Архитектура Cisco Unified MPLS: Внедрение MPLS на всех уровнях сети.
4 likes2,716 views
Документ описывает архитектуру Cisco Unified MPLS и ее применение в современных сетевых технологиях. Основное внимание уделяется внедрению MPLS на всех уровнях сети, улучшенной управляемости и быстрой сходимости, а также расширению возможностей сетевых сервисов. Также рассматриваются проблемы, связанные с традиционными технологиями MPLS, и способы их решения с помощью Unified MPLS.
Архитектура Cisco Unified MPLS: Внедрение MPLS на всех уровнях сети.
- 1. Архитектура Cisco Unified MPLS: Внедрение MPLS на всех уровнях сети Илгар Гасымов Системный архитектор Cisco igasymov@cisco.com
- 2. Содержание Эволюция сетей связи Архитектура Unified MPLS и ассоциированные с ней технологии Эволюция сетей мобильной связи Внедрение Unified MPLS в сетях LTE Инновации в сетевых технологиях и платформах Заключение 2
- 4. Эволюция сетей связи Конвергенция RAN Backhaul и Carrier Ethernet Добавляют CE сервисы Конвергентная Добавляют RAN сервисы на сети Unified RAN сеть на сети Carrier Ethernet Эффективность Конвергентные Сценарии: Мобильны Fixed/Mobile Infrastructure Телеком е Wholesale Ethernet / RAN Backhaul операторы операторы Mobile Operator with Business Services Типовые сервисы: Типовые сервисы: • Security Типовые сервисы: • Mobile Internet • Business Ethernet • Security • Wholesale RAN Backhaul • Mobile Internet • Business Ethernet • Triple Play • Triple Play • Internet Access • Wholesale Ethernet • RAN Backhaul • Internet Access Unified Converged Carrier RAN CE + Unified RAN Ethernet 4
- 5. Конвергентная IP NGN Архитектура Расширенная поддержка сетевых сервисов Сетевая сходимость Транспортные сервисы Гибкий сервисный шлюз • Converged & Flexible • L2 VPN & L3 VPN, • Flexible GW placement Wireless & Wire line Residential & Business • Distributed intelligence provides Policy and Service Control Plane (per subscriber) transport with Multiple including IP, Multicast & service enhancement Access types Subscriber Wholesale services • GW interaction for mobility Access Aggregation & Wire line/Mobile Edge Core Mobile DSLAM Residential OLT Business Corporate Доступность/Управляемость Встроенные функции SDH / Optical Доп. сервисы • Common Convergence & Resiliency • Video Monitoring • Video Caching - CDN technique • SyncE, 1588v2 • Security - IPSec/FW • e2e provisioning and fault isolation • Optimisation techniques • IPv6 - CGN • QoS, security, E-OAM • App. Awareness – DPI 5
- 6. Матрица поддержки технологий По основным категориям сетевых сервисов Service Service SONET Optical OTN Electrical PBB-TE MPLS-TP IP/MPLS Types Categories SDH (ROADM) OTN E-Line (10GE) E-Line (GE) Ethernet E-Line (any sub-rate) E-Tree E-LAN F/R ATM Traditional TDM high BW (>1G) TDM low BW (<1G) L3VPN L3 Unicast IP L3 Multicast L4-L7 Services Content MPLS обладает гибкостью в поддержке всех типов NGN и традиционных сервисов MPLS позволяет использовать как динамический, так и статический уровень управления (в случае MPLS-TP) 6
- 7. Матрица поддержки технологий По ключевым техническим характеристикам Technology Properties SONET Optical OTN Electrical PBB-TE MPLS-TP IP/MPLS SDH (ROADM) OTN Traffic Engineering 50ms Local Protection 50ms Path Protection Container Fixed Lambda Fixed Packet Packet Packet Containers Containers Multiplexing Technology Time Wave Division Time Division Statistical Statistical Statistical Division Ethernet UNI processing Limited None Limited Typically rich Typically rich Typically rich BW Granularity VC-xx Lambda ODU (1G) Variable Variable Variable Packet OAM Transport OAM Dynamic Control Plane Static Control Plane Technology Maturity MPLS (IP/MPLS и MPLS-TP) обладает наиболее полным операционным функционалом и эксплуатационными качествами MPLS широко эксплуатируется и поддерживается в оборудовании установленном в сетях операторов 7
