Configurando a Engenharia de Tráfego de Roteamento de Segmento Inter-Área (SR-TE - Inter-Area Segment Routing Engineering) baseada em Elemento de Computação não-Caminho (PCE - Non-Path Computation Element)
Contents
Introduction
Este documento descreve os aspectos de compreensão, configuração e verificação do SR-TE inter-área sem controlador de elemento de computação de caminho.
Contribuído por Elvin Arias, engenheiro do TAC da Cisco.
Prerequisites
Não há pré-requisitos para este documento.
Requirements
Não existem requisitos específicos para este documento.
Componentes Utilizados
As informações neste documento são baseadas no Cisco IOS-XR® e no IOS-XE®.
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.
Introdução ao SR-TE de vários domínios
A Engenharia de Tráfego de Roteamento de Segmento (SR-TE) fornece os recursos para direcionar o tráfego através do núcleo sem formar nenhuma sessão de estado no núcleo. Uma política SR-TE é expressa como uma lista de segmentos que especifica um caminho, chamada de lista de ID de segmento (SID). Nenhuma sinalização é necessária, pois o estado está no pacote e a lista SID é processada como um conjunto de instruções pelos roteadores habilitados para SR de trânsito.
Tradicionalmente, vários domínios foram implementados com o Resource Reservation Protocol Traffic Engineering (RSVP-TE) por meio do uso de expansão do próximo salto em uma opção de caminho explícito. Ao executar cálculos, um administrador criaria um caminho no qual os endereços IP (Inter-Area Internet Protocol) são definidos de forma livre para permitir a computação fim-a-fim através do CSPF (Constrained Shortest Path First).
O SR-TE não tem o conceito de próximos saltos soltos, portanto, e para computação de vários domínios, a questão é como isso pode ser realizado? As computações são possíveis e o projeto de fato é colocar um controlador centralizado (XTC, WAE, NOS) para executar as computações correspondentes de vários domínios. Descarregamento dos cálculos de head-end para tal end permitirá que os dispositivos calculem caminhos sem ter visibilidade de toda a topologia. Para esta entidade Path Computation Element (PCE) é usada e a ideia é que essa entidade tem toda a visibilidade do domínio, realiza computações e rastreia os LSPs computados.
Nos casos em que um controlador não é temporariamente possível e os cálculos de vários domínios são necessários no núcleo de roteamento de segmento, podemos executar configurações diferentes para permitir que os túneis estabeleçam em cenários entre áreas.
Tipos de caminho
O SR-TE permite definir vários tipos de caminho, geralmente conhecidos como caminhos explícitos e caminhos dinâmicos. Para caminhos dinâmicos e explícitos, isso é simples, permitimos que o algoritmo SR-TE compute o caminho com base em critérios dinâmicos, geralmente com métrica TE ou IGP para uma extremidade traseira. Para caminhos explícitos, podemos definir vários tipos, entre muitos que podemos fazer:
- SID somente como rótulo (somente MPLS)
- SID somente como endereço IPv6 (somente SRv6)
- Endereço de nó IPv4 com SID opcional
- Endereço de nó IPv6 com SID opcional
- Endereço IPv4 + índice de interface com SID opcional
- Endereços IPv4 locais e remotos com SID opcional
- IPv6 + índice de interface com SID opcional
- Endereços IPv6 locais e remotos com SID opcional
Ao definir políticas SR-TE entre áreas, devemos definir caminhos explícitos para a extremidade posterior, isso é porque não temos toda a visibilidade da topologia. Para o SR-TE inter-área, precisamos configurar as políticas da seguinte maneira:
- Caminho explícito com rótulo SID de extremidade traseira
- Caminho explícito com trânsito + rótulo SID
- Caminho explícito com endereços IPv4 locais + rótulo SID
Note: Se forem necessárias opções dinâmicas de caminho entre áreas, a computação do caminho deve ser delegada a uma entidade PCE.
Diagrama de topologia
Nos próximos casos, usaremos essa topologia entre áreas OSPF e os exemplos serão baseados na tentativa de computar túneis SR-TE de XR1 a XR5 cruzando os limites da área.
