Магистральные мосты провайдера с поддержкой инжиниринга трафика

Технология РВВ ТЕ (Provider Backbone Bridge Traffic Engineering — магистральные мосты провайдера с поддержкой инжиниринга трафика) ведет свое начало от фирменной технологии РВТ (Provider Backbone Transport — магистральный транспорт провайдера) компании Nortel. В начале 2007 года для стандартизации этой технологии была образована рабочая группа IEEE 802.1Qay, работа которой на момент написания данной книги еще не была завершена (ее окончание планировалось на конец 2009 года).

Технология РВВ ТЕ базируется на технологии РВВ, в ней используется та же самая схема инкапсуляции кадров и отображения пользовательских соединений на провайдерские туннели.

Главными целями разработчиков технологии РВВ ТЕ были:

  • поддержка функций инжиниринга трафика для магистральных виртуальных локальных сетей (В-VLAN) с топологией «точка-точка», (эти сети часто называют транками, или туннелями);
  • обеспечение «быстрой» отказоустойчивости со скоростью, сравнимой со скоростью работы защиты соединений в технологии SDH.

Поставленные цели достигаются в технологии РВВ ТЕ за счет следующих изменений технологии РВВ и классической технологии локального моста:

  • Отключение протокола STP.
  • Отключение механизма автоматического изучения магистральных МАС-адресов.
  • Использование пары «B-VID/B-MAC-DA» в качестве метки туннеля. В принципе любой коммутатор, который поддерживает технику VLAN (стандарт IEEE 802.1Q), продвигает кадры на выходной порт, анализируя два указанных в кадре значения: M АС-адрес назначения и номер VLAN. Поэтому данное свойство просто предполагает, что коммутатор ведет себя в соответствии с алгоритмом продвижения, описанным в стандарте 802.1Q, но только для магистральных адресов и магистральных виртуальных локальных сетей.
  • Предварительная прокладка первичного (основного) и резервного туннеля для тех случаев, когда нужно обеспечить отказоустойчивость туннеля.
  • Описанные первые три свойства технологии РВВ ТЕ позволяют администратору или системе управления сетью формировать пути прохождения через сеть произвольным образом, независимо от того, имеют ли они минимальную метрику до некоторого коммутатора, названного корневым, или нет — то есть обеспечивают поддержку функций инжиниринга трафика. Пара «B-VID/B-MAC-DA» является аналогом метки пути LSP технологии MPLS, однако в отличие от метки MPLS значение этой пары остается неизменным в процессе перемещения кадра по сети провайдера.

Посмотрим, как работает технология РВВ ТЕ, на примере сети, изображенной на рис. 1. В этой сети сконфигурировано два туннеля:

  • Основной туннель с B-VID 1007 между BEBÍ и ВЕВ2, проходящий через ВСВ2 и ВСВ5. Нужно отметить, что в отличие от туннелей MPLS туннели РВВ ТЕ являются двунаправленными.
  • Резервный туннель с B-VID 1033, соединяющий те же конечные точки BEBÍ и ВЕВ2, но проходящий через другие промежуточные коммутаторы ВСВ1 и ВСВ4, что позволяет обеспечить работоспособность резервного туннеля при отказе какого-либо элемента (коммутатора или линии связи) основного туннеля.

Организация обоих туннелей достигается путем ручного конфигурирования таблиц продвижения во всех коммутаторах сети, через которые проходят туннели. Например, таблица продвижения коммутатора BEBÍ после такого конфигурирования выглядит так, как показано в табл. 1.

Для устойчивой работы сети РВВ ТЕ необходимо, чтобы комбинация B-VID/B-MAC-DA была уникальной в пределах этой сети. Уникальность может обеспечиваться разными способами. Если в качестве адресов B-MAC-DA в таблицах продвижения указываются адреса физических интерфейсов коммутаторов, то уникальность обеспечивается традиционным способом — за счет централизованной схемы назначения значения старших трех байтов этих адресов, представляющих собой уникальный идентификатор производителя оборудования OUI.

Рис. 1. Организация услуг в сети РВВ ТЕ

Таблица 1. Таблица продвижения коммутатора ВЕВ1

МАС-адрес назначения (B-MAC-DA) VLAN ID (B-VID) Выходной порт
В-МАС-2 1007 Port 1
В-МАС-2 1033 Port 2
...    

Существует также практика ручного назначения коммутаторам так называемых МАС-адресов обратной связи, которые относятся не к отдельному физическому интерфейсу, а к коммутатору в целом. Такие адреса удобно использовать для организации туннелей между устройствами, так как конфигурация туннеля не связана непосредственно с данным коммутатором и остается неизменной при его замене. При ручном задании МАС-адресов ответственность за их уникальность лежит на администраторе; понятно, что такое решение может работать только в пределах одного административного домена.

Добавление значения B-VID к адресу B-MAC-DA позволяет организовать к одному и тому же пограничному коммутатору до 1024 туннелей с различными в общем случае путями прохождения через сеть. Это дает администратору или системе управления широкие возможности в отношении инжиниринга трафика в сетях РВВ ТЕ.

Нужно подчеркнуть, что таблицы продвижения в сети РВВ ТЕ имеют стандартный вид (для коммутаторов, поддерживающих технику VLAN). Изменяется только способ построения этих таблиц — вместо автоматического построения на основе изучения адресов передаваемых кадров имеет место их внешнее формирование.

Отображение пользовательского трафика на соединения I-SID и связывание этих соединений с туннелями B-VID происходит в технологии РВВ ТЕ точно так же, как и в технологии РВВ.

Так как сети РВВ ТЕ поддерживают только соединения «точка-точка», то погранйчные коммутаторы не должны изучать пользовательские МАС-адреса.

Отказоустойчивость туннелей РВВ ТЕ обеспечивается механизмом, аналогичным механизму защиты пути в технологии MPLS.

Если администратор сети хочет защитить некоторый туннель, он должен сконфигурировать для него резервный туннель и постараться проложить его через элементы сети, не лежащие на пути основного туннеля. В случае отказа первичного туннеля его трафик автоматичски направляется пограничным коммутатором в резервный туннель. В примере, приведенном на рис. 2, для первичного туннеля с B-VID 1007 сконфигурирован резервный туннель с B-VID 1033. При отказе туннеля 1007 трафик соединений с I-SID 56 и 144 будет направлен коммутатором BEBÍ в туннель 1033.

Рис. 2. Организация услуг в сети РВВ

Для мониторинга состояний первичного и резервного туннелей в технологии РВВ ТЕ применяется протокол CFM. Этот протокол является обязательным элементом технологии РВВ ТЕ. Мониторинг выполняется путем периодической отправки сообщений ССМ каждым пограничным коммутатором туннеля. Время реакции механизма защиты туннелей РВВ ТЕ определяется периодом следования сообщений ССМ; при аппаратной реализации этого протокола портами коммутатора время реакции может находиться в пределах десятка миллисекунд, то есть соизмеримо с реакцией сетей SDH.