MVPN - SSM no Backbone

1      Multicast VPN

A solução da Cisco de Multicast dentro de VPN Multicast é simples e bastante escalável. A arquitetura MVPN introduz protocolos e processos que ajuda a permitir que um ISP suporte multicast dentro de VPNs. O transporte de multicast através do backbone do ISP é transparente e é integrado de forma transparente a solução MPLS VPN.

A solução MVPN é baseado no Draft IETF draft-rosen-vpn-mcast-08.txt. A solução MVPN usa o GRE com uma arvore de encaminhamento chamada multicast distribution tree (MDT) para realizar a escalabilidade do multicast dentro do core network. O Cisco MVPN é Baseado em uma solução de domínio Multicast com os recursos default MDT e data MDT. O MVPN introduz informações de roteamento multicast na tabela de roteamento da VRF criando uma Multicast VRF.

É importante notar que o uso de MVPN não modifica o jeito que a rede do cliente é administrada em relação a Endereçamento, politicas de roteamento, topologia, etc. Também é importante lembrar que as redes multicast dos clientes não possuem nenhuma relação com a rede multicast do provedor. Da visão do provedor, os pacotes multicast dos clientes são meramente dados.

2      Cenário

2.1       Objetivo

 Nove roteadores (CE1, PE1, CE2, PE2, CE3, PE3, CE4, PE4 e P) são conectados formando uma rede onde os roteadores PE1, PE2, PE3, PE4 e P formam um backbone que provê serviço de transporte para 4 CEs. Pede-se:

•      O protocolo de roteamento de backbone PE1, PE2, PE3, PE4 e P deverá ser o OSPF na área 0 com todas as interfaces divulgadas e com mBGP no AS 1 entre os PEs e LDP para tráfego das VRFs;

•      Os CEs CE1, CE2, CE3 e CE4 deverão pertencer a mesma VPN VRF CustA com RD/RT 1:1 e roteamento estático;

•      Deve ser habilitado o tráfego multicast entre os CEs. Os CEs CE1, CE2 e CE3 devem enviar join para o grupo 224.7.7.7;

•      Deve ser habilitado o MDT pelo grupo 233.3.3.3 habilitado o range 233.0.0.0/8 para SSM.

2.2       Topologia

2.3       IOS utilizados

•      CE1, PE1, CE2, PE2, CE3, PE3, CE4, PE4 e P – c7200-k91p-mz.122-25.S15.bin

2.4       Configuração dos Roteadores

2.4.1    Configurações do OSPF do Backbone

Em todos os roteadores configura-se o roteamento OSPF pelo comando “router ospf ” onde o “processo” é um numero do processo OSPF. O roteador também possui um router ID único que geralmente é a interface loopback ou então o maior endereço IP do roteador.

Para adicionar interfaces deve-se usar o comando “network

área ”. Um roteador pode ter interfaces em áreas distintas, define-se cada área pelo comando network.

Para o roteador fazer vizinhança OSPF é necessário que a rede da interface esteja no comando “network” e a interface não esteja configurada como “passive-interface”.

2.4.2    Configurações do MPLS

Antes de qualquer configuração, o Cisco Express forwarding deve ser habilitado com o comando “ip cef”. Para habilitar o MPLS no modo LDP, usa-se o comando global “mpls label protocol ldp”.

2.4.3    Configuração do MBGP

Para estabelecer uma VPN é necessário configurar o MBGP para a troca de informações de prefixos de VPN. Pode-se somente configurar o MBGP nos roteadores PEs da rede que possuem conexão com os CEs, ou seja, conectados diretamente aos sites.

O MBGP funciona como o BGP, configura-se em todos os roteadores pelo comando “router bgp ” onde o “AS” é o Autonomous System do backbone. Dentro da configuração de BGP adicionam-se os vizinhos estaticamente com o comando “neighbor remote-as ”.

Adiciona-se o IP da interface loopback como Router-ID pelo comando “bgp router-id ”.

Como os roteadores dentro do mesmo AS não divulgarão as rotas IBGP entre eles, faz-se o full-mesh de conexão MBGP ou configuram-se os roteadores centrais como Router-reflectors adicionando os demais roteadores como clientes pelo comando “neighbor router-reflector-client”.

O MBGP é configurado dentro do protocolo BGP, porém deve-se separar a família de roteamento com o comando “address-family vpnv4”. Para o envio de prefixos das VPNs, deve-se habilitar o envio de community extendida com o comando “neighbor send-community extended”.