Note: Os exemplos para SR-TE são baseados no OSPF, mas também se aplicam ao IS-IS.
Configurações iniciais
XR1 hostname XR1 icmp ipv4 rate-limit unreachable disable interface Loopback0 ipv4 address 1.1.1.1 255.255.255.255 ! interface Loopback1 ipv4 address 1.1.1.11 255.255.255.255 ! interface GigabitEthernet0/0/0/0.12 ipv4 address 12.0.0.1 255.255.255.0 encapsulation dot1q 12 ! router ospf 1 router-id 1.1.1.1 segment-routing mpls segment-routing forwarding mpls segment-routing sr-prefer address-family ipv4 area 12 mpls traffic-eng interface Loopback0 prefix-sid index 1 ! interface Loopback1 prefix-sid index 11 ! interface GigabitEthernet0/0/0/0.12 cost 100 network point-to-point ! ! mpls traffic-eng router-id Loopback0 ! mpls traffic-eng interface GigabitEthernet0/0/0/0.12 admin-weight 100 ! ! end
XR2 hostname XR2 logging console debugging explicit-path identifier 4 index 10 next-label 16004 ! interface Loopback0 ipv4 address 2.2.2.2 255.255.255.255 ! interface GigabitEthernet0/0/0/0.12 ipv4 address 12.0.0.2 255.255.255.0 encapsulation dot1q 12 ! interface GigabitEthernet0/0/0/0.23 ipv4 address 23.0.0.2 255.255.255.0 encapsulation dot1q 23 ! interface GigabitEthernet0/0/0/0.26 ipv4 address 26.0.0.2 255.255.255.0 encapsulation dot1q 26 ! router ospf 1 router-id 2.2.2.2 segment-routing mpls segment-routing forwarding mpls segment-routing sr-prefer address-family ipv4 area 0 mpls traffic-eng interface Loopback0 prefix-sid index 2 ! interface GigabitEthernet0/0/0/0.23 cost 100 network point-to-point ! ! area 12 mpls traffic-eng interface GigabitEthernet0/0/0/0.12 cost 100 network point-to-point ! ! area 246 mpls traffic-eng interface GigabitEthernet0/0/0/0.26 cost 200 network point-to-point ! ! mpls traffic-eng router-id Loopback0 ! mpls oam ! mpls traffic-eng interface GigabitEthernet0/0/0/0.12 admin-weight 100 ! interface GigabitEthernet0/0/0/0.23 admin-weight 100 ! interface GigabitEthernet0/0/0/0.26 admin-weight 1 ! ! end
XR3 hostname XRv3 interface Loopback0 ipv4 address 3.3.3.3 255.255.255.255 ! interface MgmtEth0/0/CPU0/0 shutdown ! interface GigabitEthernet0/0/0/0.23 ipv4 address 23.0.0.3 255.255.255.0 encapsulation dot1q 23 ! interface GigabitEthernet0/0/0/0.34 ipv4 address 34.0.0.3 255.255.255.0 encapsulation dot1q 34 ! router ospf 1 router-id 3.3.3.3 segment-routing mpls segment-routing forwarding mpls segment-routing sr-prefer address-family ipv4 area 0 mpls traffic-eng interface Loopback0 prefix-sid index 3 ! interface GigabitEthernet0/0/0/0.23 cost 100 network point-to-point ! interface GigabitEthernet0/0/0/0.34 cost 100 network point-to-point ! ! mpls traffic-eng router-id Loopback0 ! mpls oam ! mpls traffic-eng interface GigabitEthernet0/0/0/0.23 admin-weight 100 ! interface GigabitEthernet0/0/0/0.34 admin-weight 100 ! ! end
XR4 hostname XR4 interface Loopback0 ipv4 address 4.4.4.4 255.255.255.255 ! interface GigabitEthernet0/0/0/0.34 ipv4 address 34.0.0.4 255.255.255.0 encapsulation dot1q 34 ! interface GigabitEthernet0/0/0/0.45 ipv4 address 45.0.0.4 255.255.255.0 encapsulation dot1q 45 ! interface GigabitEthernet0/0/0/0.46 ipv4 address 46.0.0.4 255.255.255.0 encapsulation dot1q 46 ! router ospf 1 distribute bgp-ls router-id 4.4.4.4 segment-routing mpls segment-routing forwarding mpls segment-routing sr-prefer address-family ipv4 area 0 mpls traffic-eng interface Loopback0 prefix-sid index 4 ! interface GigabitEthernet0/0/0/0.34 cost 100 network point-to-point ! ! area 45 mpls traffic-eng interface GigabitEthernet0/0/0/0.45 cost 100 network point-to-point ! ! area 246 mpls traffic-eng interface GigabitEthernet0/0/0/0.46 cost 200 network point-to-point ! ! mpls traffic-eng router-id Loopback0 ! mpls oam ! mpls traffic-eng interface GigabitEthernet0/0/0/0.34 admin-weight 100 ! interface GigabitEthernet0/0/0/0.45 admin-weight 100 ! interface GigabitEthernet0/0/0/0.46 admin-weight 1 ! ! end