- 8. MPLS как технология сетевой конвергенции Оптимальная поддержка услуг Access Aggregation Edge Core Cross-Domain Convergence IP/MPLS MPLS MPLS уже обладает основными качествами для конвергентных сетей MPLS активно развивается в сторону поддержки транспортных приложений и масштабирования в сетях доступа – MPLS-TP поддерживает статические провиженинг и OAM – Масштабируется до 100тыс MPLS узлов с BGP-4+Label (RFC3107) – Масштабируется на недорогих устройствах доступа MPLS базируется на проверенных отраслевых стандартах 8
- 9. Архитектура Unified MPLS и ассоциированные с ней технологии
- 10. Трудности возникающие в сетях с традиционной MPLS технологии Cложностью применения традиционных технологий для реализации сервисов в крупных сетях с Inter-AS для L3VPN и PW-Stitching для Multi-Segment PW Проблемы реализации высокой доступности и быстрой сходимости в масштабах всей сети. Сложность достижения 50мс сходимости с применением MPLS TE-FRR Сложность реализации систем провиженинга и отладки сервисов на мультидоменной сети Необходимость применения сложных L3 механизмов и взаимодействия с протоколами L2 уровня Unified MPLS адресует все перечисленные проблемы предоставляя в тоже время эксплуатационную простоту 10
- 11. Unified MPLS прост в эксплуатации Меньше узлов требует настройки Точки управления сетью LER LSR LER Access AGG AGG AGG AGG Access MPLS MPLS Unified MPLS MPLS В классических транспортных сетях сервисы должны быть сконфигурированы на каждом транзитном устройстве. Система управления должна знать топологию сети Нашей задачей является уменьшение количества точек администрирования. Интегрируя с помощью MPLS сегменты доступа, агрегации и ядра мы минимизируем количество точек администрирования Благодаря Unified MPLS архитектуре мы создаем End-to-End сервисы путем конфигурации только конечных PE устройств 11
- 12. Определение Unified MPLS Классический MPLS с некоторыми расширениями Единое MPLS пространство на уровне Ядра, Агрегации и потенциально Доступа используя иерархическое выделение меток (используя RFC 3107) – PE Loopbacks – Сервисная Граница (централизованные узлы) ABR узлы на границе IGP доменов в функции BGP RR – Next-Hop Self для встраивания в маршрут – Cluster ID для предотвращения петель LFA FRR (Loop Free Alternates FRR) для 50мс сходимости без сложной конфигурации (Remote LFA FRR в будущем) BGP PIC (Prefix Independence Convergence) чтобы обеспечить быструю сходимость 3107 иерархии MPLS-TP как дополнительная опция на сетях доступа Unified MPLS OAM и PM (Performance Monitoring) 12
- 13. RFC 3107 Масштабирование MPLS используя иерархию RFC 3107 был одобрен в 2001, с основной целью обеспечить масштабирование MPLS, но до недавнего времени не был востребован RFC 3107 это BGP IPv4 с возможностью распространять MPLS метки Основы RFC 3107: – BGP может быть использован для распространения MPLS меток аналогично тому как он распространяет маршруты – Информация о присвоенной маршруту метке может быть передана в том же BGP Update сообщении, которое используется для распространении информации о самом маршруте 13
- 14. Архитектура Unified MPLS Маршрутизация Sample Routing Architecture Aggregation Node Core ABR EPC Gateway Access Node Pre-Aggregation Node Access Aggregation Network Core Network Network Access Node Core ABR Aggregation Node Centralised RR IGP/LDP IGP/LDP IGP/LDP L2 Изолированные IGP/LDP домены - Раздельные IGP процессы, без редистрибуции маршрутов - IGP/LDP LSP используются для передачи трафика только внутри домена - Обеспечивается высокая стабильность и быстрая сходимость 14
- 15. Архитектура Unified MPLS Маршрутизация Sample Routing Architecture iBGP Aggregation Node Core ABR EPC Gateway Access Node Pre-Aggregation Node Access Aggregation Network Core Network Network Access Node Core ABR Aggregation Node Centralised RR IGP/LDP IGP/LDP IGP/LDP L2 Сервисный домен сети это единая BGP AS, с иерархическим MPLS уровнем используя RFC-3107 - BGP LSP используются для сервисов масштаба сети - Сервисы инициируются/терминируются на Unified MPLS PE - iBGP используется между Unified MPLS PE и ABR для получения IPv4 prefix + label удаленных сервисных PE 15
