EVPN (Ethernet VPN)¶

https://e-vpn.io/ - cайт, полностью посвещенный EVPN от Cisco
https://bgphelp.com/ - достаточно много ссылок и информации по EVPN

Концепты¶

Служит для межсетевого взаимодействия на L2 и L3 уровне.
Похож на VPLS, но не использует data-plane MAC learning.
Изучение MAC адресов происходит на control-plane. Используется BGP сигнализация (AFI 25 - L2VPN, SAFI 70 - EVPN).
Обменивается MAC адресами как L3VPN маршрутами (есть RD, RT).
Data-plane: MPLS, VXLAN, PBB, NVO.
Для DCI возможна интеграция с VxLAN (EVPN over VxLAN) - в этом случае VTEP обнаруживаются средствами EVPN (нет необходимости использовать мультикаст)
Поддерживает multi homing (sinle-active, all-active load balancing)
Возможно использовать для интеграции коммутации и маршрутизации -> множественные точки выхода наружу из EVPN домена
EVPN определяет новый BGP NLRI - AFI 25 L2VPN, SAFI 70 EVPN

Уровень Control Plane¶

PE при изучении MAC адреса шлет всем другим PE BGP update - MAC + MPLS Lables (VPN Label)
PE удалении MAC адреса шлет BPG update withdraw
Если PE получает ARP запрос и находит MAC в локальной таблице, то он отвечает на ARP не рассылая при этом broadcast на остальные PE.

Возможные режимы работы EVPN¶

По способу мультиплексирования VLAN (RFC7432):
VLAN-Based Service - соответствие 1:1 VLAN:EVI (Label per VLAN). Позволяет использовать нормализацию VLAN ID - трансляция VLAN, то есть с двух сторон можно использовать разные VLAN. Оптимальное распространения BUM трафика, большее количество MPLS меток.
VLAN Bundle Service - соответствие N:1 VLAN:EVI. EVI - один бродкаст домен. Нормализацию использовать нельзя. MPLS метки выделяются per EVI, то есть в меньшем количестве. Неоптимальное распространение BUM.
VLAN-Aware Service - соответствие N:1 VLAN:EVI. Возможна нормализация VLAN. EVI делится на Bridge домены и каждый VLAN асоциируется со своим BD. Большее количество MPLS меток. Оптимальное распространение BUM.
По типу инкапсуляции:
MPLS - RFC7432 (updated RFC8584) выделение меток: per mac, per instance, per next-hop
VxLAN
PBB - Ethernet <- MPLS <- Ethernet <- PBB
NVO (Network Virtualization Overlay) - RFC8365
По логической топологии между точками подключения клиентов:
E-LAN - Каждый с каждым - альтернатива VPLS.
E-TREE - дерево, есть центральная точка, которая может общаться с переферийными точками.
E-LINE - P2P, L2Circuit, VPWS - используются исключительно маршруты первого типа.

Типы маршрутов EVPN¶

1 - Ethernet Auto-Discovery Route
2 - MAC Advertisement Route
3 - Inclusive Multicast Route
4 - Ethernet Segment Route
5 - IP Prefix Advertisement Route

Маршруты служат для задач control-plane, а именно:

Доступность MAC/IP
Массовое удаление MAC (mass withdrawal) - удаление всех MAC, связанных с ES
Split-Horizon label adv. - механизм защиты от петель при MH режиме, при получение такой MPLS метки, PE не отправляет трафик обротано в указанный ES
Aliasing - механизм балансировки трафика при MH режиме, MPLS метка
Multicast endpoint discovery ❓
Redundancy group discovery - выбор DF, защита от петель.
Designated forwarder election - маршруты Type4

Сводная таблица задач, решаемых маршрутами

Type1 (Ethernet Auto-Discovery)¶

Появляются только при Multi Home подключениях (ESI != 0).
Служат для быстрой сходимости, позволя PE быстро изменить next-hop для MAC адресов, асоциированных с ES. Так называемый MAC Mass Withdraw. Генерируется per-ESI.
Нужны для балансировки трафика (Aliasing метка) по точкам выхода в сторону CE. Такой маршрут генерируется per-EVI. Aliasing метка не используется, пока не получен per-ESI маршрут, в котором указан режим работы (AA/SA).
Передает SHL (Split-Horizon Label) в расширенном комьюнити, которую навешивает nonDF маршрутизатор отправляя BUM трафик в сторону DF. DF в сторону nonDF эту метку не навешивает, так как nonDF и так не отправляет BUM трафик в сторону ES. Такой машрут генерируется per-ESI

Type 2 (MAC/IP Advertisement route)¶

Всегда генерируется per EVI и имеет нативный RT и RD инстанса
Сообщают MAC адреса и возможно IP, которые с ними асоциированы (ARP). То есть указывает машрутизатору, куда и с какой меткой слать юникастовый трафик.
Аналогичен vpnv4 машруту в L3VPN.
Для анонса PE должен изучить MAC подключенного CE через обычный data-plane механизм
MAC адрес так же может быть изучен при взаимодействии через control-plane между PE и CE (3 года назад не было ни одной реализации)

Type 3¶

Всегда генерируется per EVI и имеет нативный RT и RD инстанса
Начинают рассылать в первую очередь при запуске EVPN
Указывает маршрутизатору, куда и с какой меткой слать BUM трафик.

