Design e implementação de malha IP em cinco estágios

Para permitir que você dimensione sua rede EVPN-VXLAN existente em um data center, a Juniper Networks oferece suporte a uma malha IP de 5 estágios. Embora uma malha IP de 5 estágios seja, na verdade, composta por 3 camadas de dispositivos de rede, o termo 5 estágios refere-se ao número de dispositivos de rede que o tráfego enviado de um host para outro deve atravessar para chegar ao seu destino.

A Juniper Networks oferece suporte a uma malha IP de 5 estágios em um caso de uso de conectividade entre pontos de entrega (POD) em um data center. Esse caso de uso pressupõe que sua rede EVPN-VXLAN já inclua camadas de dispositivos spine e leaf em dois PODs. Para habilitar a conectividade entre os dois PODs, adicione uma camada de dispositivos super spine. Para determinar quais dispositivos da Juniper Networks você pode usar como um dispositivo spine super, consulte a tabela Designs de referência de malha EVPN-VXLAN de data center — Hardware suportado .

A Figura 1 mostra a malha IP de 5 estágios que usamos neste design de referência.

Figura 1: Exemplo de malha Sample 5-Stage IP Fabric IP de 5 estágios

Conforme mostrado na Figura 1, cada dispositivo spine é conectado a cada dispositivo spine em cada POD.

Oferecemos suporte às seguintes combinações de tipo de sobreposição de rede em cada POD:

  • A malha EVPN-VXLAN em ambos os PODs tem uma sobreposição de ponte roteada centralmente (CRB).

  • A malha EVPN-VXLAN em ambos os PODs tem uma sobreposição de ponte roteada na borda (ERB).

  • A malha EVPN-VXLAN em um POD tem uma sobreposição de CRB e a malha no outro POD tem uma sobreposição de ERB.

A malha IP de 5 estágios da Juniper Network suporta RFC 7938, uso de BGP para roteamento em data centers de grande escala. No entanto, quando apropriado, usamos terminologia que descreva de forma mais eficaz nosso caso de uso.

Observe o seguinte sobre o design de referência da malha IP de 5 estágios:

Como integrar os dispositivos Super Spine à rede subjacente de malha IP

Esta seção mostra como configurar os dispositivos super spine para que eles possam se comunicar com os dispositivos spine, que já estão configurados como parte de uma rede subjacente de malha IP existente.

Para obter detalhes sobre as interfaces e sistemas autônomos (ASs) na rede subjacente de malha IP, consulte a Figura 2.

Figura 2: Integração de dispositivos Super Spine em uma rede Integrating Super Spine Devices into an Existing IP Fabric Underlay Network subjacente de malha IP existente
  1. Configure as interfaces que conectam os dispositivos super spine aos spines 1 a 4.

    Para a conexão com cada dispositivo spine, criamos uma interface Ethernet agregada que atualmente inclui um único link. Usamos essa abordagem caso você precise aumentar a taxa de transferência para cada dispositivo spine posteriormente.

    Para obter detalhes sobre a interface dos dispositivos super spine, consulte a Figura 2.

    Super Spine 1

    Super Spine 2

  2. Especifique um endereço IP para a interface de loopback lo0.0.

    Usamos o endereço de loopback para cada dispositivo spine super ao configurar uma política de roteamento de exportação posteriormente neste procedimento.

    Super Spine 1

    Super Spine 2

  3. Configure o ID do roteador.

    Usamos o ID do roteador para cada dispositivo spine super ao configurar o cluster refletor de rota na rede overlay EVPN.

    Super Spine 1

    Super Spine 2

  4. Crie um grupo de peer BGP chamado underlay-bgpe habilite o EBGP como o protocolo de roteamento na rede underlay.

    Super Spines 1 and 2

  5. Configure o número AS.

    Neste design de referência, cada dispositivo recebe um número AS exclusivo na rede underlay. Para obter os números AS dos dispositivos super spine, consulte a Figura 2.

    O número AS para EBGP na rede underlay é configurado no nível do grupo de peer BGP usando a local-as declaração porque a configuração do número AS do sistema é usada para sinalização MP-IBGP na rede overlay EVPN.

    Super Spine 1

    Super Spine 2

  6. Configure um relacionamento de peer BGP com os spines 1 a 4.

    Para estabelecer a relação de peer, em cada dispositivo spine super, configure cada dispositivo spine como um vizinho especificando o endereço IP e o número de AS do dispositivo spine. Para obter os endereços IP e os números de AS dos dispositivos spine, consulte a Figura 2.

    Super Spine 1

    Super Spine 2

  7. Configure uma política de roteamento de exportação que anuncie o endereço IP da interface de loopback lo0.0 nos dispositivos super spine para os dispositivos de emparelhamento EBGP (spines 1 a 4). Esta política rejeita todos os outros anúncios.

    Super Spines 1 and 2

  8. Habilite o multipath com a opção, que permite o multiple-as balanceamento de carga entre pares EBGP em diferentes ASs.