- 16. Пример сети Unified MPLS Архитектура маршрутизации (iBGP) Access Aggregation Core Network Aggregation Access Network Network Network Network Core ABR MPC Core ABR Access Agg. Node (Inline RR) Gateway (Inline RR) Agg. Node Access Pre-Agg. Pre-Agg. Node Node Node iBGP Node IPv4+label iBGP iBGP IPv4+label IPv4+label Core ABR Core ABR Access Agg. Node (Inline RR) Centralised RR (Inline RR) Access Node Agg. Node Node IGP(ISIS L1)/LDP LSP IGP(ISIS L2)/LDP LSP IGP(ISIS L1)/LDP LSP L2 Access L2 Access iBGP Hierarchical LSP Узлы Pre-Aggregation работают в режиме labeled BGP PE - Loopback-и анонсируются с BGP Aggregation community - Принимают только BGP маршруты с community Aggregation и MPC MPC GW (PE шлюз к BSC/RNC/MME/S-GW) являются labeled BGP PE - Loopback-и анонсируются с BGP MPC community Узлы Core ABR являются labeled BGP ABR/ASBR - Inline RR для Pre-Agg iBGP узлов, анонсируют себя как BGP Next-Hop - Используют Egress фильтрацию для удаления всех RAN Loopback-ов 16
- 17. Пример сети Unified MPLS Стек меток и LSP между сервисными PE Access Aggregation Core Network Aggregation Access Network Network Network Network Core ABR MPC Core ABR Access Agg. Node (Inline RR) Gateway (Inline RR) Agg. Node Access Pre-Agg. Pre-Agg. Node Node Node Node L2 ISIS Level 1/OSPF x ISIS Level 2/OSPF 0 ISIS Level 1/OSPF x L2 Core ABR Core ABR Access Agg. Node (Inline RR) Centralised RR (Inline RR) Access Node Agg. Node Node IGP/LDP Label Push Swap Pop Push Swap Pop BGP3107 Label Push Swap Swap Swap Pop Service Label LDP LSP LDP LSP LDP LSP BGP LSP Только маршруты Core ABR распространяются в IGP агрегации LDP метки используются для передачи в каждом домене и до Core ABRs BGP метки используются Labeled BGP PE и ABR-ми до Labeled BGP PE в удаленных доменах Сервисные (т.к. PW) метки используются Label BGP PE Примечание: Использование Remote LFA может добавить 4-ю метку 17
- 18. Настройка услуг в сети Unified MPLS Пример настройки EoMPLS Service Targeted LDP (PWE3) AC AC iBGP NHS iBGP NHS iBGP Loopback Loopback ISIS L1 & Link LDP ISIS L2 & Link LDP ISIS L1 & Link LDP Loopback Loopback Infrastructure AS 65000 Aggregation 1 Core Aggregation 2 ABR3 PE6 PE4 ABR1 1.0.0.211 1.0.0.206 402-2 401-4 1.0.0.221 RR 1.0.0.209 ASR1k Gi0/3 7200 Gi0/2/0 Gi2/1 Gi2/4 Gi0/0 Gi0/0/0/1 1.0.0.213 Gi0/1 Gi0/0/3 Gi0/2/1 Gi2/2 Gi2/0/4 P1 P2 Gi0/0/0/0 P3 Gi2/0/5 Gi2/0/1 Gi2/0/0 Gi2/1 Gi2/7 Gi2/0/3 1.0.0.202 1.0.0.203 interface GigabitEthernet0/0/3.146 interface GigabitEthernet0/1.146 encapsulation dot1Q 146 encapsulation dot1Q 146 xconnect 1.0.0.213 213221146 pw-class mpls xconnect 1.0.0.221 213221146 pw-class mpls Access Circuit (AC) Configuration Access Circuit (AC) Configuration Всего лишь две точки конфигурации чтобы настроить EoMPLS. Сравните с MS-PW !!! ASR1000, 7200 Cisco7600 ASR-9000 18
- 19. Настройка услуг в сети Unified MPLS Пример настройки L3VPN iBGP VPNv4 only RR iBGP VPNv4 only Service AC AC iBGP NHS iBGP NHS iBGP Loopback Loopback ISIS L1 & Link LDP ISIS L2 & Link LDP ISIS L1 & Link LDP Loopback Loopback Infrastructure AS 65000 Aggregation 1 Core Aggregation 2 ABR3 PE6 PE4 1.0.0.211 1.0.0.221 1.0.0.206 ABR1 RR 1.0.0.209 402-2 401-4 ASR1k Gi0/3 7200 Gi0/2/0 Gi2/1 Gi2/4 Gi0/0 Gi0/0/0/1 1.0.0.213 Gi0/1 Gi0/0/3 Gi0/2/1 Gi2/2 Gi2/0/4 P1 P2 Gi0/0/0/0 P3 Gi2/0/5 Gi2/0/1 Gi2/0/0 Gi2/1 Gi2/7 Gi2/0/3 1.0.0.202 1.0.0.203 router bgp 65000 neighbor 1.0.0.211 remote-as 65000 interface GigabitEthernet0/1.200 ip vrf vpn1 neighbor 1.0.0.211 update-source Loopback0 encapsulation dot1Q 200 rd 65001:1 ! ip vrf forwarding vpn1 route-target export 65001:6 address-family ipv4 ip address 3.1.6.1 255.255.255.0 route-target import 65001:4 no neighbor 1.0.0.211 activate ! AC to VRF Mapping VRF Definition address-family vpnv4 neighbor 1.0.0.211 activate neighbor 1.0.0.211 send-community extended bgp nexthop trigger delay 1 <1s converg Настройка VPNv4 независима от BGP для инфраструктуры! iBGP VPNv4 toward RR ! address-family ipv4 vrf vpn1 Нет Inter-AS сложности! redistribute connected 19
