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5G承载网络中的EVPN技术详解

通信头条 2021-02-26 11:33 次阅读

EVPN是5G承载网络最重要的技术之一,正如中国电信STN网络表述的那样,基于SRv6+EVPN构建。

01

VPLS技术不好用催生EVPN技术

认识EVPN之前,先回顾一下VPN。

什么是VPN

虚拟专用网VPN(Virtual Private Network)是在公共网络中建立的虚拟专用通信网络。VPN具有以下两个基本特征:

专用(Private):对于VPN用户,使用VPN与使用传统专网没有区别。

虚拟(Virtual):VPN用户获得的知识逻辑的专网。

VPN的基本原理是利用隧道技术,把VPN报文封装在隧道中,利用VPN Backbone建立专用数据传输通道,实现报文的透明传输。

EVPN也即是Ethernet VPN,是一种用于二层网络互联的VPN技术。

二层VPN技术有很多啊,VPWS、VPLS等等,那为什么又出现了EVPN技术呢?

因为VPLS技术无法满足网络需求了。

RFC 7209《Requirements for Ethernet VPN (EVPN)》文档第一句明确指出了EVPN技术产生的背景:

L2VPN服务的广泛采用和该技术的新应用的出现(例如数据中心互连)导致了一组新的要求,而当前的虚拟专用LAN服务(VPLS)解决方案无法轻松解决这些要求。

The widespread adoption of Ethernet L2VPNservices and the advent of new applications for the technology (e.g., datacenter interconnect) have culminated in a new set of requirements that are notreadily addressable by the current Virtual Private LAN Service (VPLS) solution.

EVPN是为解决VPLS不好用而生,VPLS技术存在的主要问题总结如下:

6ebbcdf8-77d2-11eb-8b86-12bb97331649.png

EPVN技术针对这些问题,做了很好的改进。

02

EVPN技术特点

EVPN最开始设计,并不是给承载使用的。

RFC7209的描述,EVPN主要是为了解决数据中心大二层的需求。

EVPN中:PE之间的MAC/IP地址学习是基于控制平面的,采用MP-BGP协议通告MAC/IP的可达性,其策略控制类似于BGP/MPLS L3VPN。

这种基于控制平面的学习能够对MAC/IP的学习过程提供更强的控制能力,满足了数据中心网络需求:

网络扩展性、主机或虚拟机群间的隔离性、负载分担、网络故障收敛时间

但是数据中心网络是极少使用MPLS技术的。

所以,EVPN定义了一套通用的控制面,数据面可以使用不同的封装技术,包括VxLAN、PBB、MPLS:

6f242baa-77d2-11eb-8b86-12bb97331649.png

上图的3篇RFC文档,分别描述了EVPN的不同的数据面技术,可以下载学习参考。

EVPN还可以采用SRv6数据面技术。

总结一下:EVPN使用BGP消息扩展,传递mac/ip地址,转发面可以采用多种技术,5G承载网(STN、智能城域网)一般是MPLS、SRv6数据面。

03

EVPN业务类型

EVPN不仅可以取代L2VPN,还可以承载L3VPN,可以实现各类VPN业务的统一控制面。

按照所能提供的各类型业务,可以对EVPN进行一个分类总结,如下图所示:

6f87868c-77d2-11eb-8b86-12bb97331649.png

上图中也列出了定义各类业务的RFC,供学习参考。

EVPN是如何实现L2、L3VPN统一控制面的呢?

依靠扩展BGP协议。

04

EVPN原理简述

EVPN技术仍沿用传统VPN中的P、PE、CE的概念。

同时引入了一个新的概念ESI(Ethernet Segment Identifier):

唯一标识PE与某一CE之间的连接,连接同一CE的多个PE上的ESI值相同,连接不同CE的ESI值不同。

ESI概念如下图示例:

6fc40986-77d2-11eb-8b86-12bb97331649.jpg

EVPN扩展BGP协议,定义了一种新的NLRI(Network Layer Reachability Information)。

EVPN NLRI常用的EVPN路由包括:

以太自动发现路由(Ethernet Auto-Discovery Route):用于向其他PE通告本端PE对接入站点的MAC地址的可达性。

MAC/IP地址通告路由(MAC/IP Advertisement Route):用于从本端PE向其它PE发布单播MAC/IP地址的可达信息。

集成多播路由(Inclusive Multicast Route):用于建立传送多播流量(包括广播流量、组播流量和未知目的地址的单播流量)的隧道。

以太网段路由(Ethernet Segment Route):用来实现连接到相同CE的PE设备之间互相自动发现,用于DF(Designated Forwarder,指定转发者)选举,实现EVPN多归。

每个EVPN NLRI中都有ESI(Ethernet Segment Identifier)的身影。

了解不同EVPN NLRI在不同业务场景下的作用,是学习理解EVPN技术的捷径。

05

EVPN在5G承载网络中应用

5G承载网络承载移动回传业务一般采用L3VPN方式,大客户业务采用VLL、VPLS业务。

5G承载网络,如何应用EVPN技术呢?

比较理想的是使用EVPN一统所有类型VPN业务。

但EVPN替代传统L3VPN,未增加任何新的特性,反而复杂化了网络配置。

用作替代VPLS业务,仍是最佳选择。

通过SRv6、EVPN的引入,5G承载网得到了很大的简化:

7015bc18-77d2-11eb-8b86-12bb97331649.jpg

5G承载网的重要特性,除了SRv6(参考文章:什么是SRv6?)、EVPN,还有SDN化的几项技术:BGP-LS、PCEP、Netconf、telemetry等,以后逐项慢慢聊。

原文标题:业务天天学| 什么是EVPN技术

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责任编辑:haq

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