDP.  # تسمية VC حسب TLDP
• ملصق النفق المعلن عنه لموجه PE المخرج إلى المدخل PE بواسطة LDP. # ملصق النفق بواسطة LDP

لاحظ أن مخرج PE يعلن عن التسمية 3، التي تشير إلى إستخدام PHP.

تحتوي رسالة تعيين التسمية التي يتم الإعلان عنها في جلسة TLDP على بعض TLV :

معرف معرف المورد المزيف (معرف PW) FEC TLV: يحدد الملف المزيف الذي ترتبط به التسمية

التسمية TLV <- يستخدم LDP للإعلان عن ملصق MPLS.

يحتوي معرف PW FEC TLV على:

1. C-bit: إذا تم تعيينها إلى 1 تعني أن كلمة التحكم موجودة.

2. نوع PW: يمثل نوع الملف الزائف.

3. معرف المجموعة: يحدد مجموعة الأصول الزائفة. نفس معرف المجموعة إلى كل AC على نفس الواجهة. يمكن أن يستخدم PE معرف المجموعة لسحب جميع تسميات VC المقترنة بمعرف المجموعة هذا في رسالة سحب تسمية LDP واحدة. ويشار إلى هذا سحب تسمية حرف البدل.

4. معرف PW: معرف PW هو معرف VC

5. معلمات الواجهة: يحدد وحدة الحد الأقصى للنقل (MTU) للواجهة باتجاه الموجه CE، معرف الشبكة المحلية الظاهرية (VLAN) المطلوب.

إذا لم تتطابق معلمة MTU، فلن يشير PW إلى ذلك. لأن LSP أحادي الإتجاه، يمكن تكوين PW فقط في حالة وجود LSP آخر في الإتجاه المعاكس بين نفس زوج موجهات PE.

يتم إستخدام PW FEC TLV لتعريف ومطابقة OPP LSP بين زوج من موجهات PE،

كلمة التحكم

كلمة التحكم لها هذه الوظائف الخمس: 

1. حزم صغيرة للحزم
2. حمل وحدات بت التحكم من الطبقة 2 رأس البروتوكول المنقول
3. الحفاظ على تسلسل الإطارات المنقولة 
4. تسهيل موازنة حمل حزمة AToM بشكل صحيح في الشبكة الأساسية ل MPLS
5. تسهيل التجزئة وإعادة التجميع

1. الحزم الصغيرة للوحة: إذا كانت حزمة AToM لا تفي بهذا الحد الأدنى، فيتم إضافة الإطار للوفاء بالحد الأدنى للطول على إرتباط الإيثرنت.

لأن رأس MPLS ليس له طول يشير إلى طول الإطارات، فإن كلمة التحكم تحمل حقل طول يشير إلى طول الإطار. 

إذا كانت حزمة AToM المستلمة في موجه PE المخرج تحتوي على كلمة تحكم بطول ليس 0، فإن الموجه يعرف أنه قد تمت إضافة الإضافة ويمكن أن يزيل المساحة بشكل صحيح قبل إعادة توجيه الإطارات. 

2. حفظ تسلسل الإطارات المنقولة: باستخدام مستقبل رقم التسلسل هذا يمكن اكتشاف الحزم:

يكون للحزمة الأولى التي يتم إرسالها إلى PW رقم تسلسلي يبلغ 1 وزيادات لكل حزمة تالية بمقدار 1 حتى تصل إلى 65535

إذا تم كشف هذا خارج النطاق، فلن يتم إعادة طلب حزمة AToM غير المتسلسلة.

يتم تعطيل التسلسل بشكل افتراضي.

3. موازنة التحميل:

تقوم الموجهات بفحص حمولة MPLS. على أساس أن مسحاج تخديد يقرر كيفية التحكم في حركة المرور.

ينظر الموجه إلى أول Bpm، إذا كانت أول Nibble = 4 ثم إنها حزمة IPv4. تبدأ كلمة التحكم العامة بالقيمة Line 0، وتبدأ كلمة التحكم المستخدمة لبيانات OAM بالقيمة 1.

4. تسهيل التجزئة وإعادة التجميع:

يمكن إستخدامه للإشارة إلى تجزئة الحمولة

00 = غير مجزأة

01 = الجزء الأول

10 = الجزء الأخير

11 = شظية وسيطة

معالجة مستوى إعادة التوجيه

مع إستقبال المدخل PE للإطار من CE، فإنه يعيد توجيه الإطار عبر العمود الفقري MPLS إلى المخرج LSR مع مسميات:

1. تسمية النفق (التسمية العليا) - تخبر كل LSR و Egress PE إلى حيث يجب إعادة توجيه الإطار.

2. تسمية VC (التسمية القاعدية) - لقد حددت مخرج AC على مخرج PE.