- 20. Быстрая сетевая сходимость IP/MPLS механизмы Типы Время Простота отказов восстан-я эксплуат. Сетевая инфраструктура – все узлы и соединения IGP Fast Convergence (IGP FC) • Преодолевает барьер <200мс времени восстановления √√ O(x00ms) √ • Защищает от любых отказов, включая множественные IP/MPLS Loop Free Alternate Fast ReRoute (LFA FRR) • Локальная защита (link, node) с <50мс восстановлением √ <50ms √ • Механизм улучшения сходимости IGP протоколов MPLS TE Fast ReRoute (TE FRR) • Локальная защита (link, node, path) с <50мс восстановлением √ <50ms X Сервисная граница – граничные узлы и соединения BGP Prefix Independent Convergence (BGP PIC) • IP/IPVPN масштабируемое восстановление в дополнение к IGP FC и FRR √√ O(x00ms) √ • Применимо ко всем BGP сервисам (IPv4, IPv6, VPNv4, VPNv6) Отвечает требованиям SLA с Высокой Доступностью без усложнения эксплуатации сети 20
- 21. LFA FRR Loop Free Alternative Fast Reroute 2 C D 10 2 2 1 A B 4 8 E F Что такое LFA FRR? - Хорошо известный (описан в RFC 5286) механизм Fast Reroute для защиты от локальных отказов для unicast трафика в IP или MPLS/LDP сетях - Path computation выполняется только на ―локальном‖ узле (A) - Резервный путь Loop Free Alternate (узел C является LFA, E нет) 21
- 22. LFA FRR Легко настроить 2 C D 10 2 2 1 A B 4 8 E F RP/0/0/CPU0:ospf-3-2(config)#router ospf 1 RP/0/0/CPU0:ospf-3-2(config-ospf)#area 0 RP/0/0/CPU0:ospf-3-2(config-ospf-ar)#int pos 0/3/0/0 RP/0/0/CPU0:ospf-3-2(config-ospf-ar-if)#fast-reroute per-link enable Требуется только локальная настройка на узле, которому мы хотим обеспечить защиту Однако доступность LFA узла зависит от топологии и метрик! 22
- 23. LFA FRR Loop Free Alternative Fast Reroute A1 A2 C1 C5 C2 C4 C3 – В некоторых топологиях нет напрямую подключенного Loop Free Alternates (LFA) узла – Например кольцевая топология: • Рассмотрим отказ соединения C1-C2 • Если C2 отправит пакеты адресованные A1 на C3, то C3 перешлет их обратно C2 – Однако, есть неподключенный напрямую LFA узел C5 23
- 24. Remote LFA FRR https://tools.ietf.org/html/draft-shand-remote-lfa Backbone A1 A2 C1 C5 Directed LDP session C2 C4 C3 Remote LFA использует IGP/LDP для расширения механизма LFA FRR на произвольные топологии LFA узел (C5) вычисляет автоматически во время SPF процесса по алгоритму PQ (описанному в draft) Автоматически устанавливает к нему Directed LDP сессию для получения метки по запрашиваемому FEC Весь процесс обмена метками и механизм туннелирования выполняются автоматически и не требуют ручной настройки 24
- 25. Remote LFA FRR Как работает защита? Backbone A1 A2 C1 Directed LDP C5 E1 session 20 21 C2 21 C4 99 21 99 C3 21 X На показанном примере таблица LFIB узла C2 выглядит так: C1’s label for FEC A1 = 20 C3’s label for FEC C5 = 99 C5’s label for FEC A1 = 21 При отказе линка C1-C2, C2 шлет адресованный A1 в LSP к C5 C2 заменит метку 20 на 21 (туннель до C5) и добавит 99 (транспорт.) C5 получив пакеты с меткой 21 отправит их согласно маршрутизации кратчайшим путем к A1 минуя узел C1 25
- 26. Remote LFA FRR Какие преимущества по сравнению TE FRR? Backbone A1 A2 C1 C5 E1 TE-FRR Backup tunnel NH protection C2 C4 Remote-LFA C3 tunnel to PQ node Минимум конфигурации, просто эксплуатировать! Нет необходимости в дополнительных протоколах (как RSVP-TE) в IGP/LDP сетях, если нужен только FRR Проще обеспечить эффективную утилизацию ресурсов (чем с TE- FRR) – TE-FRR возвращает трафик на NH или NNH до его маршрутизации к A1, что приводит к двойному расходованию ресурса канала A1-C1 – Remote-LFA маршрутизирует по кратчайшему пути от C5 к A1 26