    O EBGP, por padrão, seleciona um melhor caminho para cada prefixo e instala essa rota na tabela de encaminhamento. Quando o BGP multipath está habilitado, todos os caminhos de custo igual para um determinado destino são instalados na tabela de encaminhamento.

    Super Spines 1 and 2

  9. Habilite a Detecção de Encaminhamento Bidirecional (BFD) para todas as sessões BGP para permitir a detecção rápida de falhas e a reconvergência.

    Super Spines 1 and 2

Como integrar os dispositivos Super Spine à rede overlay EVPN

Esta seção explica como integrar os dispositivos super spine à rede overlay EVPN. Nesta sobreposição orientada por plano de controle, estabelecemos um caminho de sinalização entre todos os dispositivos em um único AS usando IBGP com BGP multiprotocolo (MP-IBGP).

Nesta sobreposição do IBGP, os dispositivos super spine atuam como um cluster refletor de rota, e os dispositivos spine são clientes refletores de rota. Para obter detalhes sobre o ID do cluster refletor de rota e os endereços IP dos vizinhos BGP na rede overlay EVPN, consulte a Figura 3.

Figura 3: Integração de dispositivos Super Spine à rede Integrating Super Spine Devices into Existing EVPN Overlay Network overlay EVPN existente
  1. Configure um número AS para a sobreposição do IBGP.

    Todos os dispositivos que participam dessa sobreposição (Super Spines 1 e 2, Spines 1 a 4, Leafs 1 a 4) devem usar o mesmo número AS. Neste exemplo, o número AS é AS 4210000001 privado.

    Super Spines 1 and 2

  2. Configure o IBGP usando a sinalização EVPN para emparelhar com os spines 1 a 4. Além disso, forme o cluster refletor de rota (ID do cluster 192.168.2.10) e configure o ECMP (equal cost multipath) para BGP. Habilite a descoberta da unidade de transmissão máxima (MTU) do caminho para determinar dinamicamente o tamanho da MTU no caminho de rede entre a origem e o destino, com o objetivo de evitar a fragmentação de IP.

    Para obter detalhes sobre o ID do cluster refletor de rota e os endereços IP vizinhos BGP para dispositivos super spine e spine, consulte a Figura 3.

    Super Spine 1

    Super Spine 2

    Observação:

    Esse design de referência não inclui a configuração de peering BGP entre os Super Spines 1 e 2. No entanto, se você quiser configurar esse emparelhamento para concluir a topologia de emparelhamento de malha completa, poderá fazer isso opcionalmente criando outro grupo BGP e especificando a configuração nesse grupo. Por exemplo:

    Super Spine 1

    Super Spine 2

  3. Habilite o BFD para todas as sessões BGP para permitir a detecção rápida de falhas e a reconvergência.

    Super Spines 1 and 2

Como verificar se os dispositivos Super Spine estão integrados às redes underlay e overlay

Esta seção explica como você pode verificar se os dispositivos super spine estão corretamente integrados às redes de underlay de malha IP e overlay EVPN.

Depois de concluir essa verificação com êxito, os dispositivos super spine lidarão com a comunicação entre os PODs 1 e 2 anunciando rotas EVPN tipo 2. Esse método funcionará se seus PODs usarem o mesmo esquema de sub-rede de endereço IP. No entanto, se cada POD usar um esquema de sub-rede de endereço IP diferente, você deverá configurar adicionalmente os dispositivos que lidam com o roteamento entre sub-redes nos PODs para anunciar rotas EVPN Tipo 5. Para obter mais informações, consulte Como habilitar o anúncio de rotas EVPN tipo 5 nos dispositivos de roteamento nos PODs mais adiante neste tópico.

  1. Verifique se as interfaces Ethernet agregadas estão habilitadas, se os links físicos estão ativos e se os pacotes estão sendo transmitidos se o tráfego tiver sido enviado.

    A saída abaixo fornece essa verificação para a interface Ethernet agregada ae1 no Super Spine 1.

  2. Verifique se o BGP está ativo e funcionando.

    A saída abaixo verifica se as relações de peer EBGP e IBGP com os spines 1 a 4 estão estabelecidas e se os caminhos de tráfego estão ativos.

  3. Verifique se o BFD está funcionando.

    A saída abaixo verifica se as sessões de BGP entre o Super Spine 1 e os Spines 1 a 4 estão estabelecidas e no estado Up.

Como habilitar o anúncio de rotas EVPN tipo 5 nos dispositivos de roteamento nos PODs

Depois de concluir as tarefas nas seções a seguir, os dispositivos super spine lidarão com a comunicação entre os PODs 1 e 2 anunciando rotas EVPN tipo 2.

Se os servidores conectados aos dispositivos leaf em ambos os PODs estiverem na mesma sub-rede, você poderá ignorar a tarefa nesta seção. No entanto, se os servidores em cada POD estiverem em sub-redes diferentes, você deverá configurar ainda mais os dispositivos que lidam com o roteamento entre sub-redes nos PODs para anunciar rotas EVPN Tipo 5, conforme descrito nesta seção. Esse tipo de rota também é conhecido como rota de prefixo IP.

