Trayectoria alternativa sin loops remota con OSPFv2

Introducción

Este documento describe cómo el mecanismo alternativo libre de loops remotos (LFA) proporciona un rápido redireccionamiento del tráfico en una red habilitada para Multiprotocol Label Switching (MPLS).

El LFA remoto proporciona un mecanismo en el que si la ruta LFA directa no está disponible, el tráfico se puede tunelizar a un nodo remoto que todavía puede enviar tráfico al destino final en un tiempo de respuesta de 50 milisegundos.

Prerequisites

Requirements

Cisco recomienda que tenga conocimiento de:

• Ruta de acceso más corta primero (OSPFv2)
• MPLS

Componentes Utilizados

Este documento no tiene restricciones específicas en cuanto a versiones de software y de hardware.

The information in this document was created from the devices in a specific lab environment. All of the devices used in this document started with a cleared (default) configuration. If your network is live, make sure that you understand the potential impact of any command.

Antecedentes

En la red a un ritmo acelerado de hoy en día, cualquier interrupción de la red, incluso durante unos segundos, podría dificultar las aplicaciones sensibles. Si hay una falla de nodo o de enlace en la red a lo largo de la ruta principal, los paquetes se pueden descartar hasta que converjan los protocolos de routing de punto, como OSPF, Sistema intermedio a sistema intermedio (ISIS) y protocolo de routing de gateway interior mejorado (EIGRP). Los protocolos de estado de link como OSPF e ISIS no tienen ningún mecanismo como EIGRPpara tener una ruta de respaldo pre-calculada proactivamente que se pueda utilizar en caso de falla de la ruta primaria.

LFA conectada directamente y LFA remota son dos mecanismos usados junto con OSPF e ISIS para tener una ruta/trayectoria de respaldo en su lugar. Esta trayectoria de respaldo se utiliza en caso de falla de la ruta primaria y se utiliza solamente hasta que el punto OSPF o ISIS vuelve a converger. Esto ayuda a enviar paquetes al destino mientras OSPF o ISIS convergen, como se muestra en la imagen. 

Los links se marcan con sus costos OSPF respectivos. El costo para alcanzar 10.6.6.6 desde R1 es 21 y su trayectoria principal es R1 > R5 > R6.

                                               R1 > R5 > R6 > Loopback0 // Costo OSPF 21

Cuando R2 se verifica frente a las desigualdades directas de LFA, no las pasa, por lo tanto no proporciona una trayectoria de LFA directa para 10.6.6.6:

                                              

D(N,D) < D(N,S) + D(S,D)         // Link Protection

41 < 10 + 21                        // Equality fails

Dado que R2 no pasa la condición básica necesaria para proporcionar una trayectoria LFA directa, R2 no puede servir como una trayectoria de respaldo en caso de falla del link R1-R5.

Para obtener más información sobre LFA directa, consulte .

Sin embargo, si durante la falla de R1-R5, el tráfico de R1 se puede tunelizar a R3, se puede lograr una trayectoria de respaldo alternativa. Este mecanismo de tunelización de paquetes a un nodo remoto que puede proporcionar la trayectoria LFA se denomina LFA remota. Los paquetes destinados a R3 a través del túnel se reenvían a R6 sin ninguna obstrucción como link fallido, R1-R5 no viene en su trayecto principal para alcanzar 10.6.6.6 como se muestra en la imagen.

El túnel generado es un túnel MPLS LDP. Por lo tanto, requiere que el LDP se habilite en el entorno. Sin embargo, el requisito previo para ejecutar LFA remota es LFA directa, de lo contrario el túnel LDP no se activa.

Terminology

Hay pocos términos utilizados con remote-LFA y éstos se explican aquí.

• P Space - Esto definió el conjunto de otros routers que R1 puede alcanzar sin atravesar el link fallido. Esto requiere que el algoritmo de árbol de trayecto más corto (SPT) se ejecute con la raíz en R1. Por ejemplo, en la topología, el espacio P de R1 sería R2 y R3.