- 27. Fast Reroute для IGP доменов Что рекомендуется использовать? LFA FRR проще чем TE FRR – Проще конфигурировать и управлять – Не требуется поддержка всех устройств сети – Применимость зависит от сетевой топологии Remote LFA FRR, используя LDP LSP, обеспечивает MPLS FRR – Также просто конфигурировать и управлять – Не требуется поддержка всех устройств сети – Применимо для произвольных сетевых топологии Для Fast Reroute всегда используйте LFA и Remote LFA! Используйте TE FRR когда вам в дополнение к Fast Reroute нужно контролировать полосу и резервный путь 27
- 28. Что такое PIC или BGP FRR? PIC позволяет переключиться на запасной маршрут (next-hop) за минимальное время вне зависимости от количества префиксов BGP Fast Reroute (BGP FRR)— позволяет BGP использовать альтернативный маршрут при выходе из строя основного, за мининмальное время переключения PIC или FRR используют резервный маршрут предоставленный протоколом маршрутизации (например, BGP) – При отсутствии запасных маршрутов Сходимость определяется протоколом маршрутизации, обновляющим RIB и FIB для каждого маршрута (prefix) – При наличии запасных маршрутов Альтернативные маршруты уже в RIB/FIB Предсказуемое и постоянное время сходимости вне зависимости от числа маршрутов 28
- 29. В чем отличие BGP PIC Core и PIC Edge 1 2 PE2 3 CE1 CE2 PE3 VPN1 VPN1 Сайт 2 Сайт 1 PE1 1. PIC core – в случае изменения IGP маршрута 2. PIC edge – при отказе удаленного PE или его подключения 3. PIC edge – при отказе PE-CE канала 29
- 30. BGP PIC Edge PE-CE Link Protection router bgp 100 address-family ipv4 vrf V1 bgp advertise-best-external PE2 MPLS-VPN CE1 PE3 PE1 router bgp 100 CE2 address-family ipv4 vrf V1 Normal Path bgp additional-paths install Backup Path PE1 и PE2 рассчитывают резервный bgp маршрут, используя bgp best-external В случае отказа основного PE1 - CE1 канала: - PE1 сохраняет локальную bgp сервисную метку в таблице коммутации и транслирует приходящий для CE1 трафик к PE2, используя маршрут/ метку анонсированные PE2 - Через определенное время локальные метки будут удалены - PE3 к этому времени должен использовать PE2 маршрут для трафика к CE1 30
- 31. BGP PIC Edge PE-Node Protection PE2 MPLS-VPN CE1 PE3 PE1 CE2 Normal Path Backup Path PE1, PE2 и PE3 рассчитывают запасной bgp маршрут При отказе PE1 узла: - IGP протокол маршрутизации на PE3 удаляет путь к PE1 - Переход на запасной маршрут - PE3 должен использовать BGP сервисную метку PE2 для трафика к CE1 31
- 32. Влияние PIC на сходимость BGP PIC Core и BGP PIC Edge PIC Core PIC Edge msec 1000000 Core 100000 100000 250k PIC 10000 10000 250k no PIC PIC 500k PIC LoC (ms) 1000 1000 no PIC 500k no PIC 100 100 10 10 1 1 12 0 15 0 17 0 20 0 22 0 25 0 27 0 30 0 32 0 35 0 00 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 00 00 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 400000 450000 500000 0 00 50 00 50 00 50 00 50 00 50 00 25 50 75 Prefix Prefix При изменении next-hop, отказе канала в Без Edge PIC время сходимости - ядре при не использовании Core PIC, функция от количества префиксов время сходимости зависит от количества PIC функциональность позволяет маршрутов требующих изменения минимизировать время сходимости и PIC функциональность позволяет сделать его предсказуемым минимизировать время сходимости и сделать его предсказуемым 32
- 33. Быстрая сходимость для сервисов BGP PIC в масштабах всей сети Реализация всех сервисов используя Labeled BGP – Проще конфигурировать и управлять – Хорошо масштабируется – Легче отлаживать BGP PIC Core и Edge механизмы расширяют FRR на всю сеть – Дополняет RFC3107 BGP+Label решение быстрой сходимостью поверх изолированных IGP доменов сети – Быстрая сходимость независимо от числа защищаемых маршрутов – Защищает от сбоев за пределами собственной сети – Просто конфигурировать и управлять Используйте BGP PIC в дополнение к LFA и Remote LFA для достижения быстрой сходимости в масштабах сети 33
