Segment Routing Traffic Engineering OSPF LSA

今回はSegment RoutingのTraffic Engineeringを理解するために必要なTraffic Engineeringの基礎的な機能とOSPFのTraffic Engineering用のLSAを説明します。

この記事の目次

概要
1. Traffic Engineering
  1. リンクの未使用な帯域幅を考慮したパス計算(現状SR-TEでは未サポート)
  2. リンクのColorを考慮したパス計算
2. Traffic Engineering用のOSPFのLSA
  1. MPLS Traffic Engineering LSA(Opaque Type 1)
検証の基本設定
1. 基本設定の内容
2. 初期設定
設定と状態確認
1. SR-TEの設定確認
2. LSDBの確認
  1. Router TLVの確認
  2. Link TLVの確認

概要

Traffic Engineering

従来のMPLSやSRでは、IGPのベストパスに従ってLSPが構成され、パケットが転送されます。

TE(Traffic Engineering)を使用することで、IGPのベストパス以外の経路を使用してパケットを転送可能で、SRにおけるTEのことを、SR-TEと呼びます。

SR-TEでは、Head-endにおいて、パケットの転送経路を指示するSID Listを生成します。そして、そのSID Listをパケットに付加することで、IGPのベストパス以外の経路を使用したパケット転送を実現します。

SID Listの生成方法は以下の2種類が存在します。

管理者が手動で生成
CSPF(Constrained SPF)を使用して動的に生成

CSPFの基本的な動作はOSPFやIS-ISで使用されているSPFと同じです。しかし、SPFとは異なり、リンクの帯域幅やColorなどの追加の情報も考慮したパス計算を実現できます。

では、CSPFの独自のパス計算を少し説明したいと思います。

リンクの未使用な帯域幅を考慮したパス計算(現状SR-TEでは未サポート)

以下のネットワークにおいて、各リンクのコストは1、リンクの太さは未使用な帯域幅を表現しています。

通常のSPFの場合、リンクの未使用な帯域幅は考慮せずに、Shortest Path Treeを計算してしまいます。

CSPFを使用すると、未使用な帯域幅が少ないリンクを除外してから、Shortest Path Treeを計算できます。

この結果、未使用な帯域幅が多いリンクをベストパスとしてパケットを転送可能です。

リンクのColorを考慮したパス計算

TEでは、リンクにColorと呼ばれるパラメータを設定可能です。

CSPFでは、特定のColorのリンクのみ使用して、Shortest Path Treeを計算できます。

ColorはAdministrative Groupと呼ばれており、32ビットの値で表現されます。

各リンクには32ビットのAdministrative Groupが割り当てられており、各ビットがColorを表現しています。Administrative Groupの値が以下のリンクは、3つのColorが割り当てられていることになります。

しかし、Administrative Groupでは32色しかColorを表現できないため、256色のColorを表現できる256ビットのExtended Administrative Groupが新たに定義されました。

Traffic Engineering用のOSPFのLSA

OSPFではLSA Typeが10のOpaque LSAを使用してTE用の情報をやり取りします。

MPLS Traffic Engineering LSA(Opaque Type 1)

