Otimização multicast de replicação assistida em redes EVPN

Benefícios da replicação assistida

• Em uma rede EVPN com um volume significativo de tráfego de broadcast, unicast desconhecido e multicast (BUM), o AR ajuda a otimizar o fluxo de tráfego BUM passando tarefas de replicação e encaminhamento para outros dispositivos que têm mais capacidade de lidar melhor com a carga.

• Em um ambiente EVPN-VXLAN, o AR reduz o número de próximos saltos de hardware para vários endpoints de túnel virtual remoto (VTEPs) em uma replicação de entrada multicast tradicional.

• O AR pode operar com outras otimizações multicast, como snooping de IGMP, snooping MLD e encaminhamento seletivo de tags Ethernet multicast (SMET).

• O AR opera de forma transparente com dispositivos que não suportam AR para compatibilidade retrógrada em redes EVPN existentes.

Funções do dispositivo AR

Para habilitar o AR, você configura dispositivos na rede EVPN em funções de replicador AR e leaf AR. Para uma compatibilidade retrógrada, sua rede EVPN também pode incluir dispositivos que não oferecem suporte a AR. Dispositivos que não suportam AR operam em uma função de dispositivo de borda de virtualização de rede (NVE) regular.

A Tabela 1 resume essas funções:

Se você habilitar outros recursos de otimização multicast suportados em sua rede EVPN, como snooping de IGMP, snooping MLD e encaminhamento de SMET, replicador AR e dispositivos leaf AR encaminham tráfego no núcleo da EVPN ou no lado de acesso apenas em direção aos receptores interessados.

Se você quiser habilitar o AR em uma malha com OISM, consulte AR com Multicast intersubnet otimizado (OISM) para considerações ao planejar quais dispositivos configurar como replicadores AR e dispositivos leaf AR nesse caso.

Anúncios de rota AR

Dispositivos em uma rede EVPN anunciam rotas EVPN Tipo 3 (IMET) para replicação regular de entrada e AR.

Os dispositivos replicadores AR anunciam rotas EVPN Tipo 3 para replicação de entrada regular que incluem:

• O dispositivo de replicador AR entra no endereço IP do túnel de replicação

• Tipo de túnel—IR

• Função do dispositivo AR—AR-REPLICATOR

Os replicadores AR também anunciam rotas EVPN Tipo 3 para os túneis especiais de sobreposição AR que incluem:

• Um endereço IP AR que você configura em uma interface de loopback no dispositivo replicador AR (veja a declaração de configuração do replicador ).

• Tipo de túnel —AR

• Função do dispositivo AR —AR-REPLICATOR

• As bandeiras multicast da EVPN estenderam a comunidade com a Extended-MH-AR bandeira ao operar no modo AR estendido (veja Modo AR estendido para segmentos de ethernet multihomed).

Os dispositivos AR leaf anunciam rotas EVPN Tipo 3 para replicação regular de entrada que incluem:

• O endereço IP do túnel de replicação de entrada do dispositivo leaf AR

• Tipo de túnel—IR

• Função do dispositivo AR—AR-LEAF

Os dispositivos NVE regulares não oferecem suporte a AR ou são dispositivos que você não configurou como dispositivos leaf AR. Os dispositivos NVE regulares ignoram anúncios de rota AR e encaminham tráfego multicast usando as regras habituais de replicação de entrada da rede EVPN.

Modo AR estendido para segmentos de ethernet multihomed

As redes EVPN empregam regras de viés local e de horizonte dividido para permitir otimizações multicast quando a arquitetura inclui segmentos Ethernet multihomed (veja Funcionalidade suportada por EVPN sobre VXLAN). Esses métodos incluem informações sobre o dispositivo leaf AR de entrada em pacotes encaminhados para garantir que o tráfego não seja encaminhado desnecessariamente ou devolvido à fonte por meio dos pares multihomed do dispositivo de entrada.

Alguns dispositivos que servem na função de replicador AR não podem reter o endereço IP de origem ou o rótulo de identificador de segmentoS Ethernet (ESI) em nome do dispositivo leaf AR de entrada ao encaminhar o tráfego para outros túneis de overlay. Os dispositivos replicadores AR com essa limitação operam no modo AR estendido, onde o replicador AR encaminha o tráfego em direção a outros dispositivos na rede EVPN com o endereço IP de replicação de entrada do replicador AR como endereço IP de origem.

Os replicadores AR incluem as bandeiras multicast EVPN estendidas na comunidade no anúncio da rota EVPN Tipo 3 AR. A Extended-MH-AR bandeira indica o modo de operação AR.