- 34. Быстрая сходимость в сети Unified MPLS Внутри- и меж-доменные сценарии Access Aggregation Core Network Aggregation Access Network Network Network Network Core ABR MPC Core ABR Access Agg. Node (Inline RR) Gateway (Inline RR) Agg. Node Pre-Agg. Access Pre-Agg. Node 2 4 Node 6 Node Node 7 L2 1 ISIS Level 1/OSPF x 3 ISIS Level 2/OSPF 0 ISIS Level5 1/OSPF x L2 Core ABR Core ABR Access Agg. Node (Inline RR) Centralised RR (Inline RR) Access Node Agg. Node Node IGP/LDP Label Push Swap Pop Push Swap Pop BGP3107 Label Push Swap Swap Swap Pop Service Label LDP LSP LDP LSP LDP LSP BGP LSP IGP FC: простой <1s, базовый механизм для всех доменов - 1, 3, 5, 6, 7: Раздельные домены сходимости LFA FRR: простой <50ms Link и Node - 1, 3, 5, 6: применим LFA FRR, 7: требуются дополнительные механизмы Remote LFA FRR: расширяет LFA FRR на кольцевые и сложные топологии BGP PIC: позволяет BGP расширить защиту IGP на всю сеть - 2, 4: Inter-Area сходимость с минимальным изменением RIB/FIB 34
- 35. Unified MPLS OAM и PM Для сценария Mobile Transport LTE, IPSLA IPSLA PM IPSLA 3G IP UMTS, Probe Probe Transport VRF VRF Service OAM MPLS VRF OAM IPSLA IPSLA PM / В будущем RFC 6374 PM (PW/Link PM) IPSLA 3G ATM UMTS, Probe Probe 2G TDM, Transport MPLS VCCV PW OAM Transport OAM IPSLA PM / В будущем RFC 6374 PM (LSP/Link PM) Unified MPLS end-to-end LSP IP OAM поверх BGP LSP (в будущем LSP OAM) NodeB CSG Aggregation MTG RNC/BSC/SAE 35
- 36. Эволюция сетей мобильной связи
- 37. Next-Generation Mobile Access & Aggregation Поддержка All-IP для LTE и ATM/TDM 2G/3G ATM & TDM PWE3 TDM Контроллеры IMA Сеть 2G/3G Доступа IP/E Общий домен OAM, SLA Агрегации мониторинг Распределенная Гибкая Сервисная обработка Граница IP/E SeGW L3 VPN Mobile 802.1X IPSec Gateway “Чужая” Сеть TDM Доступа IPSec IMA 802.1X Безопасность, OAM, Мониторинг SLA, Multicast, QoS, IPv6 37
- 38. Архитектура LTE сетей Сетевые компоненты и интерфейсы S1-c интерфейс между eNodeB и MME Подключение к нескольким MME MME GW используя SCTP/IP S11 между MME и SAE GW GTP-c Version 2 SGW SGW PDN GW X2 интерфейс между Связь SAE GW и PDN GW eNodeB Макро мобильность используя SCTP/IP для контроль-х MME GW GTP или PMIP сообщений и GTP туннель для данныхS1-u от eNodeB к SAE GW Мобильность используя GTP-u 38
- 39. X2 интерфейс и handover Как работает handover? MME GW eNodeB SGW SGW Uplink PDN GW Downlink eNodeB Downlink MME GW Uplink 39
- 40. Внедрение Unified MPLS в сетях LTE
- 41. Внедрение Unified MPLS в сети LTE L3VPN сервисная модель Access Aggregation Core Network Aggregation Access Network Network MPC Network Network Core ABR Core ABR Agg ABR Agg. Node (Inline RR) Gateway (Inline RR) Agg. Node Agg ABR (Inline RR) (Inline RR) iBGP IPv4+label iBGP iBGP iBGP iBGP IPv4+label IPv4+label IPv4+label IPv4+label Core ABR Core ABR (Inline RR) Centralised RR (Inline RR) Agg. Node LDP LSP LDP LSP LDP LSP LDP LSP LDP LSP iBGP Hierarchical LSP С Unified MPLS транспортом мы используем MPLS VPN для трафика интерфейсов LTE S1, X2 и опционально OAM для eNodeB Распространение маршрутов в MPLS VPN используя управляемый импорт и экспорт префиксов с помощью Route Target (RT) Ограничение распространения маршрутов из удаленных доменов используя Egress фильтрацию по RT на ABR RR маршрутизаторах Ядра и Агрегации (RT Constrained Distribution) 41
- 42. Внедрение Unified MPLS в сети LTE L3VPN сервисная модель (продолжение) Access Aggregation Core Network Aggregation Access Network Network Export: MPC RT Network Network Core ABR Import:MPC Common RAN RT, ABR Core Agg. Node (Inline RR) MPC Gateway RT (Inline RR) Agg. Node Pre-Agg. Pre-Agg. Export: Common RAN RT, Export: Common RAN RT, Export:1000:1000 RAN Y RT Node V4 Mobile Infrastructure Node RAN X RT Import: 1000:1000, Import: MPC RT, MPLS VPN RAN Y RT Import: MPC RT, RAN X RT 1111:1111 Export: Common RAN RT, RAN Z RT Import: MPC RT, RAN Z RT Export: MPC RT Core ABR Import: Common RANCore ABR RT, MPC RT Centralised RR (Inline RR) (Inline RR) Agg. Node LDP LSP LDP LSP LDP LSP LDP LSP LDP LSP Export: 1111:1111, 1:1 Export: 1111:1111, 1:2 Export: 1111:1111, 2:2 Import: 1000:1000, 1:1 Import: 1000:1000, 1:2 Import: 1000:1000, 2:2 iBGP Hierarchical LSP MPC GW импортируют префиксы с RAN и MPC Route Targets, в тоже экспортируют префиксы с MPC Route Target CSG (или узлы Pre-Aggregation) в домене RAN импортируют префиксы с RT анонсируемых с MPC и региональных RAN В созданном LTE MPLS VPN обслуживается: - контрольный и пользовательский трафик S1 с компонентами MPC/EPC - трафик X2 между CSG в едином RAN регионе 42
