EVPN 二层通信实验

发布于：2024-12-18 ⋅ 阅读:(225) ⋅ 点赞:(0)

一、预习：

EVPN：Ethernet Virtual Private Network，以太网虚拟专用网
EVPN 颠覆了传统的二层数据学习 MAC 的方式，引入控制层面学习 MAC 和 IP 指导数据转发，统一了各种 L2VPN、L3VPN 业务的控制下面，实现了转控分离。
EVPN 解决了传统 L2VPN 的典型问题：如MAC表容量受限、配置困难、链路使用率低（只能单活）、收敛慢等问题，实现了双活、快速收敛、简化运维的价值
EVPN 采用 MP-BGP，支持多种类型的隧道，例如 MPLS、GRE、SRv6，通过 PE 之间交互 BGP EVPN 报文，传递 MAC 和 IP 地址
EVPN 定义了一种新的 BGP NLRI（Network Layer Reachable Information）来承载所有的 EVPN 路由，被称为 EVPN NLRI
EVPN NLRI 为 MP-BGP 所携带。MP-BGP 支持多协议扩展，定义 EVPN 的 AFI（Address Family Identifier）是 25，SAFI（Subsequent Address Family Identifier）是 70
EVPN 的数据平面：由 IP 隧道或 MPLS 标签转发路径组成数据转发路径，只负责数据转发，无需广播泛洪来学习 MAC 地址
优点：提高链路利用率和传输效率，支持负载分担；避免全连接造成的网络消耗，如布署 BGP 路由反射器，减少逻辑连接的数量；减少 ARP 广播流量造成网络资源的消耗

1、概念：

ES：Ethernet Segment 代表用户站点（设备或网络）连接到 PE 的一组以太链路，使用 ESI 来表示
ESI：Ethernet Segment ID，用于标识客户的网络段 ID
EVI：EVPN Instance，用来标识 一个 EVPN 客户实例
MAC-VRF：是 PE 上属于 EVPN VPN-Instance 的 MAC 地址表
DF：Designated Forwarder 指定转发者，用于在 CE 多归属场景下只转发一份 BUM 流量至 CE
BUM：Broadcast、Unknown unicast、Multicast 由 Type 3 路由携带，用于转发 BUM 流量， 单播 Label 由 Type 2 路由携带，用于转发单播流量

2、EVPN NLRI 格式：

1 Byte	Length + 9Bytes	Variable	Route type Specific
其中：1 Byte	Route Type 有 5 种类型：
		1、EVPN A-D Route 
		2、MAC/IP Advertisement Route 
		3、Inclusive Multicast Route 
		4、Ethernet Segment Route
		5、IP Prefix Route

3、ESI 格式：

Type(1bytes)	ESI Value(9byte)
type 0				由管理员手工配置
type 1				当PE和CE使用LACP时，CE LACP SysMacAddr(6byte)+ CE LACP port key(2byte)+ 0x00(1byte)
type 2				Auto generated by MSTP
type 3				SysMac + local Discriminator
type 4				Router ID + local Discriminator
type 5			   	AS Number + LocalDisciminator
ESI 总长为10bytes，且全网范围内唯一
同一ES双归的两个PE配置的ESI必须相同，例如PE1和PE2上配置相同的ESI为1

4、EVPN的工作流程分为两个阶段：

a、启动阶段：
  •   EVPN 对等体交互 EVPN Type 3 Inclusive Multicast 路由建立 BUM 流量转发表，包括：RD、Label，相当于 PE 之间对彼此的了解（ ISP 内部完成 EVPN 互通条件）

  •   EVPN 对等体交互 Type 4 es-route 路由（包括 RD、ESI），完成 ES 发现并产生了 ES 成员信息表（包括 ESI 和成员 PE），然后进行 DF 指定转发者的选举（在ES多归属场景下），本质上是发现连到同一 ESI 的其他成员 PE（ ISP 对 CE 侧的网络拓扑的了解）