Quando os dispositivos AR operam no modo AR estendido:

• Além de encaminhar o tráfego para o dispositivo replicador AR, um dispositivo leaf AR com fontes multihomed também lida com a replicação do tráfego para seus pares multihoming.

• Um dispositivo replicador AR que recebe tráfego de origem de um dispositivo leaf AR com fontes multihomed ignora o encaminhamento para os peers multihoming do dispositivo AR leaf.

Veja a fonte por trás de um dispositivo AR Leaf (segmento de ethernet multihomed) com modo AR estendido, que mostra o fluxo de tráfego no modo AR estendido para uma rede EVPN com uma fonte multihomed.

O comportamento estendido do modo AR só se aplica quando os dispositivos leaf AR têm segmentos Ethernet multihomed com outros dispositivos leaf AR, não com replicadores AR dos quais a leaf AR solicita assistência de replicação. Quando o replicador AR e os dispositivos leaf AR compartilham segmentos Ethernet multihomed em ambientes que exigem modo AR estendido, o AR não pode funcionar corretamente. Como resultado, os dispositivos leaf AR de entrada não usam os túneis AR e padrão para usar apenas a replicação de entrada. Neste caso, os comandos de exibição de AR exibem o modo operacional AR como Misconfiguration/Ingress Replication.

Os replicadores AR que podem reter o endereço IP de origem ou o rótulo de ESI do dispositivo leaf AR de entrada operam no modo AR regular.

Consulte o comando para obter mais informações sobre os show evpn multicast-snooping assisted-replication replicators modos operacionais ar.

Balanceamento de carga padrão do AR Leaf ao detectar vários replicadores AR

Para switches da Série QFX em uma rede EVPN-VXLAN:

• Dispositivos ar leaf que são switches ou switches EX4650 na linha QFX5000 designam um dispositivo replicador AR específico para um identificador de rede VLAN ou VXLAN (VNI) para o equilíbrio de carga entre os replicadores AR disponíveis. Este método padrão nesses dispositivos usa um algoritmo de hash mod baseado na VLAN ou VNI e no número de replicadores AR.

• Os dispositivos leaf AR na linha de QFX10000 de switches equilibram ativamente a carga entre os replicadores AR disponíveis com base nos níveis de fluxo de tráfego (pacotes por segundo) em um VLAN ou VNI. Este método nesses dispositivos usa um algoritmo hash mod de nível de fluxo baseado no grupo multicast e no número de replicadores AR.

Balanceamento de carga determinístico e direcionamento de tráfego para replicadores AR

Para dispositivos leaf AR que não usam um mecanismo de balanceamento de carga de nível de fluxo por padrão (veja balanceamento de carga padrão ar leaf ao detectar vários replicadores AR), oferecemos suporte a um recurso com o qual você pode configurar deterministicamente dispositivos LEAF para enviar fluxos multicast para replicadores AR específicos.

Com este método determinístico de balanceamento de carga do replicador AR, você:

1. Defina políticas de roteamento para combinar com um ou mais fluxos multicast nas condições da política from .

   Por exemplo, você pode definir uma condição para combinar com um endereço de grupo multicast específico usando a route-filter multicast-group-address declaração na [edit policy-options policy-statement name from] hierarquia.

2. then Na cláusula de cada política de roteamento, para a ação de política, especifique o(s) replicador(s) AR ao qual o dispositivo leaf AR envia os fluxos correspondentes.

   Você define a ação política com a assisted-replication replicator-ip replicator-ip-addr declaração na [edit policy-options policy-statement name then] hierarquia. (Veja replicação assistida (Ações de políticas determinísticas do replicador AR).)

   Você tem opções para direcionar estritamente fluxos de correspondência apenas para um replicador AR preferido, ou também incluir um replicador AR fallback para usar no caso do preferido cair.

3. Atribua a política ou as políticas de roteamento a uma instância EVPN no dispositivo leaf AR usando a deterministic-ar-policy declaração no nível hierárquico [edit routing-instances name protocols evpn assisted-replication leaf] . (Veja determinística-ar-policy.)

Um caso de uso de exemplo em que você pode querer direcionar deterministicamente o tráfego leaf AR para replicadores específicos é quando um dispositivo leaf AR serve a um dispositivo de origem onde você sabe que fluxos multicast específicos são geralmente significativamente maiores ou menores. A Figura 2 mostra como o dispositivo leaf AR pode equilibrar os fluxos usando o método padrão de balanceamento de carga que resulta em uma distribuição de tráfego muito desequilibrada.