Todos os recursos como route-map, next-hop-self, router-reflector, etc. podem ser configurados dentro da família VPNv4 para manipular ou resolver problemas de roteamento.

2.4.4    Criando uma VPN VRF no BGP

Após todos os roteadores PEs da rede possuem conectividade MBGP, ou diretamente ou por router-reflector, cria-se a VPN com o comando “ip vrf ”, dentro desse comando ficam os parâmentros de marcação da VPN e das communities associadas aos prefixos daquela VPN. Configura-se o Route-Distinguisher da VPN, que deve ser único na rede, com comando “rd :”, e também cria-se a  community que será exportada para aqueles prefixos de rede com o comando “route-target :”, onde “import” significa importar as rotas e “export” exportar as rotas.

Cria-se então uma address-family dentro do BGP com o comando “address-family ipv4 vrf ” com o mesmo nome da VPN criada no “ip vrf” fora do roteamento BGP. Dentro dessa address-family são configuradas as redes que serão redistribuídas para os outros sites. Para divulgar as redes é necessário que a rede exista na tabela de roteamento interna e, ou adicionar o comando “network mask ” ou redistribuindo rotas para o MBGP com o comando “redistribute ”, que pode ser vinculado à um route-map para definir exatamente as rotas que serão divulgadas de um protocolo para outros sites.

Enfim, para que uma interface conectada ao CE faça parte da VPN BGP, usa-se o comando “ip vrf forwarding ” dentro da interface.

2.4.5    Configuração do Multicast no Backbone com SSM

É necessário configurar o roteamento multicast no roteador com o comando “ip multicast-routing” e também dentro das VPNs com o comando “ip multicast-routing vrf ” aplicado nos PEs.

Para definir o escopo do Souce Specific Multicast usa-se uma ACL definindo o escopo e aplica-a no comando “ip pim ssm range ”

2.4.6    Configuração do Multicast na VPN

Antes de configurar o PIM é necessário configurar o roteamento multicast no roteador com o comando “ip multicast-routing”. No PIM a configuração para o sparse mode é feita a configuração “ip pim sparse-mode” nas interfaces com os roteadores que trafegam multicast. O Sparse mode necessita de um Rendevouz Point.

 A configuração de Rendevouz Point estático é feita pelo comando “ip pim rp-address ”.

2.4.7    Configurações do IGMP

O IGMP é configurado em todas as interfaces que estão com o multicast PIM configurado. Caso algum host conectado ao roteador enviar um trafego de “join multicast” o roteador automaticamente passará para o Source daquele grupo, caso exista.

Nesse exemplo pode-se utilizar o comando “ip igmp join-group ” para enviar uma solicitação de join no grupo multicast.

2.5       Observações e Bugs

http://www.cisco.com/en/US/technologies/tk648/tk828/tk363/technologies_white_paper0900aecd802aea84.html

http://www.cisco.com/en/US/products/ps6604/products_qanda_item09186a00800a85be.shtml

3      Configuração

3.1       CE1

!

ip cef

!

!

ip multicast-routing

!

interface Loopback0

 ip address 172.16.100.1 255.255.255.255

 ip pim sparse-mode

 ip igmp join-group 224.7.7.7

!

interface Serial3/1

 ip address 172.16.1.2 255.255.255.252

 ip pim sparse-mode

!

ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.1.1

!

!

ip pim rp-address 172.16.100.1

!

3.2       PE1

!

ip cef

!

!

ip vrf CustA

 rd 100:1

 route-target export 100:1

 route-target import 100:1

 mdt default 233.3.3.3

!

ip multicast-routing

ip multicast-routing vrf CustA

mpls label protocol ldp

!