       

• Q Space (Espacio Q): Define el conjunto de routers que pueden alcanzar R5 sin atravesar el link fallido. Esto requiere que un SPT se ejecute en R5. Entonces, el espacio Q de R5 sería R3 y R4.

• Nodo PQ - Este es el nodo que es común para el espacio P y Q. En este caso, R3 es común y se selecciona como PQ o también como nodo de lanzamiento. Este es el nodo donde se termina el túnel LFA remoto. Puede haber varios de estos nodos PQ, sin embargo, sólo se selecciona uno según el algoritmo.

Configurar

Diagrama de la red

Todos los prefijos se comprueban primero con respecto a la disponibilidad de la ruta LFA directa para la protección. Los prefijos que no tienen una protección LFA directa se consideran para la protección LFA remota.

Comandos para habilitar LFA conectado directamente:

fast-reroute per-prefix enable area 0 prefix-priority high
 fast-reroute keep-all-paths

Comando para habilitar el LFA remoto:

 fast-reroute per-prefix remote-lfa area 0 tunnel mpls-ldp

R1

interface Loopback0
 ip address 10.1.1.1 255.255.255.255
!
interface Ethernet0/0
 ip address 10.0.12.1 255.255.255.0
 mpls ip
!
interface Ethernet0/1
 no ip address
!
interface Ethernet0/2
 ip address 10.0.15.1 255.255.255.0
 mpls ip

router ospf 100
 fast-reroute per-prefix enable area 0 prefix-priority high
 fast-reroute per-prefix remote-lfa area 0 tunnel mpls-ldp
 fast-reroute keep-all-paths
 network 10.0.0.0 0.255.255.255 area 0

R2

interface Loopback0
 ip address 10.2.2.2 255.255.255.255
!
interface Ethernet0/0
 ip address 10.0.12.2 255.255.255.0
 mpls ip
!
interface Ethernet0/1
 ip address 10.0.23.2 255.255.255.0
 mpls ip

router ospf 100
 fast-reroute per-prefix enable area 0 prefix-priority high
 fast-reroute per-prefix remote-lfa area 0 tunnel mpls-ldp
 fast-reroute keep-all-paths
 network 10.0.0.0 0.255.255.255 area 0

R3

interface Loopback0
 ip address 10.3.3.3 255.255.255.255
!
interface Ethernet0/0
 ip address 10.0.34.3 255.255.255.0
 mpls ip
!
interface Ethernet0/1
 ip address 10.0.23.3 255.255.255.0
 mpls ip

router ospf 100
 fast-reroute per-prefix enable area 0 prefix-priority high
 fast-reroute per-prefix remote-lfa area 0 tunnel mpls-ldp
 fast-reroute keep-all-paths
 network 10.0.0.0 0.255.255.255 area 0

R4

interface Loopback0
 ip address 10.4.4.4 255.255.255.255
!
interface Ethernet0/0
 ip address 10.0.34.4 255.255.255.0
 mpls ip
!
interface Ethernet0/1
 ip address 10.0.45.4 255.255.255.0
 mpls ip

router ospf 100
 fast-reroute per-prefix enable area 0 prefix-priority high
 fast-reroute per-prefix remote-lfa area 0 tunnel mpls-ldp
 fast-reroute keep-all-paths
 network 10.0.0.0 0.255.255.255 area 0

R5

interface Loopback0
 ip address 10.5.5.5 255.255.255.255
!
interface Ethernet0/0
 ip address 10.0.56.5 255.255.255.0
!
interface Ethernet0/1
 ip address 10.0.45.5 255.255.255.0
 mpls ip
!
interface Ethernet0/2
 ip address 10.0.15.5 255.255.255.0
 mpls ip

router ospf 100
 fast-reroute per-prefix enable area 0 prefix-priority high
 fast-reroute per-prefix remote-lfa area 0 tunnel mpls-ldp
 fast-reroute keep-all-paths
 network 10.0.0.0 0.255.255.255 area 0

R6

interface Loopback0
 ip address 10.6.6.6 255.255.255.0
!
interface Ethernet0/0
 ip address 10.0.56.6 255.255.255.0
 mpls ip

router ospf 100
 fast-reroute per-prefix enable area 0 prefix-priority high
 fast-reroute keep-all-paths
 network 10.0.0.0 0.255.255.255 area 0

Comprensión de la Funcionalidad de Túnel MPLS-Remote-LFA

Los cálculos LFA remotos se realizan por salto siguiente primario. Si hay un par de prefijos que comparten el mismo salto siguiente primario, todos los prefijos compartirían el mismo túnel LFA y el nodo PQ o el nodo de lanzamiento. El cálculo remoto de LFA resultó en la selección de R3 como PQ o nodo de lanzamiento como se muestra en la imagen.