TE用の情報はMPLS Traffic Engineering LSAに格納されます。

Router TLV

TEが有効なルータのRouter IDが格納されます。

Link TLV

リンクのTE用の情報が格納されます。

Link Type Sub-TLV

リンクのネットワークタイプが格納されます。1の場合はP2P、2の場合はBroadcastを示します。。

Link ID Sub-TLV

P2Pネットワークの場合はネイバーのルータID、Broadcastネットワークの場合はDRのIPアドレスが格納されます。

Local Interface IP Address Sub-TLV

自身のインタフェースのIPアドレスが格納されます。

Remote Interface IP Address Sub-TLV

ネイバーのインタフェースのIPアドレスが格納されます。

Traffic Engineering Metric Sub-TLV

CSPFの計算で使用するリンクのTE専用のメトリックが格納されます。デフォルトでは通常のOSPFのリンクのコストが格納されます。

Maximum Bandwidth Sub-TLV

リンクの最大帯域幅が格納されます。

Maximum Reservable Bandwidth Sub-TLV

使用済みの帯域幅が格納されます。

Unreserved Bandwidth Sub-TLV

未使用な帯域幅が格納されます。

Administrative Group Sub-TLV

Administrative Groupが格納されます。

Extended Administrative Group Sub-TLV

Extended Administrative Groupが格納されます。

検証の基本設定

基本設定の内容

R1-R2間でOSPF Area 0を構成します。
OSPFでSR-TEを有効にします。

初期設定

R1の設定


interface Loopback0
 ipv4 address 1.1.1.1 255.255.255.255
!
interface GigabitEthernet0/0/0/0
 ipv4 address 10.1.1.1 255.255.255.0
!
router ospf 1
 router-id 1.1.1.1
 segment-routing mpls
 area 0
  mpls traffic-eng
  interface Loopback0
  !
  interface GigabitEthernet0/0/0/0
   network point-to-point
  !
 !
!
segment-routing
 traffic-eng

R2の設定


interface Loopback0
 ipv4 address 2.2.2.2 255.255.255.255
!
interface GigabitEthernet0/0/0/0
 ipv4 address 10.1.1.2 255.255.255.0
!
router ospf 1
 router-id 2.2.2.2
 segment-routing mpls
 area 0
  mpls traffic-eng
  interface Loopback0
  !
  interface GigabitEthernet0/0/0/0
   network point-to-point
  !
 !
!
segment-routing
 traffic-eng

設定と状態確認

SR-TEの設定確認

OSPFでmpls traffic-engコマンド、SRでtraffic-engコマンドを設定することで、OSPFでSR-TEが有効になります。


router ospf 1
 segment-routing mpls
 area 0
  mpls traffic-eng
  !
 !
!
segment-routing
 traffic-eng

LSDBの確認

Router TLVの確認

Router TLVを見ると、Router IDが格納されていることが確認できます。


RP/0/RP0/CPU0:R1#show ospf database opaque-area 1.0.0.0 adv-router 1.1.1.1


            OSPF Router with ID (1.1.1.1) (Process ID 1)

                Type-10 Opaque Link Area Link States (Area 0)

  LS age: 669
  Options: (No TOS-capability, DC)
  LS Type: Opaque Area Link
  Link State ID: 1.0.0.0
  Opaque Type: 1
  Opaque ID: 0
  Advertising Router: 1.1.1.1
  LS Seq Number: 80000001
  Checksum: 0x58d1
  Length: 28

    MPLS TE router ID : 1.1.1.1

    Number of Links : 0

以下はRouter TLVのキャプチャになります。Router IDが格納されていることが確認できます。

Link TLVの確認

Link TLVを見ると、複数のTE用のSub-TLVが格納されていることが確認できます。


RP/0/RP0/CPU0:R1#show ospf database opaque-area 1.0.0.7 adv-router 1.1.1.1

            OSPF Router with ID (1.1.1.1) (Process ID 1)

                Type-10 Opaque Link Area Link States (Area 0)

  LS age: 617
  Options: (No TOS-capability, DC)
  LS Type: Opaque Area Link
  Link State ID: 1.0.0.7
  Opaque Type: 1
  Opaque ID: 7
  Advertising Router: 1.1.1.1
  LS Seq Number: 80000001
  Checksum: 0xd729
  Length: 204

    Link connected to Point-to-Point network
      Link ID : 2.2.2.2
      (all bandwidths in bytes/sec)
      Interface Address : 10.1.1.1
      Neighbor Address : 10.1.1.2
      Admin Metric : 1
      Maximum bandwidth : 125000000
      Maximum reservable bandwidth global: 0
      Number of Priority : 8
      Priority 0 :                    0  Priority 1 :                    0
      Priority 2 :                    0  Priority 3 :                    0
      Priority 4 :                    0  Priority 5 :                    0
      Priority 6 :                    0  Priority 7 :                    0
      Affinity Bit : 0
      IGP Metric : 1
      Extended Administrative Group : Length: 8
       EAG[0]: 0
       EAG[1]: 0
       EAG[2]: 0
       EAG[3]: 0
       EAG[4]: 0
       EAG[5]: 0
       EAG[6]: 0
       EAG[7]: 0

    Number of Links : 1

以下はLink TLVのキャプチャになります。複数のTE用のSub-TLVが格納されていることが確認できます。