  •   EVPN 对等体同时也交互 Type 1 ad-route路由，内容是在 Type 4 的基础上，增加了一个 Label，补完一个完整的 ES 成员信息表，从而实现水平分割、别名等功能，本质是防环（ PE 侧完成对 CE 的详细构建并建立控制）
    小结： 启动阶段生成 MAC-VRF（空）、BUM 流量转发表（Type 3 生成）、ES 成员信息表（Type 4 选择 DF， Type 1 防环）（由流量触发到 PE 学习再到路由转发，补完整个的控制平面）
b、流量转发：
  •   CE 侧流量触发，PE 通过学习，通告 MAC 地址，产生Type 2 mac-route（包括 mac、esi、next-hop、label）生成本地 mac vrf 表，通告给邻居，这个过程是转发（流量学习）和控制平面（Type 2 路由通告）相结合完成的过程
    ** 注意这里 **，同一 CE 用户的 PE2 收到 PE1 的 Type 2路由后，发现是相同的 ESI ，so，PE2 将下一跳变更为与 CE 的直连接口，并删除 Label。与此同时，PE2 也将自己产生的 Type 2 路由给对侧 PE 邻居，于是，对侧邻居发现到同一 CE 又出现一个新的路由，加入路由表，实现负载均衡

二、拓扑：

请添加图片描述

三、配置过程：

system immediately #配置立即生效，不需要 commit
undo dcn #防止 ensp 出现 bug

1、ISP 三台路由器 IGP 互通，并建立 mpls lsp Underlayer

2、配置 EVPN 源地址：

evpn source-address 1.1.1.1

3、配置 BGP，起 l2vpn-family evpn，连通 PE 两端互为对等体

dis bgp evpn peer

4、PE 上配置实例，RD、RT

evpn vpn-instance 1
  route-distinguisher 1:1
  vpn-target 1:1

出现 Type 3 inclusive Multicast Route
dis bgp evpn all routing-table inclusive-multicast route #查看 EVPN Type 3 路由

5、接入 CE，绑定evpn 接口：

int Ethernet 1/0/1
  evpn binding vpn-instance 1
  esi 0011.1111.1111.1111.1111

出现 Type 4 es-route 和 Type 1 ad Route
RT 值不是我们预先配的，而是 ESI 号的一段。if 不需要收对端的 Type 4 路由，则可以打开policy vpn-target

6、流量过来后，出现 Type 2 mac-route:

包括 ethtagid / macaddresslen / macadd r/ ipaddr / length
dis mac-address evpn 1
dis evpn mac routing-table all-evpn-instance #查看 EVI 的 mac-route 表

四、启动和转发过程：

1、建立 BGP EVPN 邻居，完成后，PE 将发送 Type 3 Inclusive Multi Route 发现邻居并分配标签内容：RD、Label，然后 Peer 端 生成 BUM 流量转发表
2、本地创建 EVPN 实例，配置 RD、RT，本地将激活 EVPN，产生 MAC-VRF，内容为空
3、CE 双活接入 PE，在 PE 上配置 CE 接入接口与 EVPN 实例绑定，从该接口进入的报文将进入 EVPN 实例，此过程中 PE 产生 Type 4 Ethernet Segment Route，包括RD、ESI（它会用 ESI 号当做 RD 值）并传递给所有邻居，然后每个PE会产生 ES 成员信息表，Type 4 用于发现同一租户连接的不同 PE ，由 PE 从 ES 成员信息表中选择出 DF，决定用哪个 DF 来转发 BUM 流量
同时，位于同一侧的 PE 通过 Type 1 EVPN A-D Route 分发 ESI 标签，ESI Label 用于水平分割防止同一 ES 来的流量重回到本 ES
Type 1 和 Type 4 的区别是比 1 比 4 多了一个 ESI Label，补充了完整的 ES 成员信息表，来 多归 PE 和 CE 间的水平分割防环
至此，完成了 EVPN 的启动阶段，生成了三张表：
MAC-VRF：表项为空
BUM 流量转发表，由 Type 3 组成
ES 成员信息表：由 Type 4、Type 1 组成
接着进入流量转发阶段：
1、CE1 发送 ARP 请求，生成本地 MAC 条目
2、PE1 EVPN 将本地 MAC 条目生成 Type 2 路由，携带 PE1 设备分配的标签发送给所有的邻居，其中包括RD、ESI、MAC、Label
if 多归的 PE 收到同一 CE 的 Type 2路由，由于下一跳是同侧 PE，so，因为相同的 ESI 号，将下一跳切换到对 CE 的直连接口上，并删除 Label。同时，对端 PE 同样会收到多归 PE 的另一个路由，它们把路由放入 Type 2 MAC-VRF 表，完成多个PE的等价路由表的构建