XR5 hostname XRv5 interface Loopback0 ipv4 address 5.5.5.5 255.255.255.255 ! interface Loopback1 ipv4 address 5.5.5.55 255.255.255.255 ! interface GigabitEthernet0/0/0/0.45 ipv4 address 45.0.0.5 255.255.255.0 encapsulation dot1q 45 ! router ospf 1 router-id 5.5.5.5 segment-routing mpls segment-routing forwarding mpls segment-routing sr-prefer address-family ipv4 area 45 mpls traffic-eng interface Loopback0 prefix-sid index 5 ! interface Loopback1 prefix-sid index 55 ! interface GigabitEthernet0/0/0/0.45 cost 100 network point-to-point ! ! mpls traffic-eng router-id Loopback0 ! mpls oam ! mpls traffic-eng interface GigabitEthernet0/0/0/0.45 admin-weight 100 ! ! end
XR6 hostname XR6 icmp ipv4 rate-limit unreachable disable interface Loopback0 ipv4 address 6.6.6.6 255.255.255.255 ! interface GigabitEthernet0/0/0/0.26 ipv4 address 26.0.0.6 255.255.255.0 encapsulation dot1q 26 ! interface GigabitEthernet0/0/0/0.46 ipv4 address 46.0.0.6 255.255.255.0 encapsulation dot1q 46 ! router ospf 1 router-id 6.6.6.6 segment-routing mpls segment-routing forwarding mpls segment-routing sr-prefer address-family ipv4 area 246 mpls traffic-eng interface Loopback0 prefix-sid index 6 ! interface GigabitEthernet0/0/0/0.26 cost 200 network point-to-point ! interface GigabitEthernet0/0/0/0.46 cost 200 network point-to-point ! ! mpls traffic-eng router-id Loopback0 ! mpls oam ! mpls traffic-eng interface GigabitEthernet0/0/0/0.26 admin-weight 1 ! interface GigabitEthernet0/0/0/0.46 admin-weight 1 ! ! end
Os dispositivos no domínio OSPF criaram LSPs entre eles. Podemos verificar isso verificando o LSP entre XR1 e XR5.
RP/0/0/CPU0:XR1#ping mpls ipv4 5.5.5.5/32 fec-type generic verbose
Sending 5, 100-byte MPLS Echos to 5.5.5.5/32, timeout is 2 seconds, send interval is 0 msec: Codes: '!' - success, 'Q' - request not sent, '.' - timeout, 'L' - labeled output interface, 'B' - unlabeled output interface, 'D' - DS Map mismatch, 'F' - no FEC mapping, 'f' - FEC mismatch, 'M' - malformed request, 'm' - unsupported tlvs, 'N' - no rx label, 'P' - no rx intf label prot, 'p' - premature termination of LSP, 'R' - transit router, 'I' - unknown upstream index, 'X' - unknown return code, 'x' - return code 0 Type escape sequence to abort. ! size 100, reply addr 45.0.0.5, return code 3 ! size 100, reply addr 45.0.0.5, return code 3 ! size 100, reply addr 45.0.0.5, return code 3 ! size 100, reply addr 45.0.0.5, return code 3 ! size 100, reply addr 45.0.0.5, return code 3 Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 1/6/10 ms
Configurações de política SR-TE
Caso nº 1: Túnel SR-TE inter-área com caminho explícito com prefix-SID de extremidade traseira
Criaremos uma política SR-TE de XR1 para calcular um caminho em direção ao prefixo XR5-SID correspondente a 5.5.5.5/32. O prefixo 5.5.5.5/32 foi configurado com um índice de 5, este é o único rótulo que forneceremos ao PCALC para calcular o caminho.