!

interface Loopback0

 ip address 10.10.10.101 255.255.255.255

 ip pim sparse-mode

!

interface Serial3/0

 ip address 10.10.10.1 255.255.255.252

 ip pim sparse-mode

!

interface Serial3/1

 ip vrf forwarding CustA

 ip address 172.16.1.1 255.255.255.252

 ip pim sparse-mode

!

router ospf 1

 router-id 10.10.10.101

 network 10.10.10.1 0.0.0.0 area 0

 network 10.10.10.101 0.0.0.0 area 0

!

router bgp 1

 bgp router-id 10.10.10.101

 neighbor 10.10.10.102 remote-as 1

 neighbor 10.10.10.102 update-source Loopback0

 neighbor 10.10.10.103 remote-as 1

 neighbor 10.10.10.103 update-source Loopback0

 neighbor 10.10.10.104 remote-as 1

 neighbor 10.10.10.104 update-source Loopback0

 !

 address-family vpnv4

 neighbor 10.10.10.102 activate

 neighbor 10.10.10.102 send-community extended

 neighbor 10.10.10.103 activate

 neighbor 10.10.10.103 send-community extended

 neighbor 10.10.10.104 activate

 neighbor 10.10.10.104 send-community extended

 !

 address-family ipv4 vrf CustA

 redistribute connected

 redistribute static

!

ip classless

ip route vrf CustA 172.16.100.1 255.255.255.255 172.16.1.2

!

ip pim ssm range 1

!

!

access-list 1 permit 233.0.0.0 0.255.255.255

!

3.3       CE2

!

ip cef

!

!

ip multicast-routing

!

!

interface Loopback0

 ip address 172.16.100.2 255.255.255.255

 ip igmp join-group 224.7.7.7

 ip pim sparse-mode

!

interface Serial3/1

 ip address 172.16.2.2 255.255.255.252

 ip pim sparse-mode

!

ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.2.1

!

ip pim rp-address 172.16.100.1

!

3.4       PE2

!

ip cef

!

!

ip vrf CustA

 rd 100:1

 route-target export 100:1

 route-target import 100:1

 mdt default 233.3.3.3

!

ip multicast-routing

ip multicast-routing vrf CustA

mpls label protocol ldp

!

!

!

interface Loopback0

 ip address 10.10.10.102 255.255.255.255

 ip pim sparse-mode

!

interface Serial3/0

 ip address 10.10.10.5 255.255.255.252

 ip pim sparse-mode

!

interface Serial3/1

 ip vrf forwarding CustA

 ip address 172.16.2.1 255.255.255.252

 ip pim sparse-mode

!

router ospf 1

 router-id 10.10.10.102

 network 10.10.10.5 0.0.0.0 area 0

 network 10.10.10.102 0.0.0.0 area 0

!

router bgp 1

 bgp router-id 10.10.10.102

 neighbor 10.10.10.101 remote-as 1

 neighbor 10.10.10.101 update-source Loopback0

 neighbor 10.10.10.103 remote-as 1

 neighbor 10.10.10.103 update-source Loopback0

 neighbor 10.10.10.104 remote-as 1

 neighbor 10.10.10.104 update-source Loopback0

 !

 address-family vpnv4

 neighbor 10.10.10.101 activate

 neighbor 10.10.10.101 send-community extended

 neighbor 10.10.10.103 activate

 neighbor 10.10.10.103 send-community extended

 neighbor 10.10.10.104 activate

 neighbor 10.10.10.104 send-community extended

!

 address-family ipv4 vrf CustA

 redistribute connected

 redistribute static

!

ip route vrf CustA 172.16.100.2 255.255.255.255 172.16.2.2

!

!

ip pim ssm range 1

!

!

access-list 1 permit 233.0.0.0 0.255.255.255

!

3.5       CE3

!

ip cef

!

!

ip multicast-routing

!

!

interface Loopback0

 ip address 172.16.100.3 255.255.255.255

 ip igmp join-group 224.7.7.7

 ip pim sparse-mode

!

interface Serial3/1

 ip address 172.16.3.2 255.255.255.252

 ip pim sparse-mode

!

ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.3.1

!

!

ip pim rp-address 172.16.100.1

!

3.6       PE3

!

ip cef

!

!

ip vrf CustA

 rd 100:1

 route-target export 100:1

 route-target import 100:1

 mdt default 233.3.3.3

!

ip multicast-routing

ip multicast-routing vrf CustA

mpls label protocol ldp

!

