RSVP-TE və FRR laboratoriyası

Nəzəri əsaslar və memarlıq

Laboratoriya: RSVP-TE nüvəsində MPLS Fast Reroute (FRR, RFC 4090). Link qırılanda baş node-dan tam bərpa (ingress PE-yə PathErr, CSPF yenidən hesablanması, yeni LSP siqnalizasiyası) aşkarlama vaxtından və tunellərin sayından asılı olaraq yüzlərlə millisaniyədən saniyələrə qədər çəkir. FRR bunu qısaldır: ehtiyat yol əvvəlcədən hesablanır və siqnallanır, keçidi isə qəzaya ən yaxın node - Point of Local Repair (PLR) - icra edir. İki variant var: 1. One-to-One (Detour): hər qorunan tunel üçün ayrıca detour LSP. 2. Facility Backup (bypass tunel): bir ortaq bypass çoxlu LSP üçün linki (link protection) və ya növbəti node-u (node protection) qoruyur; ən geniş yayılmış variantdır. Qəza zamanı PLR trafiki bypass etiketi əlavə edərək bypass-a keçirir. Keçid hədəfi onlarla millisaniyədir, lakin real vaxt qəzanın aşkarlanma üsulundan (LOS, BFD) və platformadan asılıdır.

Lokal bərpa niyə lazımdır

TE LSP yolunda link nasaz olduqda end-to-end bərpa zəncirlə gedir: nasazlığın aşkarlanması, head-ə PathErr/ResvTear, head-də təkrar CSPF, yeni LSP-nin siqnallaşdırılması. Bu, bir neçə saniyə və daha çox çəkir: IGP dəyişikliyi bildirməlidir, head isə yeni yolu hesablayıb qaldırmalıdır. Fast Reroute (RFC 4090) bərpanı nasazlıqdan əvvəlki qovşağa keçirir: o, yan yolu əvvəlcədən hazırlayıb və aşkarlandıqdan dərhal sonra, head-i gözləmədən trafiki keçirir.

Rollar:

• PLR (Point of Local Repair) - nasazlığı görən və trafiki yan yola keçirən qovşaq.
• MP (Merge Point) - yan yolun qorunan LSP-yə qayıtdığı qovşaq.
• Backup tunnel / bypass - qorunan elementi yan keçən PLR-dən MP-yə LSP.
• Linkin qorunması (NHOP, next-hop bypass): MP qorunan linkdən sonrakı növbəti qovşaqdır. Qovşağın qorunması (NNHOP, next-next-hop bypass): MP növbətidən sonrakı qovşaqdır, yan yol qovşağın özünü yan keçir. LSP-nin son qovşağını qovşaq kimi qorumaq olmaz: ondan sonra MP yoxdur; sondan əvvəlki qovşaq yalnız tail-ə qədər linki qoruya bilər.

İki metod

Facility backup provayder şəbəkələrində əsas variantdır: tranzit qovşaqlardakı vəziyyət LSP sayı ilə artmır. Detour daha az rast gəlinir və hər yerdə dəstəklənmir.

Head nəyi siqnallaşdırır

Head LSP qurularkən qorunmanı iki üsuldan biri ilə tələb edir. SESSION_ATTRIBUTE bayraqları ilə (0x01 - local protection desired, 0x08 - bandwidth protection desired, 0x10 - node protection desired) və ya FAST_REROUTE obyekti ilə (RFC 4090, Class-Num 205): o, backup üçün setup/hold priority, hop limit, bandwidth, include-any/exclude-any/include-all və metod bayraqlarını (0x01 - one-to-one, 0x02 - facility) əlavə edir. NNHOP üçün PLR-ə MP-nin (qorunandan sonrakı qovşağın) ayırdığı etiket lazımdır, onu isə yalnız etiketli RRO-dan öyrənmək olar, ona görə label recording (SESSION_ATTRIBUTE-da 0x02) qoşulur.

PLR LSP-ni qorumağa həqiqətən hazır olanda RRO alt obyektində bayraqlar qoyur: 0x01 - local protection available, 0x04 - bandwidth protection, 0x08 - node protection; aktiv bərpa zamanı 0x02 - local protection in use əlavə olunur. Head LSP-nin qorunduğunu belə görür. Hazırlanmış backup olmayan tuneldə FRR bayrağı heç nəyi qorumur.

Verilənlər müstəvisində nə baş verir

Hazırlıq (nasazlıqdan əvvəl): PLR qorunan interfeysə və LSP xassələrinə uyğun backup tunel seçir və onu FRR cədvəlinə yazır: hər qorunan LSP üçün "əsas etiket, çıxış interfeysi" cütü və "backup etiketi" saxlanılır.

Bərpa (nasazlıqdan sonra): PLR (1) MP-nin gözlədiyi etiketi seçir: NHOP üçün bu, LSP-nin adi çıxış etiketidir (MP onu Resv-də artıq ötürüb), NNHOP üçün isə qorunandan sonrakı qovşağın etiketidir, o, etiketli RRO-dan götürülür, (2) yuxarıya bypass tunelinin etiketini əlavə edir və (3) paketi bypass interfeysinə göndərir. PE1-P1 linki nasaz olduqda PE1 -> PE2 VPN trafiki üçün nümunə: paketin steki [VPN][P1-ə TE etiketi] idi; keçiddən sonra stek [VPN][P1-in gözlədiyi etiket][bypass etiketi] olur. Tranzit P2 bypass-ın sondan əvvəlki qovşağıdır: o, bypass etiketini çıxarır (PHP), ona görə P1 paketi qorunan LSP-nin adi etiketi ilə alır və bərpadan xəbərsizdir. Bütün dəyişikliklər aparat cədvəlində gedir: nasazlıq anında nə hesablama, nə də siqnallaşma var.

