MPLS-VPN とは C 社を中心として RFC2547(Informational) に記された ISP サービスとしての IP-VPN 実現技術 網内パケット転送に MPLS(LDP/TDP) VPN 経路情報交換に BGP(mpBGP:RFC2283) を使用 ルーティングプロトコルがエッジ

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1 MPLS-VPN のしくみ ~RFC 2547 モデル ~ NTTコミュニケーションズ株式会社池尻雄一 ikejiri@ntt.ocn.ne.jp 2000/06/16 IP-VPN-Panel

2 MPLS-VPN とは C 社を中心として RFC2547(Informational) に記された ISP サービスとしての IP-VPN 実現技術 網内パケット転送に MPLS(LDP/TDP) VPN 経路情報交換に BGP(mpBGP:RFC2283) を使用 ルーティングプロトコルがエッジで終端される Peer モデルの IP-VPN

3 RFC2547 に登場するルータたち PEルータ :Provider Edge Router( お客様を収容するルータ MPLSエッジルータ ) Pルータ :Provider Router(MPLSコアルータ ) CEルータ :Customer Edge Router(PEルータにつながるお客様ルータ )

4 RFC2547 プロトコル構成 VPN 経路を知っている PE CE mp-bgp (Route Reflector) ラベルトンネル P P PE LDP LDP LDP ISP バックボーン MPLS ドメイン ( 含 OSPF/ISIS) VPN 経路を知らない CE VPNA: 拠点 A VPNA: 拠点 B

5 RFC2547 でのラベルの使い方 MPLS ラベルスタックを 2 つ使う レイヤ 2 ヘッダ 網内転送ラベル VPN 識別ラベル IP ヘッダ + データ LDP で決定 ( 松嶋さんプレゼン参照 ) mpbgp で決定 (PE ルータ間のフルメッシュで )

6 パケット転送の流れ VPNA; 拠点 B: 行きパケット到着 Dst: Lo: /32 CE PE P P PE CE VPNA: 拠点 A MPLS ドメイン VPNA: 拠点 B /8

7 パケット転送の流れ (Cont.) 1 入力インタフェースからVPNAであることを認識し VPNA: /8 に相当するVPN 識別用ラベルAを付与する 2(1)VPNA: /8の出口のPEルータをBGP next-hop( ) で知る (2) この出口のPEルータに行くための転送用ラベルBを付与する Dst: ラベル A ラベル B Lo: /32 CE PE P P PE CE VPNA: 拠点 A MPLS ドメイン VPNA: 拠点 B /8

8 パケット転送の流れ (Cont.) バックボーン内の P ルータでは 転送用ラベル B だけを参照 値はホップバイホップで変わります Dst: ラベルA ラベル B Lo: /32 CE PE P P PE CE VPNA: 拠点 A MPLS ドメイン VPNA: 拠点 B /8

9 パケット転送の流れ (Cont.) 出口の PE ルータでは ラベル A の値を頼りに VPN を識別 & 出力インタフェースを決定し CE ルータへパケットを転送 Dst: ラベル A Lo: /32 CE PE P P PE CE VPNA: 拠点 A MPLS ドメイン VPNA: 拠点 B /8

10 パケット転送の流れ (Cont.) ラベルがはずされ通常の IP パケットとして CE ルータに到着!! Dst: Lo: /32 CE PE P P PE CE VPNA: 拠点 A MPLS ドメイン VPNA: 拠点 B /8

11 RFC 2547 モデルの特長 CE ルータは普通のルータで良い パス管理もなく セキュリティも FR/ATM などと同等 PE ルータと CE ルータの間は 複数のルーティングプロトコルが使える Peer モデルではここがだいじ サービスに直結 複数の VPN を 1 台の PE ルータに収容可能 ISP サービスとしては収容効率はだいじ 異なる VPN 間で同じアドレスが使える みんなプライベートアドレスだし

12 PE-CE 間ルーティングプロトコル Static BGP-4 Private ASN を使ういくつかの機能追加あり RIP(Version1, Version2) 冗長構成時の経路ループに注意 OSPF multiple instance & デザインの制限に注意 どこまでサービスとして出すかは ISP しだい

13 PE-CE 間ルーティングプロトコル (Cont.) Redistribute(BGP-4 以外 ) Redistribute(BGP-4 以外 ) Static BGP-4 RIP OSPF PE mp-bgp (Route Reflector) P P PE Static BGP-4 RIP OSPF CE MPLS ドメイン (OSPF/ISIS) CE VPNA: 拠点 A VPNA: 拠点 B

14 複数 VPN を収容する技術 VRFs:VPN Routing and Forwarding tables VPN CE VRF(VPN)

15 複数 VPN を収容する技術 (Cont.) Serial1/0/0 ATM2/0/0.1 Ether3/0/0 Serial1/0/1 VPN-A 用 Routing Table VPN-B 用 Routing Table VPN-C 用 Routing Table ISP 内部用 Global Routing Table Backbone 向けポート PE ルータ