Figura 2: Balanceamento padrão de carga de AR com fluxos multicast de diferentes tamanhos

A Figura 3 ilustra como você pode configurar o balanceamento determinístico de carga para distribuir mais igualmente (direcionar) os fluxos entre os replicadores disponíveis.

Figura 3: Balanceamento determinístico de carga de AR para lidar com fluxos multicast de tamanhos significativamente diferentes

• Opções de política de roteamento de balanceamento de carga AR
• Notas de comportamento sobre políticas determinísticas de balanceamento de carga de AR
• Atribua uma política AR determinística a uma instância EVPN em um dispositivo AR Leaf
• Configurações de políticas de AR determinísticas de amostra

Funções do dispositivo AR e OISM

Com AR, você configura dispositivos para funcionar no replicador AR ou função leaf AR. Quando você não atribui uma função AR a um dispositivo, o dispositivo funciona como um dispositivo NVE regular. Veja a Tabela 1 para saber mais sobre essas funções.

Com o OISM, você configura dispositivos em uma malha overlay ERB para funcionar em uma das seguintes funções:

• Papel da folha de borda do OISM.

• Função leaf do servidor OISM.

• Sem função de OISM — esses dispositivos geralmente são dispositivos lean spine na malha.

Veja multicast intersubnet otimizado em redes EVPN para obter detalhes sobre como o OISM funciona e como configurar dispositivos OISM.

Quando você integra as funções AR e OISM, apoiamos a função do replicador AR nos seguintes modos:

• Configurado: você configura a função do replicador AR no mesmo dispositivo que a função de leaf de borda OISM.

• Autônomo: a função do replicador AR não é agrupada com o papel de leaf de borda OISM no mesmo dispositivo. Neste caso, o replicador AR é geralmente um dispositivo lean spine em uma malha ERB que executa o OISM.

  Nota:

  Nos switches QFX5130-32CD e QFX5700, só oferecemos suporte a modo autônomo. Você pode configurar a função do replicador AR apenas em um dispositivo na malha que também não é um dispositivo de borda OISM.

Diretrizes para integrar funções de dispositivo AR e OISM

Use essas diretrizes para integrar funções de AR e OISM nos dispositivos da malha:

• Você pode configurar qualquer dispositivo leaf OISM (leaf de borda ou leaf de servidor) com a função leaf AR.

• Use as seguintes regras ao configurar a função do replicador AR:

  1. Oferecemos suporte à função de replicador AR em qualquer um dos seguintes dispositivos: QFX5130-32CD, QFX5700, QFX10002, QFX10008 e QFX10016.

     Nota:

     QFX5130-32CD e dispositivos de QFX5700 oferecem suporte à função do replicador AR apenas no modo autônomo.

  2. Os dispositivos que você usa como replicadores AR devem ser dispositivos que oferecem suporte ao OISM, mesmo se você configurar um replicador AR em modo autônomo (veja funções de dispositivo AR e OISM). Os dispositivos replicadores AR devem ter as mesmas informações de roteamento e encaminhamento virtual de locatário (VRF) e VLAN que os dispositivos OISM (ver regra 3).

  3. Mesmo que o dispositivo replicador AR esteja em modo autônomo, você deve configurar o dispositivo com as mesmas instâncias VRF de locatário, interfaces IRB correspondentes e VLANs membros como os dispositivos leaf OISM. O replicador AR requer essas informações para instalar os estados L2 multicast corretos para encaminhar adequadamente o tráfego multicast.

     Consulte Configure elementos comuns de OISM em dispositivos Leaf de borda e dispositivos Leaf de servidor para obter detalhes sobre as etapas de configuração do OISM que você duplica em replicadores AR autônomos para esses elementos.

Como o AR e o OISM trabalham juntos

Ao ativar o AR e o OISM juntos, você pode configurar dispositivos de maior capacidade na malha para fazer a replicação e diminuir a carga nos dispositivos leaf OISM. Com o OISM, o dispositivo leaf de entrada replica e envia cópias dos pacotes na VLAN de entrada em direção aos receptores interessados, onde:

• O dispositivo leaf de entrada pode ser um dispositivo leaf de servidor OISM ou um dispositivo leaf de borda OISM.

• Para tráfego multicast originado na malha, o VLAN de entrada é uma VLAN de receita.

• Para tráfego multicast que entra na malha a partir de uma fonte multicast externa, o VLAN de entrada é o domínio de ponte suplementar (SBD).

Quando você configura a função leaf AR no dispositivo leaf OISM de entrada, o dispositivo envia uma cópia do tráfego em direção ao replicador AR. O replicador AR cuida da replicação e encaminhamento do tráfego em direção aos outros dispositivos leaf de servidor OISM ou leaf de borda. Os dispositivos leaf OISM fazem roteamento local para minimizar o tráfego multicast no núcleo da EVPN.