!

interface Loopback0

 ip address 10.10.10.103 255.255.255.255

 ip pim sparse-mode

!

interface Serial3/0

 ip address 10.10.10.9 255.255.255.252

 ip pim sparse-mode

 mpls ip

!

interface Serial3/1

 ip vrf forwarding CustA

 ip address 172.16.3.1 255.255.255.252

 ip pim sparse-mode

!

router ospf 1

 router-id 10.10.10.103

 network 10.10.10.9 0.0.0.0 area 0

 network 10.10.10.103 0.0.0.0 area 0

!

router bgp 1

 bgp router-id 10.10.10.103

 neighbor 10.10.10.101 remote-as 1

 neighbor 10.10.10.101 update-source Loopback0

 neighbor 10.10.10.102 remote-as 1

 neighbor 10.10.10.102 update-source Loopback0

 neighbor 10.10.10.104 remote-as 1

 neighbor 10.10.10.104 update-source Loopback0

 !

 address-family vpnv4

 neighbor 10.10.10.101 activate

 neighbor 10.10.10.101 send-community extended

 neighbor 10.10.10.102 activate

 neighbor 10.10.10.102 send-community extended

 neighbor 10.10.10.104 activate

 neighbor 10.10.10.104 send-community extended

 !

 address-family ipv4 vrf CustA

 redistribute connected

 redistribute static

!

ip route vrf CustA 172.16.100.3 255.255.255.255 172.16.3.2

!

ip pim ssm range 1

!

!

access-list 1 permit 233.0.0.0 0.255.255.255

!

3.7       CE4

!

ip cef

!

ip multicast-routing

!

!

interface Loopback0

 ip address 172.16.100.4 255.255.255.255

 ip pim sparse-mode

!

interface Serial3/1

 ip address 172.16.4.2 255.255.255.252

 ip pim sparse-mode

!

ip classless

ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.4.1

!

!

ip pim rp-address 172.16.100.1

!

3.8       PE4

!

ip cef

!

!

ip vrf CustA

 rd 100:1

 route-target export 100:1

 route-target import 100:1

 mdt default 233.3.3.3

!

ip multicast-routing

ip multicast-routing vrf CustA

mpls label protocol ldp

!

!

interface Loopback0

 ip address 10.10.10.104 255.255.255.255

 ip pim sparse-mode

!

interface Serial3/0

 ip address 10.10.10.13 255.255.255.252

 ip pim sparse-mode

 mpls ip

!

interface Serial3/1

 ip vrf forwarding CustA

 ip address 172.16.4.1 255.255.255.252

 ip pim sparse-mode

!

router ospf 1

 router-id 10.10.10.104

 log-adjacency-changes

 network 10.10.10.13 0.0.0.0 area 0

 network 10.10.10.104 0.0.0.0 area 0

!

router bgp 1

 bgp router-id 10.10.10.104

 neighbor 10.10.10.101 remote-as 1

 neighbor 10.10.10.101 update-source Loopback0

 neighbor 10.10.10.102 remote-as 1

 neighbor 10.10.10.102 update-source Loopback0

 neighbor 10.10.10.103 remote-as 1

 neighbor 10.10.10.103 update-source Loopback0

 !

 address-family vpnv4

 neighbor 10.10.10.101 activate

 neighbor 10.10.10.101 send-community extended

 neighbor 10.10.10.102 activate

 neighbor 10.10.10.102 send-community extended

 neighbor 10.10.10.103 activate

 neighbor 10.10.10.103 send-community extended

!

 address-family ipv4 vrf CustA

 redistribute connected

 redistribute static

!

ip route vrf CustA 172.16.100.4 255.255.255.255 172.16.4.2

!

no ip http server

!

ip pim ssm range 1

!

!

access-list 1 permit 233.0.0.0 0.255.255.255

!

3.9       P

!

ip cef

!

!

ip multicast-routing

mpls label protocol ldp

!

!

!

interface Loopback0

 ip address 10.10.10.100 255.255.255.255

!

interface Serial3/0

 ip address 10.10.10.2 255.255.255.252

 ip pim sparse-mode

 mpls ip

!

interface Serial3/1

 ip address 10.10.10.6 255.255.255.252

 ip pim sparse-mode

 mpls ip

!

interface Serial3/2

 ip address 10.10.10.10 255.255.255.252

 ip pim sparse-mode

 mpls ip

!

interface Serial3/3

 ip address 10.10.10.14 255.255.255.252

 ip pim sparse-mode

 mpls ip

!

router ospf 1

 router-id 10.10.10.100

 network 10.10.10.2 0.0.0.0 area 0

 network 10.10.10.6 0.0.0.0 area 0

 network 10.10.10.10 0.0.0.0 area 0

 network 10.10.10.14 0.0.0.0 area 0

 network 10.10.10.100 0.0.0.0 area 0

!

!

ip pim ssm range 1

!

!

access-list 1 permit 233.0.0.0 0.255.255.255

!