في شبكة AToM، يجب أن يقوم كل زوج من موجهات PE بتشغيل جلسة LDP مستهدفة فيما بينهم.

خلال جلسة العمل التي عقدها بروتوكول TLDP، قام مخطط العلامات الزائفة، والأهم من ذلك، الإعلان عن علامة VC. 

عملية

الخطوة 1. يدفع موجه PE المدخل أولا ال VClabel إلى الإطار. ثم يدفع تسمية النفق.

الخطوة 2. تسمية النفق هي التسمية المقترنة ببادئة IGPprefix التي تعرف PE البعيد. البادئة هي البت المحدد في تكوين AToM.

الخطوة 3. بعد ذلك تتم إعادة توجيه الحزمة MPLSpacket وفقا لعنوان النفق، يقفز حسب الخطوة حتى تصل الحزمة إلى egressPE2.

الخطوة 4. عندما وصلت الحزمة إلى المخرج pe تم إزالة تسمية النفق بالفعل. هذا بسبب سلوك PHP بين آخر موجه P و مخرج PE.

الخطوة 5. بعد ذلك يبحث المخرج pe عن تسمية VC في قاعدة معلومات إعادة التوجيه شريط VC، ويرسل الإطار إلى التيار المتردد الصحيح.

إرسال إشارات بحالة PW

بعد أن تقوم موجهات PE بإعداد الملف المزيف، يمكن أن يشير PE إلى حالة الملف المزيف إلى PE البعيد. هناك طريقتان:

1. سحب التسمية (أكبر من 2)

• يمكن لموجه PE سحب تعيين التسمية إما عن طريق إرسال رسالة سحب التسمية أو عن طريق إرسال رسائل إصدار تعيين التسمية.

• إذا كان التيار المتردد معطلا، فيشير موجه PE إلى ذلك عن طريق إرسال رسالة "سحب التسمية" إلى PE البعيد.
• إذا تم إيقاف تشغيل واجهة مادية، فإن التسمية تسحب الرسالة تحتوي على معرف المجموعة للإشارة إلى أن جميع التيار المتردد الخاص بالواجهة معطل.

2. TLV حالة PW

• تستخدم TLV الخاصة بحالة PW تعيين تسمية LDP TLV عند إختيار Pseudowire. وهذا يشير إلى أن موجه PE يريد إستخدام الطريقة الثانية.
• إذا لم يدعم موجه PE الآخر أسلوب TLV الخاص بحالة PW، ترجع كلا موجهات PE مرة أخرى إلى أسلوب سحب التسمية.
• بعد إختيار اسم المستخدم، يتم نقل حالة PW TLV في رسالة إعلام LDP. يحتوي TLV الخاص بحالة PW على حقل رمز حالة 32 بت.

تكوين AToM أساسي

الخطوة 1. حدد نوع التضمين.

الخطوة 2. قم بتمكين تحديد الأمر connect على الواجهة الأمامية ل CE.

VCID تضمين vcid من نوع xocnect peer-router-id

 Peer-router-id: معرف موجه LDP لموجه PE البعيد.

 VCID: المعرف الذي قمت بتعيينه إلى PW.

الخطوة 3. بمجرد تكوين Xconnect في كلا موجهات PE، يتم إنشاء جلسة LDP المستهدفة بين موجه PE.

تحليل حزمة تكتم

ابدأ إختبار اتصال كاذب من Ingress PE إلى Egress PE.

تم إرسال حزم الطلب والرد على MPLS Echo عبر Pseudowire من نقطة إلى نقطة.

المخطط

     

إختبار الاتصال من PE1 إلى PE2:

R1#ping mpls pseudowire 10.6.6.6 100

Sending 5, 100-byte MPLS Echos to 10.6.6.6,

     timeout is 2 seconds, send interval is 0 msec:

Type escape sequence to abort.

!!!!!

Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 48/61/80 ms

الملاحظات المقدمة:

1. طلب ECHO: 

يحمل عنوانين - VPN والنقل

تم الإرسال كحزمة مسماة تحمل تسمية PW. يمكن تحويل هذه التسمية (باستخدام Transport Label).

الملصقات : 2
SRC IP: Loopback IP (يستخدم في منطقة جوار LDP المستهدفة)
DST IP: 127.0.0.1
نوع L4: UDP
منفذ SRC: 3503
منفذ DST: الطراز 3505
تو بيت : إيقاف
MPLS EXP: إيقاف تشغيل
بت DF : تشغيل

حقل خيارات IPv4 قيد الاستخدام: حقل خيارات تنبيه الموجه (<b> إلى وحدة المعالجة المركزية)

يمكن أن تكون حمولة UDP طلب MPLS Label Switching ECHO

نظرة عامة:

الطبقة 2/العناوين:

المستوى الثالث/المستوى الرابع:

حمولة MPLS الفعلية:

2. رد صدى:

يمكن حمل تسمية واحدة - النقل.

