CN110086714B - 在以太网vpn中通过多归属设备处理多播连接消息 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及在以太网VPN中通过多归属设备处理多播连接消息。在一些示例中，一种方法包括：通过第3层网络的第一提供商边缘(PE)设备接收配置PE设备的配置数据，以经由带有边缘设备的以太网段使用以太网虚拟专用网(EVPN)实例向边缘设备提供主动‑主动多归属第2层(L2)虚拟网桥连接；通过所述第一PE设备接收多播流量的多播连接消息，所述多播连接消息标识也参与了所述EVPN实例的第二PE设备；通过所述第一PE设备处理多播连接消息以生成多播转发状态；以及通过所述第一PE设备至少基于所述多播转发状态转发所述多播流量。

Description

在以太网VPN中通过多归属设备处理多播连接消息
技术领域
本公开涉及计算机网络，并且更具体地，涉及计算机网络内的路由分组。
背景技术
计算机网络是可以交换数据和共享资源的互连计算设备的集合。示例网络设备包括在开放系统互连(OSI)参考模型的第二层(L2)(即数据链路层)内运行的第二层设备，以及在OSI参考模型的第三层(L3)(即网络层)内运行的第三层设备。计算机网络内的网络设备通常包括控制单元，其为网络设备提供控制平面功能，以及用于路由或切换数据单元的转发组件。
使用多播，网络将多播分组分发给一组可以在不同的子网上并且被配置为多播组的成员的感兴趣的接收器。协议无关多播(PIM)是用于在用于分发分组的网络中创建多播分发树的协议的一个示例。PIM在“Protocol Independent Multicast-Sparse Mode(PIM-SM)：Protocol Specification(Revised)，”2016年3月，互联网工程任务组，请求注释(RFC)7761中进一步详细描述，其全部内容通过引用并入本文。
在一些示例中，分发多播分组的网络可以包括以太网虚拟专用网络(EVPN)，其可以用于以透明的方式通过中间第三层(L3)网络(通常称为提供商网络)扩展两个或多个第二层(L2)客户网络，即，就好像中间L3网络不存在一样。具体地，EVPN根据一个或多个多协议标签交换(MPLS)协议通过中间网络经由流量工程标签交换路径(LSP)在客户网络之间传输L2通信，诸如以太网分组或“帧”。在典型配置中，耦接到客户网络的客户边缘(CE)网络设备的提供商边缘(PE)设备(例如，路由器和/或交换机)定义提供商网络内的标签交换路径(LSP)以承载封装的L2通信，好像这些客户网络直接连接到同一局域网(LAN)。在一些配置中，PE设备也可以通过IP基础设施连接，在这种情况下，可以在网络设备之间使用IP/GRE隧道或其他IP隧道。
在EVPN中，PE设备中的L2地址学习(也称为“MAC学习”)发生在控制平面中而不是在使用路由协议的数据平面中(如传统桥接所发生的)。例如，在EVPN中，PE设备通常使用边界网关协议(BGP)(即，L3路由协议)以向其他提供商边缘网络设备通告从PE设备所连接的本地客户边缘网络设备获知的MAC地址。PE设备可以使用BGP路由通告消息来通告EVPN的可达性信息，其中BGP路由通告指定由PE设备学习的一个或多个MAC地址而不是L3路由信息。
在被称为主动-主动EVPN多归属操作模式的EVPN配置中，以太网段包括为一个或多个本地客户边缘(CE)设备提供多归属连接的多个PE设备。此外，多PE设备通过中间层3网络向远端PE设备提供传输服务，并且以太网段中的多个PE设备中的每一个都为CE设备转发该段中的以太网帧。在主动-主动EVPN多归属运行模式中，允许多归属PE设备的所有活动PE设备同时向以太网段转发流量以及转发来自太网段的流量，该以太网段构成连接多归属CE设备和多归属PE设备的L2链路集。关于EVPN的附加示例信息在“BGP MPLS-based EthernetVPN”，请求注释(RFC)7432，因特网工程任务组(IETF)，2015年2月，中描述，其全部内容通过引用并入本文。
为了促进跨不同L3子网的客户端点之间的子网间转发，PE设备可以配置有EVPN实例，该EVPN实例使用集成路由和桥接(IRB)接口来本地执行子网间流量的L3路由而不是通过L3网关。因此，配置有用于EVPN实例的IRB接口的PE设备可以本地路由子网间流量并桥接子网内流量。关于EVPN的集成路由和桥接的附加示例信息在“ntegrated Routing andBridging in EVPN”，草案-工程任务组-bess-EVPN-跨子网转发-01，L2VPN工作组，2015年10月18日中描述，其全部内容通过引用并入本文。响应本地学习由EVPN实例桥接的客户端点的L2-L3绑定，PE设备可以使用具有BGP网络层可达性信息(NLRI)的BGP EVPN路由来通告绑定，该BGP网络层可达性信息(NLRI)表明客户端点的L2地址和L3地址可通过PE设备访问。在RFC 7432中，这种类型的BGP EVPN路由称为MAC/IP通告路由(类型2)。