Para el loopback 10.6.6.6 de R6, la trayectoria principal para que el tráfico fluya es a través de R1 > R5 > R6 como se muestra aquí.

R1#show ip route 10.6.6.6
Routing entry for 10.6.6.6/32
  Known via "ospf 100", distance 110, metric 21, type intra area
  Last update from 10.0.15.5 on Ethernet0/2, 00:08:56 ago
  Routing Descriptor Blocks:
  * 10.0.15.5, from 10.6.6.6, 00:08:56 ago, via Ethernet0/2   // Primary path
      Route metric is 21, traffic share count is 1
      Repair Path: 10.3.3.3, via MPLS-Remote-Lfa3             // Also a backup MPLS remote tunnel has been established

Este túnel de respaldo se configura automáticamente entre R1 y PQ/Release Node R3 que ha sido calculado por algoritmo. Esto da como resultado el establecimiento de una sesión LDP dirigida entre R1 y R3 para el intercambio de etiquetas.

R1#show mpls ldp neighbor 10.3.3.3 
    Peer LDP Ident: 10.3.3.3:0; Local LDP Ident 10.1.1.1:0
    TCP connection: 10.3.3.3.22164 - 10.1.1.1.646
    State: Oper; Msgs sent/rcvd: 28/29; Downstream
    Up time: 00:12:08
    LDP discovery sources:
      Targeted Hello 10.1.1.1 -> 10.3.3.3, active, passive
        Addresses bound to peer LDP Ident:
          10.0.34.3       10.3.3.3        10.0.23.3       

El nodo PQ/Release (R3) utiliza la sesión LDP dirigida generada entre R1 y R3 para compartir la etiqueta MPLS de los prefijos protegidos (10.6.6.6 en este caso) con R1. Aquí, se ve que R3 tiene una etiqueta MPLS de 18 para hacer switching de etiquetas del tráfico hacia el loopback de R6. Esta etiqueta 18 es compartida por R3 con R1 a través de LDP y se almacena como etiqueta de respaldo en R1.

R1#show ip cef 10.6.6.6 
10.6.6.6/32                                              // 23 is primary label 
  nexthop 10.0.15.5 Ethernet0/2 label [23|18]            // 18 is backup label shared by R3
    repair: attached-nexthop 10.3.3.3 MPLS-Remote-Lfa3

R1#show mpls forwarding-table 10.3.3.3
Local      Outgoing   Prefix           Bytes Label   Outgoing   Next Hop    
Label      Label      or Tunnel Id     Switched      interface              
21         21         10.3.3.3/32      0             Et0/0      10.0.12.2   



R3#show mpls forwarding-table 10.6.6.6
Local      Outgoing   Prefix           Bytes Label   Outgoing   Next Hop    
Label      Label      or Tunnel Id     Switched      interface              
18         18         10.6.6.6/32      0             Et0/0      10.0.34.4   

Mientras el link R1-R5 esté activo (trayecto principal), el tráfico se reenvía a través de MPLS LSP con la etiqueta 23 (etiqueta para alcanzar 10.6.6.6 sobre la ruta principal). Sin embargo, cuando el link R1-R5 se desactiva, el tráfico se conmuta a través de la trayectoria de reparación a través de MPLS-Remote-Lfa3. El paquete IP en R1 durante esta falla se impone con una etiqueta adicional. La etiqueta interna es la que se aprende a través de la sesión LDP dirigida y la etiqueta externa es para alcanzar el nodo PQ (R3 en este caso) como se muestra en la imagen.