Trafik yan yolla getdiyi müddətdə stek bir səviyyə dərindir (paketə əlavə 4 bayt), ona görə core MTU bypass etiketi üçün ehtiyat nəzərə almalıdır.

Nasazlığın aşkarlanması və vaxt

Bərpa saniyənin hissələrində yalnız aşkarlandıqdan sonra icra olunur. Mənbələr:

• optik interfeysdə siqnalın itməsi (LOS): milisaniyənin vahidlərindən onlarlarına qədər; nəqliyyat şəbəkəsi və ya L2 kommutator üzərindən linklərdə siqnal itmir və nasazlıq görünmür;
• linkdə BFD (50 ms interval, vuruq 3 təxminən 150 ms verir);
• RSVP Hello (RFC 3209): saniyələr; Junos-da susmaya görə hello-interval 9 s, keep-multiplier 3;
• IGP (hello/dead): tüninq olmadan onlarla saniyə; BFD olmadan bərpa IGP-yə qədər gecikir.

"50 ms-dən az" rəqəmi FIB-də keçid üçün layihə hədəfidir, zəmanət deyil: yekun vaxt aşkarlama üstəgəl proqramlaşdırmadır. İtkisiz olmur: nasazlıq anında linkdə olan paketlər itəcək.

Bərpadan sonra

PLR head-ə Error Code 25 (Notify) və subcode 3 (Tunnel locally repaired) ilə PathErr göndərir. Cavab olaraq head LSP-ni yeni yolla yenidən qurur (make-before-break) və köhnəni silir; bu baş verməyənə qədər trafik bypass-dan gedir və repaired vəziyyətdəki LSP həmin zonada növbəti nasazlıqdan qorunmur (ikiqat nasazlıq). Head yolu yalnız IGP yeniləməsini aldıqdan sonra yenidən hesablayır, o vaxta qədər trafik bypass-da qalır; re-optimization-ı söndürməyin.

QoS və zolaq: bypass zolaq rezerv edə bilər (bandwidth protection, Cisco bw-protect, Junos-da bypass-ın bandwidth-i ilə): onsuz yan yol bütün LSP-lər üçün tutumun çatacağına zəmanət vermir və bərpa zamanı trafik darboğaz yaşaya bilər. Bypass üçün zolaq rezervasiyası yükə nəzarəti əvəz etmir və siyasətlə razılaşdırılmalıdır.

Konfiqurasiya modelləri

• Cisco: bypass MP-yə (router-id ünvanı) adi TE tunelidir, mpls traffic-eng backup-path TunnelN əmri ilə qorunan interfeysə bağlanır; head tuneli fast-reroute qoşur. Bypass yolu exclude-address və ya explicit path ilə verilir; autoroute olmadan bypass adi trafik qəbul etmir.
• Huawei: mpls te protected-interface olan bypass tuneli (mpls te bypass-tunnel), əsas tunel isə mpls te fast-reroute qoşur.
• Junos: PLR-in RSVP interfeysində link-protection bypass-ı CSPF vasitəsilə avtomatik yaradır (qorunan linki istisna etməklə), LSP-də link-protection (facility) və ya node-link-protection qorunma tələb edir; LSP-də fast-reroute detour metodudur.

Tipik nasazlıqlar

• Bypass yoxdur: FRR bayrağı qoşulub, lakin backup qalxmayıb (yol tapılmayıb, məhdudiyyətlər uyğun deyil).
• Bypass eyni SRLG-dən və ya link-tərəfdaşdan keçir: nasazlıqda hər ikisi düşür.
• Nasazlıq aşkarlanmır: link L2/nəqliyyat üzərindən gedir, BFD qoşulmayıb.
• Label recording/RRO qoşulmayıb: NNHOP MP-nin etiketini müəyyən edə bilmir.
• MTU çatmır: əlavə etiketli paketlər fraqmentləşir və ya atılır.
• Bərpadan sonra xidmət bypass-da qalır, çünki head re-optimization icra etməyib.

Memarlıq sxemi və topologiya

           primary LSP (protected link)
+---------+ ====================X====================> +--------+ ====> tail
| PLR     |        failed link                         | MP     |
| (PE-1)  |                                            | (P-1)  |
+---------+ ===> [bypass LSP around the link] =======> +--------+
  Link protection: the MP is the next node after the protected link.
  Node protection: the MP is the node after the next one; the bypass avoids the next node.

Trafik axını və etiket steki sxemi

FRR facility backup, link protection:
1. The head-end signals the primary LSP asking for local protection (SESSION_ATTRIBUTE flags).
2. The PLR (PE-1) uses a pre-signaled bypass tunnel that avoids the protected link and ends at the merge point (MP).
3. The PLR prepares the backup next hop in its forwarding plane before any failure.
4. A failure is detected (loss of signal, BFD or other detection).
5. The PLR switches the LSP into the bypass: it swaps the label to the one the MP expects and pushes the bypass label.
6. The penultimate node of the bypass pops the bypass label (PHP), so the MP receives the packet with its normal LSP label.
7. The PLR notifies the head-end (PathErr/Resv with notification) and the head-end re-optimizes make-before-break.

Vəziyyətlər və parametrlər cədvəli