- 43. Настройка L3VPN для LTE 1111:1111 Common RAN RT 1000:1000 MPC RT На сервисных узлах (CSG, MTG GW) Конфигурация L3VPN на CSG Домен доступа Общая конфигурация на CSG OSPF 0 в сети доступа VRF CSN router bgp 100 Cell Site GW (CSG) bgp router-id 100.111.13.18 ! address-family vpnv4 • Export Common RT neighbor ABR send-community extended vrf definition CSN • Export local RAN RT neighbor 100.111.99.7 activate rd 1000:1000 • Import local RAN RT neighbor 100.111.99.8 activate RT Constrained ! • Import MPC RT exit-address-family Route distribution address-family ipv4 ! export map ADDITIVE address-family rtfilter unicast route-target export 1:1 neighbor ABR send-community extended route-target import 1:1 neighbor 100.111.99.7 activate route-target import 1000:1000 neighbor 100.111.99.8 activate exit-address-family exit-address-family ! address-family ipv4 vrf CSN route-map ADDITIVE permit 10 redistribute connected set extcommunity rt 1111:1111 exit-address-family additive 43
- 44. Настройка L3VPN для LTE 1111:1111 Common RAN RT 1000:1000 MPC RT На сервисных узлах (CSG, MTG GW) Конфигурация L3VPN на MTG GW Домен Ядра Настройка сервисного VPN не меняется ISIS L2 при добавлении CSG в сети доступа VRF CSN router bgp 100 bgp router-id 100.111.11.1 Mobile Transport GW (MTG) ! neighbor-group ABR use session-group infra • Import Common RT ! • Import MPC RT address-family vpnv4 unicast • Export MPC RT route-policy MPC_Community out ! vrf CSN vrf CSN rd 1000:1000 address-family ipv4 unicast address-family ipv4 unicast import route-target 1111:1111 redistribute connected import route-target 1000:1000 ! community-set MPC_Community export route-target 1000:1000 1000:1000 ! route-policy MPC_Community set community MPC_Community 44
- 45. Настройка iBGP для U-MPLS 1111:1111 Common RAN RT 1000:1000 MPC RT На транзитных узлах (ABR) Конфигурация узла Agg-ABR в качестве Inline RR Домен Домен Необходимо настроить активацию BGP соединения Доступа Агрегации для каждого нового CSG в сети доступа OSPF 0 ISIS L1 Agg-ABR router bgp 100 узел bgp router-id 100.111.9.10 bgp cluster-id 909 CSR’s are ! RT Constrained RR Clients Route distribution address-family vpnv4 neighbor CSR send-community extended Towards CSRs neighbor CSR route-reflector-client neighbor ABR send-community both ! neighbor 100.111.10.1 activate address-family rtfilter unicast neighbor 100.111.10.2 activate neighbor csr send-community neighbor 100.111.13.1 activate extended neighbor 100.111.13.2 activate neighbor 100.111.13.1 activate neighbor 100.111.13.3 activate neighbor 100.111.13.2 activate exit-address-family neighbor 100.111.13.3 activate ! exit-address-family 45
- 46. Настройка iBGP для U-MPLS 1111:1111 Common RAN RT 1000:1000 MPC RT На транзитных узлах (ABR) Конфигурация узла Core ABR в качестве Inline RR Домен Агрегации Домен Ядра ISIS L2 ISIS L1 Настройки Inline RR вводятся единожды благодаря шаблонам (IOS-XR) Agg-ABR Nodes Core ABR are RR Clients узел router bgp 100 for VPNv4 bgp router-id 100.111.10.1 bgp cluster-id 1001 extcommunity-set rt RAN_Community ! 1111:1111 neighbor-group AGG Community end-set use session-group infra based Egress ! ! filtering route-policy Egress_RAN_Filter address-family vpnv4 unicast if extcommunity rt matches-any (1:*) route-reflector-client then route-policy Egress_RAN_Filter out pass ! elseif extcommunity rt matches-any neighbor-group MPC Regional MPC PEs RAN_Community then use session-group infra are RR Clients drop ! for VPNv4 else address-family vpnv4 unicast pass route-reflector-client endif 46