تم الإرسال كحزمة للبث الأحادي. يمكن تحويل هذه التسمية (باستخدام تسمية النقل) بسبب LDP في أحد المراكز.

العناوين:1
SRC IP: عنوان IP لواجهة الخروج (10.1.6.2 في حالتنا)
DST IP: مصدر IP تتم مشاهدته في طلب ECHO - إسترجاع الموجه المصدر
نوع L4: UDP
منفذ SRC:3503
منفذ DST:3505
تم إيقاف تشغيل TOS Byte:
MPLS EXP: إيقاف التشغيل
بت DF: تشغيل

يمكن أن تكون حمولة UDP رد MPLS Label Switching ECHO  

تم تشغيل MPLS EXP وتعيينه على 6

تشغيل بت DF

تفاصيل حول مركز VC للرجوع إليها:

R1#sh mpls l2transport vc detail

Local interface: Fa2/0 up, line protocol up, Ethernet up

  Destination address: 10.6.6.6, VC ID: 100, VC status: up  

    Output interface: Fa0/1, imposed label stack {24 28}

    Preferred path: not configured 

    Default path: active

    Next hop: 10.1.1.2

  Create time: 2d17h, last status change time: 2d17h

    Last label FSM state change time: 2d17h

  Signaling protocol: LDP, peer 10.6.6.6:0 up

    Targeted Hello: 10.1.1.1(LDP Id) -> 10.6.6.6, LDP is UP

    Status TLV support (local/remote)   : enabled/supported

      LDP route watch                   : enabled

      Label/status state machine        : established, LruRru

      Last local dataplane   status rcvd: No fault

      Last BFD dataplane     status rcvd: Not sent

      Last BFD peer monitor  status rcvd: No fault

      Last local AC  circuit status rcvd: No fault

      Last local AC  circuit status sent: No fault

      Last local PW i/f circ status rcvd: No fault

      Last local LDP TLV     status sent: No fault

      Last remote LDP TLV    status rcvd: No fault

      Last remote LDP ADJ    status rcvd: No fault

    MPLS VC labels: local 28, remote 28 

    Group ID: local 0, remote 0

    MTU: local 1500, remote 1500

    Remote interface description:

  Sequencing: receive enabled, send enabled

  Sequencing resync disabled

  Control Word: On (configured: autosense)

  Dataplane:

    SSM segment/switch IDs: 4097/4096 (used), PWID: 1

  VC statistics:

    transit packet totals: receive 1027360, send 1027358

    transit byte totals:   receive 121032028, send 147740215

    transit packet drops:  receive 0, seq error 0, send 0

العمل البيني ل2VPN

يعتمد العمل البيني ل L2VPN على هذه الوظيفة من خلال السماح بدوائر المرفق المتباينة بأن تكون متصلة. تعمل وظيفة العمل البيني على تسهيل الترجمة بين عمليات تضمين الطبقة 2 المختلفة. في الإصدارات السابقة، كان موجه سلسلة Cisco يدعم العمل البيني الوسيط فقط، والذي يعرف أيضا باسم العمل البيني لشبكة الإيثرنت.

حتى هذه النقطة في هذا، يكون AC على كلا الجانبين نفس نوع التضمين، والذي يشار إليه أيضا بوظائف مثل-to-مثل.

يسمح العمل البيني L2VPN هو ميزة AToM بنوع عملية كبسلة مختلف على كلا جانبي شبكة AToM

• يلزم توصيل دائرتي توصيل غير متجانستين (AC).
• الدالتان الرئيسيتان للعمل البيني بين شبكات L2VPN (IW) المدعومتان في برنامج Cisco IOS هما:

1. تتم إزالة رأس IP/Routed:MAC (واستبداله بتسميات MPLS) في أحد طرفي سحابة MPLS ويتم إنشاء رأس MAC جديد في نقطة الوصول (PE) الأخرى. يتم الاحتفاظ برأس IP كما هو.

2. إيثرنت/جسر: لم تتم إزالة رأس MAC على الإطلاق. يتم وضع تسميات MPLS فوق رأس MAC ويتم تسليم رأس MAC كما هو الحال إلى الطرف الآخر من سحابة MPLS.

إمكانيات العمل البيني

أ. FR إلى إيثرنت

ب. FR إلى PPP

ج. FR إلى ATM

d. إيثرنت إلى شبكة VLAN

e. إيثرنت إلى PPP

معلومات ذات صلة

• محرر RFC 4664
• محرر RFC 4667
• الدعم التقني والمستندات - Cisco Systems