Veja as ilustrações a seguir do AR e do OISM trabalhando juntos:

• AR e OISM com uma fonte interna multicast

• AR e OISM com uma fonte multicast externa

Consulte Configuração da replicação assistida para obter detalhes sobre como configurar o AR, inclusive quando você integra funções de dispositivo AR e OISM.

Fonte por trás de um dispositivo NVE regular

A Figura 4 mostra uma rede EVPN com tráfego multicast de uma fonte anexada ao NVE regular, um dispositivo que não oferece suporte a AR.

Figura 4: Entrada de tráfego de fonte multicast em um dispositivo NVE regular

Neste caso, o comportamento de encaminhamento é o mesmo, quer você habilite AR ou não, porque o dispositivo de entrada, NVE regular, não é um dispositivo leaf AR que envia tráfego para replicação a um replicador AR. A NVE regular emprega as regras habituais de encaminhamento de replicação de entrada da seguinte forma:

• Sem a espionagem do IGMP ou a espionagem da MLD, e sem o encaminhamento SMET habilitado, o NVE regular inunda o tráfego para todos os outros dispositivos da rede EVPN.

• Com O IGMP bisbilhotando ou MLD, e com o encaminhamento SMET habilitado, o NVE regular só encaminha o tráfego para outros dispositivos na rede EVPN com os escutadores ativos. Neste caso, o NVE regular encaminha para todos os outros dispositivos, exceto AR Leaf 2 e AR Leaf 4.

Spine 1 e Spine 2 replicam e encaminham o tráfego em direção a seus receptores locais de casa única ou multihomed ou gateways externos usando o viés local de replicação de entrada de rede EVPN habitual ou comportamentos DF. Neste caso, a Figura 4 mostra que o Spine 2 é o DF eleito e encaminha o tráfego para um receptor multihomed em um segmento Ethernet que os dois dispositivos spine compartilham.

Fonte por trás de um dispositivo replicador AR

A Figura 5 mostra uma rede EVPN com tráfego multicast de uma fonte anexada a um dispositivo replicador AR chamado Spine 1.

Figura 5: Entrada de tráfego de fonte multicast em um dispositivo replicador AR

Neste caso, o comportamento de encaminhamento é o mesmo, quer você habilite AR ou não, porque o dispositivo de entrada, Spine 1, não é um dispositivo leaf AR que envia tráfego para replicação a um replicador AR. A Spine 1, embora esteja configurada como um dispositivo replicador AR, não funciona como um replicador AR. Em vez disso, emprega as regras habituais de encaminhamento de replicação de entrada da seguinte forma:

• Sem a espionagem do IGMP ou a espionagem da MLD, e sem o encaminhamento SMET habilitado, o Spine 1, o dispositivo de entrada, inunda o tráfego para todos os outros dispositivos da rede EVPN.

• Com O IGMP bisbilhotando ou MLD, e com o encaminhamento SMET habilitado, o Spine 1 só encaminha o tráfego para outros dispositivos na rede EVPN com os escutadores ativos. Neste caso, o Spine 1 encaminha para os outros dispositivos, exceto AR Leaf 2 e AR Leaf 4, e para o Spine 2, que tem um receptor interessado local.

• A Spine 1 também replica o tráfego em direção a receptores locais de casa única ou multihomed, ou gateways externos, usando a replicação de viés local ou comportamentos df de replicação da rede EVPN habitual. Neste caso, o Spine 1 usa viés local e encaminha o tráfego para um receptor multihomed devido às regras de viés local (seja o DF nesse segmento de Ethernet ou não).

A Spine 2 encaminha o tráfego que recebeu da Spine 1 para o receptor local. O Spine 2 também faz uma verificação de viés local para seu receptor multihomed, e ignora o encaminhamento para o receptor multihomed, embora seja o DF para esse segmento de Ethernet.

Fonte por trás de um dispositivo AR Leaf (segmento de ethernet single-homed)

A Figura 6 mostra uma rede EVPN com tráfego multicast de uma fonte anexada ao dispositivo leaf AR chamado AR Leaf 4. O fluxo de tráfego é o mesmo se o dispositivo leaf AR de entrada e o replicador AR estiverem operando no modo AR estendido ou não, porque a fonte não é multihomed para nenhum outro dispositivo leaf.