五、验证：

1、从 PC1 到 PC2 跟踪一下：

在这里插入图片描述
抓包可以看到两层标签，内层的 48000 是 BGP EVPN 实例产生的数据标签，外层的 1025 是 IGP LDP 产生的用于穿越路由黑洞：
在这里插入图片描述
看一下 NE1 上的 MPLS LSP Label：
在这里插入图片描述

2、分别看一下各个表项：

a、看 BGP EVPN 是否成功建立对等体：

在这里插入图片描述

b、查看 NE1 发给 NE2 的所有路由：

在这里插入图片描述

c、查看由 CE 流量触发的 Type 2 mac-route，可以看到有 EthTag、MAC 长度、MAC 地址、下一跳：

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

d、查看下所有的 EVPN 实例 mac 路由，由流量触发：

在这里插入图片描述
详细看一下：
在这里插入图片描述

e、最后再看一下所有的 1 2 3 4 类路由：

Type 1 ad-route：
在这里插入图片描述
Type 2 mac-route：
在这里插入图片描述
Type 3 inclusive-route：
在这里插入图片描述
Type 4 es-route：
在这里插入图片描述

六、详细配置：

NE1：

evpn vpn-instance 1
 route-distinguisher 1:1
 vpn-target 1:1 export-extcommunity
 vpn-target 1:1 import-extcommunity
 vpn-target 2:2 import-extcommunity
#
mpls lsr-id 1.1.1.1
mpls
mpls ldp
#
interface Ethernet1/0/0
 undo shutdown
 evpn binding vpn-instance 1
 esi 0000.1111.1111.1111.1111
 undo dcn
 undo dcn mode vlan
#
interface Ethernet1/0/1
 undo shutdown
 ip address 13.1.1.1 255.255.255.0
 mpls
 mpls ldp
 undo dcn
 undo dcn mode vlan
#
interface LoopBack0
 ip address 1.1.1.1 255.255.255.255
#
bgp 100
router-id 1.1.1.1
undo default ipv4-unicast
peer 2.2.2.2 as-number 100
peer 2.2.2.2 connect-interface LoopBack0
#
ipv4-family unicast
undo synchronization
undo peer 2.2.2.2 enable
#
l2vpn-family evpn
undo policy vpn-target
 peer 2.2.2.2 enable
#
ospf 1 router-id 1.1.1.1
area 0.0.0.0
 network 1.1.1.1 0.0.0.0
 network 13.1.1.0 0.0.0.255
#
undo dcn
#
evpn source-address 1.1.1.1
#

NE2：

evpn vpn-instance 2
route-distinguisher 2:2
vpn-target 2:2 export-extcommunity
vpn-target 2:2 import-extcommunity
vpn-target 1:1 import-extcommunity
#
mpls lsr-id 2.2.2.2
mpls
mpls ldp
 #
interface Ethernet1/0/0
 undo shutdown
 ip address 23.1.1.2 255.255.255.0
 mpls
 mpls ldp
 undo dcn
 undo dcn mode vlan
#
interface Ethernet1/0/1
 undo shutdown
 evpn binding vpn-instance 2
 esi 0000.2222.2222.2222.2222
 undo dcn
 undo dcn mode vlan
#
interface LoopBack0
 ip address 2.2.2.2 255.255.255.255
#
bgp 100
 router-id 2.2.2.2
 undo default ipv4-unicast
 peer 1.1.1.1 as-number 100
 peer 1.1.1.1 connect-interface LoopBack0
 #
 ipv4-family unicast
  undo synchronization
  undo peer 1.1.1.1 enable
 #
 l2vpn-family evpn
  undo policy vpn-target
  peer 1.1.1.1 enable
#
ospf 1 router-id 2.2.2.2
 area 0.0.0.0
  network 2.2.2.2 0.0.0.0
  network 23.1.1.0 0.0.0.255
#
undo dcn
#
lldp enable
#
evpn source-address 2.2.2.2
#

七、踩过的坑：

都配好了，各种表项都有，但是！就是不通，最后发现：EVPN vpn-instance 的 vpn-target 配置不对，我明明配置了 undo policy vpn-target 了呀！最后，虫子大佬给我排错：如果是“路过”的路由比如反射器、中间路由器，是可以收发的，但是如果到了对端，还不配置 vpn-target x:y import-extcommunity，那就无法进入实例表项，最后当然不通啦！
查看这个表项，在 RT 值不对的情况下，Type 3 是完全收不到对端的路由的~!
在这里插入图片描述

网站公告

今日签到

点亮在社区的每一天
去签到

热门文章

最新发布