16 異なる VPN 間で同じアドレスが使える技術 VPN-IPv4 Address Family 通常のIPv4アドレスに8byteの識別子 Route Distinguisher(RD) を付与し 12byteのアドレス空間に拡大 これにより同じ でもVPNが違えば別経路として扱われる (mpbgpは1プロセス) VPN-IPv4 Address(12byte) = RD(8byte)+IPv4(4byte)

17 異なる VPN 間で同じアドレスが使える技術 (Cont.) RD(8byte) の Format Type Field : 2-byte Value Field : 6-byte ISP Value Field Format

18 異なる VPN 間で同じアドレスが使える技術 (Cont.) RD が違えば別経路 (Best 決定プロセスも別 ) redistribute next-hopは自分自身に (next-hop-selfがdefault) VPN-A 用 Routing Table ISP 内部用 VPN-B 用 Global Routing Table Routing Table VPN-C 用 Routing Table BGP テーブル #show ip bgp vpnv4 all RD:9598:1(VPN-A) /24 next-hop / /24 next-hop /32 RD:9598:2(VPN-B) /24 next-hop / /24 next-hop /32 RD:9598:3(VPN-C) /8 next-hop /32

19 RFC2547 技術詳細 VPN-IPv4 アドレスって BGP で運べるの? Multiprotocol Extensions for BGP-4 経路制御ってどこまでできるの? AS-path, MED, LocalPref 等の経路扱いは pure IP と同じ Extended Community の定義 直接所有していない VPN 経路の扱いは? Route Refresh Capability for BGP-4

20 Multiprotocol Extensions for BGP-4 IPv6やマルチキャストと同じように RFC2283 Multiprotocol extensions for BGP-4を使用 MP_REACH_NLRI(Type Code 14) MP_UNREACH_NLRI(Type Code 15) AFI=1 & SAFI =128 MPLS-labeled VPN-IPv4 address

21 Multiprotocol Extensions for BGP-4(Cont.) Capabilities Advertisement with BGP-4 MPLS-Labeled VPN-IPv4 addressを解釈できるかどうかをpeerを張る際に決定

22 Extended Community Extended Community Attribute(Type Code 16) が新たに定義 その中の一つがRoute Target(RT) VRFには必ず一つ以上のRTが付与される Export Targets:CEからの経路の付与 Import Targets: 他 PEからの経路選択に使用 RTを使ってVPN 間通信 AS 間通信の実現

23 Extended Community(Cont.) RTをもとに VPNv4-prefixをどの VPNのRouting Table 突っ込むかを選択 (Import) VPN-A 用 Routing Table ISP 内部用 VPN-B 用 Global Routing Table Routing Table VPN-C 用 Routing Table BGP テーブル RD:9598:1(VPN-A) /24 RT:9598:1(Export) /24 RT:9598:1(Export) RD:9598:2(VPN-B) /24 RT:9598:2(Export) /24 RT:9598:2(Export) RD:9598:3(VPN-C) /8 RT:9598:3(Export)

24 Route Refresh Capability for BGP-4 PEルータをスケールさせるための機能 PEルータは直接自分に持ってくる必要が無いVPN 経路は受け取らない 新たにVPNが増えたときには 自動的に取りに行く Route Reflectorは常にすべてのVPN 経路情報を持っている必要がある VRFは持たないのでメモリは多少ラク

25 RFC2547 の実際 MPLS-VPNの枠組みはわかるが 細かい部分の規定がない (Informational) よって実装はまだC 社とあと一つだけ (^^; もう少し広がってほしい Coreは軽くなったが Edgeが重い 経路数が莫大に増える可能性 VPNにフルルートを持ちこまれたら 1VPN*1000 経路 200VPN=20 万経路!!

26 RFC2547 の将来 現在 draft-rosen-rfc2547bis-01.txtとして update 中 まだまだC 社中心だが技術を Open にする動きは見られる (authorにはj 社やCarrier の名前も ) Carriers Carriers やInter-Provider BackbonesなどMPLS-VPNのISP 相互接続 (The Internetとどう共存するか )

27 RFC2547 の将来 (Cont.) MPLS-VPN と TE(Traffic Engineering) との組合せ IPSec など他の IP-VPN 方式との戦い

28 まとめ MPLS-VPN 方式は RFC2547に記述 PeerモデルのISP 提供 VPN MPLSとmpBGPの組合せでVPNを実現 VPNごとにルーティングテーブルを持つ RDを使ったVPN-IPv4アドレスへの拡張

29 References RFC2547/RFC2283 draft-rosen-rfc2547bis-01.txt draft-ramachandra-bgp-ext-communities-03.txt draft-ietf-idr-bgp4-cap-neg-06.txt draft-ietf-idr-bgp-route-refresh-01.txt draft-ietf-idr-bgp4-multiporotocol-v2-05.txt draft-ietf-mpls-ldp-07.txt