VPLS PW Redundancy
产生原因
在网络部署过程中,为了实现可靠性的保障,一般对同一组业务部署一对设备进行冗余保护。这样对接入这一对设备的VPWS(Virtual Private Wire Service)或VPLS业务来说,就需要部署两条PW,从而引入了PW保护机制,即PW Redundancy。
PW Redundancy是一种通用的可靠性保护技术,已经成为协议标准。使用该技术可以提高设备故障的切换效率,减少业务的损失。
当前在VPWS领域该技术的应用非常广泛,VPWS的点对点业务特性非常适合应用该技术。VPLS领域虽然点对多点的业务较多,但是针对每一个点仍然可以抽象为点对点业务,因此同样可以应用PW Redundancy技术。
VPLS PW Redundancy是在VPLS场景下应用PW Redundancy技术,从而实现VPLS网络快速收敛,减少业务的故障中断时间。
相关概念
结合图10-20所示VPLS网络中CE1和CE2之间的业务流量保护,介绍VPLS PW Redundancy的几个重要概念:
当前VPLS PW Redundancy有两种模式:
- Master/Slave模式:PE1上PW的主备状态根据设置的转发优先级来定。
- Independent模式:PE1上PW的主备状态根据远端PE2和PE5通告的转发状态来确定。
为保证主备PW两端的PE设备选用同一PW传输用户报文,PE设备需要协商PW保护组的状态,从而引入两组概念:
Primary/Secondary:PW的转发优先级,是PW的配置参数。配置数值越小优先级越高,最高优先级的PW为Primary PW。
实际上,该优先级只在Master/Slave模式时才有意义,此时PE1会通知对端两台PE设备调整PW的转发状态。在Independent模式下该优先级没有意义,本地的转发状态根据远端学习的转发状态而定。
Active/Standby:PW的转发状态,非配置参数。只有处于Active状态的PW才被用于转发流量,处于Standby状态的PW不用于转发流量,但可以配置接收流量。
Active/Standby是draft中定义的状态,在此之前为区分PE设备上本地PW的状态,华为公司使用Active/Inactive或Primary/Backup,这几种描述的含义没有区别,都是指PW的转发状态。
实现过程
引入PW冗余保护机制的同时为了保持原有的转发行为,必须保证两端PE选用同一PW传输业务数据,并且保证形成冗余备份的一组PW只有一条处于工作状态,其他的都处于备用状态。这就需要相应的信令机制进行控制。
LDP PW信令相关标准中规定使用PW Status TLV来传递PW的转发状态(forwarding status),PW Status TLV由Notification消息携带。PW Status TLV是一个32比特的状态码,其中的每一位都可以标识一种PW的转发状态。PW Redundancy在此基础之上引入了一个新的PW状态码(0x00000020 - PW forwarding standby)表示PW当前处于备用状态。
只有PWE3方式VPLS支持PW Redundancy。
对于形成冗余备份的一组PW,首先需要为其设置转发优先级(Primary/Secondary)。优先级最高的PW为Primary PW,优先用于流量转发,其余的为Secondary PW,用于保护Primary PW。
而对于形成冗余备份的一组PW是否用于转发流量,则由PW的转发状态(Active/Standby)决定。这取决于:
- PW本地和远端的信令状态:PW本地信令状态由PE设备自行感知。远端PW的信令状态通过LDP Notification报文从对端PE设备获得。
- PW Redundancy的模式:PE1设备上配置的Master/Slave或Independent。
- PW优先级:PE1设备上指定的优先级(Primary/Secondary)。
如图10-20所示,PE1设备上配置VPLS PW Redundancy。在无故障发生的情况下,PE1设备上的所有PW本地和远端的信令状态均为UP。下面根据不同的PW Redundancy模式说明PW两端的PE设备如何选取同一PW传输用户报文。
Master/Slave模式:在此种配置模式下,PE1上本地PW的转发状态根据配置的转发优先级来定,并同时向远端PE通告。远端PE根据接收到的主备状态来确定PW的转发状态。
Independent模式:在此种配置模式下,PE1上本地PW的转发状态根据远端PE通告的转发状态来确定。这种情况下远端PE一般根据一些主备信令(如E-Trunk/VRRP)确定自己的主备状态,向本地PE通告转发状态。
在这两种模式下,当Primary PW发生故障时,其转发状态变为Inactive,Secondary PW的转发状态变为Active。PW侧的故障不会影响AC侧的主备状态。但是AC侧故障(PE节点或AC链路故障)时,由于Independent模式下PW主备由双归侧信令确定,因此会同步影响PW的主备。而Master/Slave模式是PW侧自身确定主备,不会受AC侧故障影响。
对于VPLS来说,其PW冗余和VPWS是没有差别的,只是VPLS的每个VSI中,可能存在大量的PW,去往不同的PE。这些PW中,可能会形成多个不同的冗余组,冗余组内的PW状态切换不影响其他的冗余组。
衍生功能
VPLS PW Redundancy技术不仅可以在网络发生故障时实施保护,而且在对网络运营维护的过程中还可以实施手工切换操作。例如,当用户配置了PW保护组后,在对Primary PW所在设备进行维护时,可以先将业务流量切换到Secondary PW上,待Primary PW所在设备稳定后再切换回来。
适用场景
VPLS PW Redundancy可以应用于HVPLS网络,也可以应用于VPLS和VLL(Virtual Leased Line)对接的网络。这两种组网方式可以承载任何业务。但是对于新规划和部署的网络,针对两种组网方式的特点,建议:
- HVPLS网络,可以节约VPLS核心网络的带宽,更适用于承载组播业务(如IPTV)。详见VPLS PW Redunduancy在组播业务中的应用。
- VPLS和VLL对接的网络中,配置VLL端PE的设备不需要学习客户端MAC,减轻设备压力,更适用于承载单播业务(如HSI、VoIP等)。详见VPLS PW Redunduancy在单播业务中的应用。
另外一种场景是为了提升已有网络可靠性,而应用VPLS PW Redundancy特性。如图10-20所示VPLS网络,网络部署初期实现了CE1与CE2、CE3、CE4之间的互通,在PE1上的一个VSI分别与PE2、PE3和PE4建立单PW即满足需求。随着业务不断发展,对部分业务的可靠性要求提升,需要保证CE1和CE2、CE1和CE3之间业务的可靠性,而CE1和CE4之间暂无此需求。因此应用VPLS PW Redundancy技术,在已有VPLS网络新部署PE5和PE6设备,分别保护PE2和PE3设备。相应地,在PE1下的一个VSI中配置多个PW保护组分别接入对端PE。CE1和CE4之间的链路保持不变。这样通过整网部署VPLS PW Redundancy技术,不仅可以保证业务的正常运营,而且当受保护的业务网络侧、AC侧或PE节点发生故障时,可以立即切换,为网络提供高可靠的保障。
VPLS PW Redundancy技术支持保护组PW和非保护组PW共存,因此可以有选择地对业务提供保护,从而节约成本,使收益最大化。