Note: Todos os roteadores na topologia têm o mesmo bloco SRGB.
explicit-path name CASE1 index 10 next-label 16005 ! interface tunnel-te15 ipv4 unnumbered Loopback0 autoroute destination 5.5.5.5 destination 5.5.5.5 path-selection metric te segment-routing adjacency unprotected ! path-option 1 explicit name CASE1 segment-routing !
Note: O anúncio de rota automática não funciona em casos entre áreas.
Verificações
Quando fornecemos uma lista SID como entrada para a computação, somente a primeira etiqueta é verificada e se essa condição for atendida, o túnel estará ativado. Se verificarmos o túnel, podemos ver que ele está ativo e o roteamento está sendo executado.
RP/0/0/CPU0:XR1#show mpls traffic-eng tunnels segment-routing p2p 15
Name: tunnel-te15 Destination: 5.5.5.5 Ifhandle:0x130
Signalled-Name: XR1_t15
Status:
Admin: up Oper: up Path: valid Signalling: connected
path option 1, (Segment-Routing) type explicit CASE1 (Basis for Setup)
G-PID: 0x0800 (derived from egress interface properties)
Bandwidth Requested: 0 kbps CT0
Creation Time: Mon Nov 26 02:14:33 2018 (00:14:34 ago)
Config Parameters:
Bandwidth: 0 kbps (CT0) Priority: 7 7 Affinity: 0x0/0xffff
Metric Type: TE (interface)
Path Selection:
Tiebreaker: Min-fill (default)
Protection: Unprotected Adjacency
Hop-limit: disabled
Cost-limit: disabled
Path-invalidation timeout: 10000 msec (default), Action: Tear (default)
AutoRoute: disabled LockDown: disabled Policy class: not set
Forward class: 0 (default)
Forwarding-Adjacency: disabled
Autoroute Destinations: 1
Loadshare: 0 equal loadshares
Auto-bw: disabled
Path Protection: Not Enabled
BFD Fast Detection: Disabled
Reoptimization after affinity failure: Enabled
SRLG discovery: Disabled
History:
Tunnel has been up for: 00:04:43 (since Mon Nov 26 02:24:24 UTC 2018)
Current LSP:
Uptime: 00:04:43 (since Mon Nov 26 02:24:24 UTC 2018)
Prior LSP:
ID: 5 Path Option: 1
Removal Trigger: tunnel shutdown
Segment-Routing Path Info (OSPF 1 area 12)
Segment0[Node]: 5.5.5.5, Label: 16005
Displayed 1 (of 1) heads, 0 (of 0) midpoints, 0 (of 0) tails
Displayed 1 up, 0 down, 0 recovering, 0 recovered heads
Observação: os eventos PCALC podem ser verificados com o comando debug mpls traffic-eng path lookup.
Se verificarmos o RIB global, veremos que o roteamento para 5.5.5.5/32 está definido através da interface de túnel 15.
RP/0/0/CPU0:XR1#show route 5.5.5.5
Routing entry for 5.5.5.5/32
Known via "te-client", distance 2, metric 401 (connected)
Installed Nov 26 02:24:24.336 for 00:07:03
Routing Descriptor Blocks
directly connected, via tunnel-te15
Route metric is 401
No advertising protos.
Se verificarmos o LFIB, podemos ver que tunnel-te15 foi instalado e está pronto para encaminhamento.
