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Comprendre le contrôleur NorthStar

Le contrôleur NorthStar de Juniper Networks est un contrôleur SDN qui offre une visibilité et un contrôle granulaires des tunnels IP/MPLS dans les réseaux des grands fournisseurs de services et des entreprises. Les opérateurs réseau peuvent utiliser le contrôleur NorthStar pour optimiser leur infrastructure réseau grâce à une surveillance, une planification et un routage explicite proactifs d’importantes charges de trafic dynamiques, en fonction des contraintes définies par l’utilisateur.

Le contrôleur NorthStar offre aux gestionnaires réseau une solution d’ingénierie de trafic puissante et flexible dotée de certaines fonctionnalités importantes :

  • Calcul complexe de chemins inter-domaines et optimisation du réseau

  • Planification complète du réseau, analyse de la capacité et de la topologie

  • Capacité à gérer l’optimisation multicouche avec de multiples contraintes définies par l’utilisateur

  • Classement et synchronisation spécifiques des chemins signalés sur les éléments réseau routés

  • Vue globale de l’état du réseau à des fins de surveillance, de gestion et de planification proactive

  • Possibilité de recevoir une vue abstraite d’un réseau de transport sous-jacent et d’utiliser cette information pour développer ses applications centrées sur les paquets

  • Haute disponibilité (HA) active/veille cluster

  • Surveillance du système et du réseau

Le contrôleur NorthStar s’appuie sur le protocole PCEP (Path Computation Element Protocol) pour instancier un chemin entre les routeurs PCC. La configuration du chemin lui-même est effectuée par le biais de la signalisation RSVP-TE, qui est activée dans le réseau et permet d’attribuer des étiquettes d’un routeur entrant au routeur de sortie. La signalisation est déclenchée par des routeurs entrants au cœur du réseau. Le client PCE s’exécute sur les routeurs à l’aide d’une version du système d’exploitation Junos (Junos OS) qui prend en charge PCEP.

Le contrôleur NorthStar provisionne PCEP dans tous les équipements PE (PCC) et l’utilise pour récupérer l’état actuel des tunnels existants (LSP) qui s’exécutent sur le réseau. En fournissant une vue de l’état global du réseau et de la demande de bande passante sur le réseau, le contrôleur NorthStar est en mesure de calculer les chemins optimaux et de fournir les attributs que le PCC utilise pour signaler le LSP.

Remarque :

NorthStar prend en charge les fonctions liées aux LSP et aux liaisons pour les systèmes physiques et logiques. Cependant, pour les systèmes logiques, les mises à jour en temps réel de la topologie ne sont pas possibles, car il n’existe pas de PCEP pour les systèmes logiques. À la place, vous pouvez effectuer une collecte Netconf périodique pour mettre à jour les informations de topologie logique.

Les sections suivantes décrivent l’architecture, les composants et les fonctionnalités du contrôleur NorthStar :

Architecture et composants

Basé sur l’architecture PCE (Path Computation Element) telle que définie dans RFC 5440, le contrôleur NorthStar fournit un PCE dynamique qui calcule les chemins ou les routes du réseau en fonction d’un graphe de réseau et applique des contraintes de calcul. Un client de calcul de chemin (PCC) est une application cliente qui demande au PCE d’effectuer des calculs de chemin pour les chemins à commutation d’étiquettes (LSP) externes du PCC. Le Path Computation Element Protocol (PCEP) permet la communication entre un PCC et le contrôleur NorthStar pour connaître l’état du chemin du réseau et du LSP et communiquer avec les PCC. L’entité PCE du contrôleur NorthStar calcule les chemins dans le réseau pour le compte des PCC qui demandent des services de calcul de chemin. Les PCC reçoivent puis appliquent les chemins dans le réseau.