• Etiqueta interna - Etiqueta para 10.6.6.6 proporcionada por R3 sobre LDP a R1.
• Etiqueta exterior - Etiqueta que R1 tiene para el loopback de R3.

                                                Etiqueta externa del paquete IP interno

Por lo tanto, el tráfico se etiqueta como conmutado con la etiqueta externa 21 para alcanzar el nodo PQ R3. Una vez que el tráfico llega a R3, se elimina la etiqueta externa (o R2 puede eliminarla debido al penúltimo salto de salto). R3 encuentra el valor de etiqueta interna de 18 y verifica su tabla de reenvío MPLS y lo reenvía en consecuencia, como se muestra en la imagen.

Verificación

Utilize esta sección para confirmar que su configuración funcione correctamente.

Verificación de la funcionalidad

Como se ha explicado, el prefijo de ejemplo protegido es 10.6.6.6/32, es decir, loopback0 de R6. La ruta principal para que R1 alcance el loopback de R6 es a través de R1 > R5 > R6 como se muestra en las salidas. En estas salidas, junto con la trayectoria de reenvío principal, se enumera otra trayectoria de reparación que se utiliza en caso de que el link primario entre R1 y R5 deje de funcionar:

R1#show ip int brief | in up
Ethernet0/0            10.0.12.1       YES NVRAM  up                    up      
Ethernet0/2            10.0.15.1       YES NVRAM  up                    up          
Loopback0              10.1.1.1        YES NVRAM  up                    up      
MPLS-Remote-Lfa3       10.0.12.1       YES unset  up                    up      
MPLS-Remote-Lfa4       10.0.15.1       YES unset  up                    up      


R1#show ip route 10.6.6.6
Routing entry for 10.6.6.6/32
  Known via "ospf 100", distance 110, metric 21, type intra area
  Last update from 10.0.15.5 on Ethernet0/2, 01:45:54 ago
  Routing Descriptor Blocks:
  * 10.0.15.5, from 10.6.6.6, 01:45:54 ago, via Ethernet0/2
      Route metric is 21, traffic share count is 1
      Repair Path: 10.3.3.3, via MPLS-Remote-Lfa3         

R1#show ip ospf rib 10.6.6.6

            OSPF Router with ID (10.1.1.1) (Process ID 100)


        Base Topology (MTID 0)

OSPF local RIB
Codes: * - Best, > - Installed in global RIB
LSA: type/LSID/originator

*>  10.6.6.6/32, Intra, cost 21, area 0
     SPF Instance 10, age 01:48:22
     Flags: RIB, HiPrio
      via 10.0.15.5, Ethernet0/2
       Flags: RIB
       LSA: 1/10.6.6.6/10.6.6.6
      repair path via 10.3.3.3, MPLS-Remote-Lfa3, cost 40   // MPLS LFA tunnel chosen as
       Flags: RIB, Repair, IntfDj, BcastDj, CostWon            backup
       LSA: 1/10.6.6.6/10.6.6.6

Por lo tanto, durante el período de convergencia de OSPF después de la falla del link primario (R1-R5), el tráfico se conmuta con el uso de túneles de reparación MPLS. Este túnel se origina desde R1 y termina en R3 (nodo PQ) 10.3.3.3. También menciona que proporciona protección contra el link 10.0.15.5, Ethernet 0/2, que es la ruta principal para el tráfico a 10.6.6.6 desde R1.

R1#show ip ospf fast-reroute remote-lfa tunnels

           OSPF Router with ID (10.1.1.1) (Process ID 100)

                     Area with ID (0)

                    Base Topology (MTID 0)

Interface MPLS-Remote-Lfa3                    // Remote lfa tunnel
  Tunnel type: MPLS-LDP
  Tailend router ID: 10.3.3.3
  Termination IP address: 10.3.3.3
  Outgoing interface: Ethernet0/0
  First hop gateway: 10.0.12.2
  Tunnel metric: 20
  Protects:
    10.0.15.5 Ethernet0/2, total metric 40  

Troubleshoot

Actualmente, no hay información específica de troubleshooting disponible para esta configuración.