Figura 6: Entrada de tráfego de origem em um dispositivo AR Leaf (fonte única)

Sem a espionagem do IGMP ou a espionagem da MLD, e sem o encaminhamento de SMET habilitado:

• O AR Leaf 4 encaminha uma cópia do tráfego multicast para um dispositivo replicador AR anunciado, neste caso o Spine 1, usando o endereço IP secundário do túnel overlay AR que você configurou na interface de loopback, lo0, para Spine 1.

• O AR Leaf 4 também aplica regras de encaminhamento de viés local e replica o tráfego multicast em seu receptor conectado localmente.

• O Spine 1 recebe o tráfego multicast no túnel de sobreposição AR e o replica e o encaminha em nome do Leaf 4 usando os túneis de sobreposição de replicação de entrada de entrada habituais para todos os outros dispositivos da rede EVPN, incluindo o Spine 2. O Spine 1 ignora o encaminhamento do tráfego de volta para o dispositivo de entrada AR Leaf 4 (de acordo com as regras do horizonte dividido).

Com O IGMP bisbilhotando ou MLD, e com o encaminhamento SMET habilitado:

• O replicador AR Spine 1 otimiza ainda mais a replicação, encaminhando apenas o tráfego em direção a outros dispositivos na rede EVPN com os ouvidos ativos. Neste caso, o Spine 1 ignora o encaminhamento para o AR Leaf 2.

O Spine 1 também replica e encaminha o tráfego para seus receptores locais e em direção a receptores multihomed ou gateways externos usando o viés local de replicação de entrada de rede EVPN habitual ou comportamentos df. Neste caso, o Spine 1 encaminha o tráfego para um receptor local. O Spine 1 usa viés local para encaminhar para um receptor multihomed (embora não seja o DF para esse segmento de Ethernet).

A Spine 2 encaminha o tráfego que recebeu da Spine 1 para o receptor local. O Spine 2 faz uma verificação de viés local para seu receptor multihomed, e ignora o encaminhamento para o receptor multihomed, embora seja o DF para esse segmento de Ethernet.

Fonte por trás de um dispositivo AR Leaf (segmento de ethernet multihomed) com modo AR estendido

A Figura 7 mostra uma rede EVPN com tráfego multicast de uma fonte em um segmento Ethernet multihomed operando no modo AR estendido. A fonte é multihomed para três dispositivos leaf AR e pode enviar o tráfego para qualquer um deles. Neste caso, o AR Leaf 1 é o dispositivo de entrada.

Figura 7: Entrada de tráfego de origem em um dispositivo AR Leaf (Fonte multihomed)

Sem a espionagem do IGMP ou a espionagem da MLD, e sem o encaminhamento de SMET habilitado:

• O AR Leaf 1 encaminha uma cópia do tráfego multicast para um dos dispositivos replicadores AR anunciados, neste caso, Spine 1, usando o endereço IP secundário do túnel de overlay AR que você configurou na interface de loopback, lo0, para Spine 1.

• Operando no modo AR estendido:

  • O AR Leaf 1 também replica e encaminha o tráfego multicast para todos os seus pares multihoming (AR Leaf 2 e AR Leaf 3) para o segmento Ethernet de origem.

  • O Spine 1 recebe o tráfego multicast no túnel de sobreposição AR e o replica e o encaminha usando os túneis de sobreposição de replicação de entrada habituais para os outros dispositivos da rede EVPN , exceto o AR Leaf 1 e seus pares multihoming AR Leaf 2 e AR Leaf 3.

Com O IGMP bisbilhotando ou MLD, e com o encaminhamento SMET habilitado, os dispositivos de replicador AR leaf e AR otimizam ainda mais a replicação multicast no modo AR estendido, da seguinte forma:

• Além de enviar para o replicador AR Spine 1, o AR Leaf 1 também replica e encaminha o tráfego multicast apenas para seus pares multihoming que têm ouvidos ativos (AR Leaf 3).

• O Spine 1 replica o tráfego do AR Leaf 1 apenas para outros dispositivos na rede EVPN com os ouvidos ativos. Nesse caso, isso inclui apenas o dispositivo NVE regular e o Spine 2.

O Spine 1 também replica e encaminha o tráfego para seus receptores locais e em direção a receptores multihomed ou gateways externos usando o viés local de replicação de entrada de rede EVPN habitual ou comportamentos df. Neste caso, o Spine 1 usa viés local para encaminhar para um receptor multihomed, embora não seja o DF para esse segmento de Ethernet. A Spine 2 recebe o tráfego da Spine 1 e encaminha o tráfego para o receptor local. O Spine 2 também faz uma verificação de viés local para seu receptor multihomed, e ignora o encaminhamento para o receptor multihomed, embora seja o DF para esse segmento de Ethernet.