L’implémentation PCE dynamique dans le contrôleur NorthStar fournit les fonctions suivantes :

  • Permet le calcul de chemin LSP en ligne et hors ligne

  • Déclenche le reroutage LSP lorsqu’il est nécessaire de réoptimiser le réseau

  • Modifie la bande passante LSP lorsqu’une application nécessite une augmentation de la bande passante

  • Modifie d’autres attributs LSP sur le routeur, tels que l’objet de route explicite (ERO), la priorité de configuration et la priorité de maintien

Une session PCEP basée sur TCP connecte un PCC à un PCE externe. Le PCC initie la session PCEP et reste connecté au PCE pendant toute la durée de la session PCEP. Au cours de la session PCEP, le PCC demande des paramètres LSP au PCE dynamique. Lorsqu’il reçoit un ou plusieurs paramètres LSP du PCE, le PCC resignale le TE LSP. Lorsque la session PCEP est arrêtée, la connexion TCP sous-jacente est immédiatement fermée et le PCC tente de rétablir la session PCEP.

Les fonctions du PCEP sont les suivantes :

  • Synchronisation de l’état du tunnel LSP entre un PCC et un PCE dynamique : lorsqu’une connexion PCE dynamique active est détectée, un PCC synchronise un état LSP avec le PCE. Le PCEP permet une synchronisation rapide et opportune de l’état LSP avec le PCE.

  • Délégation du contrôle des tunnels LSP à un PCE dynamique : un PCE dynamique actif contrôle un ou plusieurs attributs LSP pour le calcul des chemins, tels que la bande passante, le chemin (ERO) et la priorité (installation et mise en attente). Le PCEP permet une telle délégation des LSP.

  • Contrôle PCE dynamique des calculs de synchronisation et de séquence des chemins dans et entre les sessions PCEP : un PCE dynamique actif modifie un ou plusieurs attributs LSP, tels que la bande passante, le chemin (ERO) et la priorité (mise en place et mise en attente). PCEP communique ces nouveaux attributs LSP du PCE au PCC, après quoi le PCC resignale le LSP dans le chemin spécifié.

Interaction entre le PCC et le PCE

Pour le contrôleur NorthStar, le PCC s’exécute dans un nouveau démon Junos OS, le Path Computation Client Process (PCCD), qui interagit avec le PCE et avec le processus de protocole de routage (RPD) par le biais d’un mécanisme IPC interne de Junos OS. La figure 1 montre l’interaction entre l’ECP, la PCCD et la SPR.

Figure 1 : PCCD comme relais ou traducteur de message entre l’ECP et la SPR Network architecture diagram showing RSVP-TE and PCEP integration: PCE computes paths using PCEP. Router features PCEP, PCCD, RPD, and RSVP-TE CLI. Junos OS IPC enables internal router communication.

Le PCCD est sans état, il ne conserve donc aucun état autre que les demandes en suspens actuelles et ne se souvient d’aucun état pour les LSP établis. Le PCCD demande l’État après le retour de la réponse du PCE, puis transmet la réponse à la SPR. Étant donné que le PCCD est sans état, la RPD n’a besoin de communiquer avec le PCCD que lorsque le LSP est créé pour la première fois. Une fois que le RPD reçoit les résultats du PCCD, les résultats sont stockés (même lors des redémarrages du RPD) et le RPD n’a pas besoin de communiquer à nouveau avec le PCCD jusqu’à ce que le LSP soit réacheminé (lorsque la configuration du LSP est modifiée ou que le LSP échoue).

Provisionnement dynamique des chemins

Pour fournir un provisionnement dynamique des chemins, chaque routeur de périphérie d’étiquettes (LER) entrant doit être configuré en tant que client de calcul de chemin (PCC). Par le biais du PCEP, chaque PCC informe le contrôleur NorthStar (serveur PCE) de manière asynchrone de l’état des LSP, y compris l’état opérationnel LSP, l’état administrateur et les événements de protection en cours d’utilisation. La mise à jour de l’état LSP et le provisionnement LSP dépendent de l’état de la connexion TCP/PCEP. Si la connexion TCP est interrompue en raison d’instabilités de connexion ou d’une défaillance du PCC, le contrôleur NorthStar attend environ 60 secondes pour la reconnexion du PCC, puis supprime l’état LSP.

Documentation connexe