Type 4¶

Всегда генерируется per ESI. RD генерируется из router-id или адреса лупбека, RD из ESI
Отвечает за выбор DF
Используеться только в Multi Home
Может генерироваться per ESI
Может генерироваться per EVI

Варианты подключения¶

Multi Home¶

Идентичный ESI на PE/Leafs.
Выбор DF для форвардинга трафика осуществляется per EVI/ESI.
DF (Designated Forwarder) отвечает за пересылку BUM трафика в сторону CE - защита от петель.
DF выбирается по формуле V mod N = i (V номер влана, N количество маршрутизаторов), чем достигается некая балансировка BUM трафика

Single Home¶

Ethernet Segment Identifier (ESI) ‘0’
DF не выбирается

Виды балансировки трафика¶

All-Active¶

Единый LAG на стороне CE VLAN активен на обоих PE Трафик балансируется per flow

Преимущества: Bandwidth, Convergence

Single-Active¶

Несколько LAGs на стороне CE VLAN активен на одном PE Трафик балансируется per VLAN

Преимущества: Billing, Policing

Port-Active¶

Единый LAG на стороне CE Порт активен на одном PE Трафик балансируется per port

Преимущества: Protocol Simplification

Терминология¶

BD Bridge Domain - бродкаст домен
EVPN (Ethernet VPN) - RFC7432
EVPN VPWS - RFC8214 - L2 P2P - соединение точка-точка (Multi/Single-Home, All/Single-Active)
EVPN-FXC - draft-sajassi-bess-evpn-vpws-fxc
EVPN-IRB - draft-ietf-bess-evpn-inter-subnet-forwarding, draft-ietf-bess-evpn-prefix-advertisement
EVPN-Overlay - RFC8365
EVPN-Etree - RFC8317, топология EVPN
EVPN-E-LAN - топология EVPN
EVPN E-Line - топология EVPN, то же, что и EVPN VPWS
Ethernet Tag - идентификатор BD (bd-tag). VLAN или VNI в случае с VxLAN
PBB-EVPN - RFC7623
ES (Ethernet Segment) - набор линков от CE к PE.
ESI (Ethernet Segmet Identificator) - глобальный 10-байтный идентификатор Ethernet подключения абонента
ESI=0 - single-homed подключение
ESI!=0 - multi-homed подключение
ESI = (0xFF){10} - зарезервировано
EVI (EVPN Instance), MAC-CRF - идентифицирует VPN, присутствует на всех PE, участвующих в EVPN. В Junos - virtual-switch.
MAC-VRF - VRF таблица MAC адресов на PE
Port-based EVPN
VLAN-based EVPN
VLAN-bundling EVPN
VLAN aware bundling EVPN
DF (Designated Forwarder) - RFC7432, RFC8365 - в Multihome схемах маршрутизатор, отвечающий за передачу трафика. Выбирается по ESI.
SH (Single Home) - DF не выбирается
AA MH (All-active Multi-Home) - выбирается DF per EVI/ESI, при этом на PE используется идентичиный ESI.
Anycast IRB -

Расширения технологии EVPN¶

PBB¶

PBB (Provider Backbone Bridging) - MAC in MAC - https://www.juniper.net/documentation/en_US/junos/topics/concept/pbb-evpn-integration-for-dci-overview.html - инкапусляция MAC абонента в 24-битный I-SID
I-SID (Instance Service Identifier) -
C-MAC (Customer MAC) - MAC клиента
S-MAC (Service MAC) - MAC провайдера
B-MAC (Backbone MAC) - MAC добавляющийся на границе PBB сети
PB (Provider Bridge) (802.1ad)
PEB (Provider edge bridge) (802.1ad)
BEB (Backbone edge bridge) (802.1ah)
BCB (Backbone core bridge) (802.1ah)

g043605

Vendor specific¶

Примеры настройки и особенности работы у разных вендоров.

Huawei¶

evpn instance b-evpn - (PBB) - SPE (Superstratum Provider Edge) для связи backbone EVPN и HVPLS (Hierarchial VPLS). Настраивается между PE.
evpn instance bd-evpn - Bridge Domain EVPN
evpn instance i-evpn - (PBB) настраивается на границе с CE, для инкапсуляции трафика клиента в PBB. Назначается I-SID.
evpn instance vpws - режим провода P2P (E-LINE)
E-Trunk - нужен для возможности подключить CE к двум PE (Dualhomed). Соединеяет два PE маршрутизатора.
VLL (Virtual Lease Line) -

Juniper¶

VLAN Based Service (instance EVPN) - на каждый VLAN свой routin instance
VLAN Aware Service (virtual-switch) - один инстанс для всех bridge доменов
EPL (Ethernet Private Line) - обеспечивает P2P EVC между парами UNIs с высокой степенью прозрачности.
EVPL (Ethernet Virtual Private Line) - обеспечивает P2P EVC между парами {ESI, VLAN}, поддерживет мультплексирование сервисов - несколько EVC.
EVC (Ethernet Virtual Connection) - виртуально Ethernet соединение между двумя пользовательскими сетями (UNIs - User Network Interfaces)