RP/0/0/CPU0:XR1#ping 5.5.5.5 source 1.1.1.1 repeat 100 size 1500 Type escape sequence to abort. Sending 100, 1500-byte ICMP Echos to 5.5.5.5, timeout is 2 seconds: !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Success rate is 100 percent (100/100), round-trip min/avg/max = 9/12/19 ms
RP/0/0/CPU0:XR1#show mpls forwarding tunnels detail
Tunnel Outgoing Outgoing Next Hop Bytes
Name Label Interface Switched
------------- ----------- ------------ --------------- ------------
tt15 (SR) 16005 Gi0/0/0/0.12 12.0.0.2 150400
Updated: Nov 26 02:24:24.357
Version: 200, Priority: 2
Label Stack (Top -> Bottom): { 16005 }
NHID: 0x0, Encap-ID: N/A, Path idx: 0, Backup path idx: 0, Weight: 0
MAC/Encaps: 18/22, MTU: 1500
Packets Switched: 100
Interface Name: tunnel-te15, Interface Handle: 0x00000130, Local Label: 24003
Forwarding Class: 0, Weight: 0
Packets/Bytes Switched: 100/150000
Caso nº 2: Túnel SR-TE inter-área com caminho explícito com endereços IPv4 localmente + prefix-SIDs
Ao definir políticas SR-TE para inter-área, temos a opção de misturar rótulos e endereços IPv4. Para que o PCALC calcule com êxito um caminho até a extremidade traseira, os endereços IPv4 fornecidos para o cálculo devem ser locais da área e, para elementos que estão fora da área, devemos fornecer SIDs de adjacência de prefixo.
explicit-path name CASE2 index 10 next-address strict ipv4 unicast 12.0.0.2 index 20 next-label 16006 index 50 next-label 16005 ! interface tunnel-te15 ipv4 unnumbered Loopback0 autoroute destination 5.5.5.5 destination 5.5.5.5 path-selection metric te segment-routing adjacency unprotected ! path-option 1 explicit name CASE2 segment-routing !
Verificações
Conforme observado, indicamos à PCALC que o caminho deve passar pelo XR6 (16006) e, em seguida, pelo prefixo SID final (16005). Verificando os resultados da computação do túnel, podemos ver como ele foi computado.
RP/0/0/CPU0:XR1#show mpls traffic-eng tunnels segment-routing p2p 15
Name: tunnel-te15 Destination: 5.5.5.5 Ifhandle:0x130
Signalled-Name: XR1_t15
Status:
Admin: up Oper: up Path: valid Signalling: connected
path option 1, (Segment-Routing) type explicit CASE2 (Basis for Setup)
G-PID: 0x0800 (derived from egress interface properties)
Bandwidth Requested: 0 kbps CT0
Creation Time: Mon Nov 26 02:14:33 2018 (00:40:44 ago)
Config Parameters:
Bandwidth: 0 kbps (CT0) Priority: 7 7 Affinity: 0x0/0xffff
Metric Type: TE (interface)
Path Selection:
Tiebreaker: Min-fill (default)
Protection: Unprotected Adjacency
Hop-limit: disabled
Cost-limit: disabled
Path-invalidation timeout: 10000 msec (default), Action: Tear (default)
AutoRoute: disabled LockDown: disabled Policy class: not set
Forward class: 0 (default)
Forwarding-Adjacency: disabled
Autoroute Destinations: 1
Loadshare: 0 equal loadshares
Auto-bw: disabled
Path Protection: Not Enabled
BFD Fast Detection: Disabled
Reoptimization after affinity failure: Enabled
SRLG discovery: Disabled
History:
Tunnel has been up for: 00:08:47 (since Mon Nov 26 02:46:30 UTC 2018)
Current LSP:
Uptime: 00:00:10 (since Mon Nov 26 02:55:07 UTC 2018)
Reopt. LSP:
Last Failure:
LSP not signalled, identical to the [CURRENT] LSP
Date/Time: Mon Nov 26 02:52:43 UTC 2018 [00:02:34 ago]
Prior LSP:
ID: 9 Path Option: 1
Removal Trigger: reoptimization completed
Segment-Routing Path Info (OSPF 1 area 12)
Segment0[Link]: 12.0.0.1 - 12.0.0.2, Label: 24001
Segment1[Node]: 6.6.6.6, Label: 16006
Segment2[Node]: 5.5.5.5, Label: 16005
Displayed 1 (of 1) heads, 0 (of 0) midpoints, 0 (of 0) tails
Displayed 1 up, 0 down, 0 recovering, 0 recovered heads
Se traceroute, podemos ver os próximos saltos que efetivamente passamos pelo XR6.