- 47. Пример 2: Unified MPLS в сети MBH MPLS на Ядре и Агрегации, IGP/LDP на Доступе Access Aggregation Core Network Aggregation Access Редистрибуция MPC Network Core ABR Network MPC Network Network Pre-Agg. Core ABR iBGP community Agg. Node (Inline RR) Gateway (Inline RR) Agg. Node Node в IGP RAN доступа Pre-Agg. Node Core ABR Core ABR Редистрибуция Agg. Node (Inline RR) Centralised RR (Inline RR) Agg. Node CSG Loopback в iBGP LDP LSP LDP LSP LDP LSP LDP LSP iBGP Hierarchical LSP LDP LSP Между сервисными узлами MPC и Agg-ABR агрегации реализуется Unified MPLS транспорт с iBGP + Labels Оборудование CSG не использует BGP для сервисного уровня На сети RAN доступа настроен IP/MPLS с редистрибуцией в iBGP на граничных Agg-ABR сети агрегации и доступа 47
- 48. Пример 3: Unified MPLS в сети MBH MPLS на Ядре и Агрегации, L2/TDM/uWave на Доступе Access Aggregation Core Network Aggregation Access Network Network Core ABR MPC Network Network Core ABR Agg. Node (Inline RR) Gateway (Inline RR) Agg. Node Pre-Agg. Pre-Agg. Node Node L2 Core ABR Core ABR Agg. Node (Inline RR) Centralised RR (Inline RR) Agg. Node LDP LSP LDP LSP LDP LSP L2/TDM/uWave L2/TDM/uWave iBGP Hierarchical LSP Между сервисными узлами MPC и Agg-ABR агрегации реализуется Unified MPLS транспорт с iBGP + Labels Оборудование CSG не использует BGP для сервисного уровня На сети RAN доступа используются TDM, uWave или pt-to-pt L2 соединения до граничных Agg-ABR сети агрегации и доступа 48
- 49. Инновации в сетевых технологиях и платформах
- 50. Сценарий внедрения nV (1) – Агрегация фиксированной связи Сложность протоколов • Единый виртуальный уровень управления на оба резервирования на доступе шасси Большое количество протоколов • Простая схема резервирования на доступе L2/L3 резервирования active/active Link bundle Сложность реализации inter-chassis • Не требуется настройка дополнительных L2/L3 state-sync протоколов проколов отказоустойчивости на сервисном узле Взаимозависимость • Все service state всегда синхронны между двумя масштабирования и быстрой шасси сходимости • Независимая от числа услуг сходимость – 50msec L3 Router dual- homing (ECMP) Service Edge L2 Ethernet Ring IP/MPLS (MST/REP-AG, G.8032) Ethernet hub- and-spoke (MC-LAG) nV Cluster 50
- 51. Сценарий внедрения nV (2) – Агрегация в сети Мобильного оператора • Двойная IGP/BGP связанность между CSR • Единый виртуальный уровень управления и двумя узлами агрегации на оба шасси • L3 протокол должен ―пересчитать‖ • Не требуется использование HSRP/VRRP топологию при отказе • Одна IGP/BGP связанность между CSR и • HSRP/VRRP сходимость на nV узлом агрегации маршрутизаторах агрегации • 50msec сходимость независимо от числа • Сходимость зависит от количества подключенных CSR подключенных CSR LTE Core CO MME VRF Voice SGW IP/MPLS VRF RAN MSC RNC VRF MGMT Mgmt CDMA Core Cell Site Routers (CSR) PE Internet PE nV Cluster 51
- 52. Заключение
- 53. Заключение Unified MPLS позволяет проще реализовать и эксплуатировать L2 и L3 сервисы в крупных сетях Отвечает требованиям высокой доступности и быстрой сходимости для применения в сетях проводных и мобильных операторов связи Наилучшим образом подходит для построения инфраструктуры Mobile Backhaul сетей для операторов внедряющих LTE Уже сегодня доступен на оборудовании производимом компанией Cisco 53
- 54. Также рекомендуем посетить Обеспечение отказоустойчивости в сетях Carrier Ethernet ASR-9000 nV технология – кластеры и сателиты Современные технологии и решения Cisco для обеспечения синхронизации в пакетных сетях Открытая дискуссия по технологиям для операторов связи – 21 ноября, среда, 18 часов, Конгресс-зал Правый – Готовьте свои вопросы ! • Демо-стенд «Решения для операторов связи» (демо-зона, комната 5) – ASR 9000 с интерфейсами 100GigabitEthernet – технология сетевой виртуализации ASR 9000 nV – Carrier Grade v6 на базе маршрутизатора Cisco ASR 9000 с модулем ISM – И многое другое ! 54
- 55. Спасибо! Заполняйте анкеты он-лайн и получайте подарки в Cisco Shop: http://ciscoexpo.ru/expo2012/quest Ваше мнение очень важно для нас!