Neste projeto de referência da EVPN Tipo 5, a malha EVPN-VXLAN em ambos os PODs tem uma sobreposição de CRB. Nesse tipo de overlay, os dispositivos spine lidam com o roteamento entre sub-redes. Portanto, esta seção explica como habilitar o anúncio de rotas EVPN Tipo 5 nos dispositivos spine nos PODs 1 e 2.

Para habilitar o anúncio de rotas EVPN Tipo 5, você configura uma instância de roteamento de locatário chamada VRF-1 em cada dispositivo spine. Na instância de roteamento, você especifica quais endereços IP e prefixos de host deseja que um dispositivo spine anuncie como rotas EVPN Tipo 5 com um identificador de rede (VNI) VXLAN de 500001. Um dispositivo spine anunciará as rotas EVPN Tipo 5 para os outros dispositivos spine e leaf dentro do mesmo POD. O dispositivo spine também anunciará as rotas EVPN Tipo 5 para os dispositivos super spine, que, por sua vez, anunciarão as rotas para os dispositivos spine no outro POD. Todos os dispositivos spine nos quais você configurou o VRF-1 importarão as rotas EVPN Tipo 5 para sua tabela de roteamento VRF-1.

Depois de habilitar o anúncio de rotas EVPN Tipo 5, os dispositivos super spine lidarão com a comunicação entre os PODs 1 e 2 anunciando rotas EVPN Tipo 5.

A Figura 4 mostra os detalhes de configuração da EVPN Tipo 5 para o caso de uso entre POD.

Figura 4: Anúncio de rotas EVPN-Type-5 entre os PODs 1 e 2 Advertisement of EVPN-Type-5 Routes Between PODs 1 and 2

A Tabela 1 descreve o ID da VLAN para os mapeamentos de interface IRB para este projeto de referência.

Tabela 1: ID da VLAN para mapeamentos de interface IRB

Nomes de VLAN

VLAN IDs

IRB Interface

Spines 1 and 2 in POD 1

VLAN BD-1

1

irb.1

VLAN BD-2

2

IRB.2

Spines 3 and 4 in POD 2

VLAN BD-3

3

irb.3

VLAN BD-4

4

irb.4

Para configurar o anúncio de rotas EVPN Tipo 5:

  1. Crie a interface de loopback lo0.1 e especifique que está na família de endereços IPv4.

    Por exemplo:

    Spine 1

  2. Configure uma instância de roteamento do tipo vrf chamada VRF-1. Nesta instância de roteamento, inclua a interface de loopback lo0.1 para que o dispositivo spine, que atua como um gateway VXLAN, possa resolver solicitações ARP e as interfaces IRB que correspondem a cada dispositivo spine (consulte a Tabela 1). Defina um diferenciador de rota e destinos VRF para a instância de roteamento. Configure o balanceamento de carga para rotas EVPN Tipo 5 com a opção multipath ECMP.

    Por exemplo:

    Spine 1

    Spine 2

    Spine 3

    Spine 4

  3. Habilite a EVPN para anunciar próximos hops diretos, especificar VXLAN encapsulamento e atribuir 500001 VNI às rotas EVPN Tipo 5.

    Para a configuração dos spines 1 a 4, use VNI 500001 nessa configuração.

    Por exemplo:

    Spine 1

  4. Defina uma política de exportação EVPN Tipo 5 chamada ExportHostRoutes para a instância de roteamento de locatários VRF-1.

    Por exemplo, a configuração a seguir estabelece que o VRF-1 anuncia todos os endereços e prefixos IPv4 e IPv6 do host aprendidos pela EVPN e de redes conectadas diretamente ao Spine 1.

    Spine 1

  5. Aplique a política de exportação chamada ExportHostRoutes ao VRF-1.

    Por exemplo:

    Spine 1

  6. Neste projeto de referência, os switches QFX5120-32C atuam como dispositivos spine. Para esses switches e todos os outros switches QFX5XXX que atuam como dispositivos spine em um overlay CRB, você deve realizar a seguinte configuração adicional para implementar corretamente o roteamento EVPN Tipo 5 puro.

    Spines 1 through 4

Como verificar o anúncio de rotas EVPN tipo 5 nos dispositivos de roteamento nos PODs

Para verificar se os dispositivos spine neste design de referência estão anunciando corretamente as rotas EVPN Tipo 5:

  1. Veja a tabela de rotas VRF para verificar se as rotas do sistema final e as rotas do dispositivo spine estão sendo trocadas.

    O trecho de saída a seguir mostra apenas as rotas IPv4.

    Coluna 1

    Coluna 3

  2. Verifique se as rotas EVPN Tipo 5, IPv4 e IPv6 são exportadas e importadas para a instância de roteamento VRF-1.

    Coluna 1

    Coluna 3

  3. Verifique os detalhes do encapsulamento de rota EVPN Tipo 5. A saída a seguir mostra os detalhes dos prefixos especificados.

    Coluna 1

    Coluna 2