RP/0/0/CPU0:XR1#traceroute 5.5.5.5 source 1.1.1.1 Type escape sequence to abort. Tracing the route to 5.5.5.5 1 12.0.0.2 [MPLS: Labels 16006/16005 Exp 0] 9 msec 0 msec 0 msec 2 26.0.0.6 [MPLS: Label 16005 Exp 0] 0 msec 0 msec 0 msec 3 46.0.0.4 [MPLS: Label 16005 Exp 0] 0 msec 9 msec 0 msec 4 45.0.0.5 9 msec * 9 msec
Caso nº 3: Túnel SR-TE inter-área com caminho explícito com endereços IPv4 localmente + roteamento subótimo de prefix-SID
Podemos ter situações em que definimos os prefix-SIDs, mas formamos padrões de tráfego não otimizados ou em loop. Nesse caso, criaremos esse cenário.
explicit-path name CASE3 index 10 next-address strict ipv4 unicast 12.0.0.2 index 20 next-label 16006 index 30 next-label 16002 index 40 next-label 16003 index 50 next-label 16005
!
interface tunnel-te15
ipv4 unnumbered Loopback0
autoroute destination 5.5.5.5
destination 5.5.5.5
path-selection
metric te
segment-routing adjacency unprotected
!
path-option 1 explicit name CASE3 segment-routing
Com base no prefix-SID, podemos ver que o tráfego deve passar pelo prefixo SIDs de XR6 -> XR2 -> XR3 -> XR5.
RP/0/0/CPU0:XR1#show mpls traffic-eng tunnels segment-routing p2p 15
Admin: up Oper: up Path: valid Signalling: connected
path option 1, (Segment-Routing) type explicit CASE3 (Basis for Setup)
<<Output omitted>>
Segment-Routing Path Info (OSPF 1 area 12)
Segment0[Link]: 12.0.0.1 - 12.0.0.2, Label: 24001
Segment1[Node]: 6.6.6.6, Label: 16006
Segment2[Node]: 2.2.2.2, Label: 16002
Segment3[Node]: 3.3.3.3, Label: 16003
Segment4[Node]: 5.5.5.5, Label: 16005
Displayed 1 (of 1) heads, 0 (of 0) midpoints, 0 (of 0) tails
Se rastrearmos o caminho para 5.5.5.5/32, veremos que formamos um loop entre XR2 e XR6, mesmo que isso seja subopcional, ainda podemos rotear para XR5 5.5.5.5/32 sem problemas, pois o LSP está configurado corretamente.
RP/0/0/CPU0:XR1#traceroute 5.5.5.5 source 1.1.1.1 Type escape sequence to abort. Tracing the route to 5.5.5.5 1 12.0.0.2 [MPLS: Labels 16006/16002/16003/16005 Exp 0] 19 msec 19 msec 9 msec 2 26.0.0.6 [MPLS: Labels 16002/16003/16005 Exp 0] 9 msec 9 msec 9 msec 3 26.0.0.2 [MPLS: Labels 16003/16005 Exp 0] 9 msec 9 msec 9 msec 4 23.0.0.3 [MPLS: Label 16005 Exp 0] 9 msec 9 msec 9 msec 5 34.0.0.4 [MPLS: Label 16005 Exp 0] 9 msec 9 msec 9 msec 6 45.0.0.5 9 msec * 9 msec
Summary
Ao criar políticas de vários domínios sem PCEs na Engenharia de Tráfego de Roteamento de Segmento, não temos a visão completa do banco de dados de link-state, devido a isso, devemos definir caminhos explícitos que atendam a requisitos específicos de roteamento, devido à falta de visibilidade. Os túneis entre áreas são possíveis e aparecerão definindo caminhos explícitos com endereços IPv4, SIDs de adjacência e/ou SIDs de prefixo na área local com SIDs de prefixo dos dispositivos de trânsito e/ou extremidade traseira da política SR-TE. Outras definições explícitas de caminho falharão.
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