发明内容
一般来说，描述了用于为提供商边缘(PE)设备中的最短路径树创建和使用多播转发状态的技术，该设备接收用于连接(join)最短路径树的多播连接消息，即使当PE设备不是连接消息指定的上游邻居时。例如，PE设备可以与一个或多个其他多归属PE设备一起是用于通过第3层中间网络连接网络的以太网虚拟专用网(EVPN)实例的多归属以太网段的多归属PE设备，所连接的网络具有用于多播组的多播源到由多归属以太网段可到达的另一个网络，该多归属以太网段位于从多播源到多播组的感兴趣的多播接收器的最短路径上。在该网络配置中，每个多归属PE设备可以接收多播连接消息，例如PIM(S、G)连接消息，其请求连接来自多播源的多播流量的最短路径树。然而，传统的多播连接消息仅指定多归属PE设备中的一个作为由消息识别的上游邻居，并且用于为最短路径树创建多播转发状态。
如果指定的上游邻居不是指定的用于多归属以太网段的广播、未识别的单播和多播(BUM)流量的转发器PE设备(“非DF PE设备”)，则传统的多播连接消息处理不会产生预期的结果。也就是说，下游设备不会在多播流量的最短路径树上接收多播流量，对于非DF PE设备，虽然它可能会创建多播转发状态，但不是以太网段的指定转发器，并因此不转发它从多播源接收的任何多播流量。因此，RP路由器可能不会接收多播流量，除非通过单播PIM注册消息，因此可能无法发送PIM注册-停止消息，并因此多播源的指定路由器可能无法停止使用PIM注册消息以将多播流量发送到RP路由器。另外，可以禁止最短路径树切换(或“切换”)，并且路由器可能无法停止使用用于多播流量的交会点(RP)树(“RP树”或RPT)。
根据本文描述的技术操作的多归属PE设备被配置为响应于接收多播连接消息而为最短路径树安装多播转发状态，即使PE设备没有被多播连接消息标识。结果，本文描述的技术提供了技术解决方案，其中，用于接收这种多播连接消息的多归属以太网段的指定转发器PE设备安装多播转发状态，并且作为指定转发器，还沿着最短路径树向接收器转发多播流量。
该技术可以提供一个或多个技术优势。例如，该技术可以使多播流量能够沿着最短路径树从用于多播源的指定路由器转发到RP路由器。这可能导致RP路由器发送PIM注册-停止消息，并启用可能是以太网段的多归属PE设备之一的多播源的指定路由器以停止使用PIM注册消息，以将多播流量发送到RP路由器，其可以消除从多归属PE设备到RP路由器的PIM注册隧道的需要。因为这样的隧道是资源密集型的并且将显著的延迟注入到多播流量传递中，所以这些技术可以提供减少从多播源到多播接收器的资源利用和多播流量延迟的技术解决方案。另外，该技术可以使多播(例如，PIM)域的路由器能够执行最短路径树切换。通过消除对RPT的依赖来进行转发，切换到接收最短路径树上的流量，以这种方式进一步减少多播流量的延迟。因为以太网段的多归属PE设备中只有一个是指定的转发器，所以这些技术不会导致来自相应的多归属PE设备的多播流量的多个副本。
在一些示例中，一种方法，包括通过第3层网络的第一提供商边缘(PE)设备接收配置PE设备的配置数据，以经由带有边缘设备的以太网段使用以太网虚拟专用网(EVPN)实例向边缘设备提供主动-主动多归属第2层(L2)虚拟网桥连接；通过第一PE设备接收多播流量的多播连接消息，多播连接消息标识同时参与EVPN实例的第二PE设备；通过第一PE设备处理多播连接消息以生成多播转发状态；以及通过第一PE设备至少基于多播转发状态转发多播流量。
在一些示例中，可用作第3层网络的第一提供商边缘(PE)设备的网络设备包括可操作地耦接到存储器的一个或多个处理器，其中，一个或多个处理器被配置为接收配置PE设备的配置数据，以经由带有边缘设备的以太网段使用以太网虚拟专用网(EVPN)实例向边缘设备提供主动-主动多归属第2层(L2)虚拟网桥连接；其中，一个或多个处理器被配置为接收多播流量的多播连接消息，多播连接消息标识也参与了EVPN实例的第二PE设备；其中，一个或多个处理器被配置为处理多播连接消息以生成多播转发状态；以及其中，一个或多个处理器被配置为至少基于多播转发状态转发多播流量。
在一些示例中，非暂时性计算机可读介质包括用于使第3层网络的提供商边缘(PE)设备的一个或多个可编程处理器执行以下操作的指令：接收配置PE设备的配置数据，以经由带有边缘设备的以太网段使用以太网虚拟专用网(EVPN)实例向边缘设备提供主动-主动多归属第2层(L2)虚拟网桥连接；接收多播流量的多播连接消息，多播连接消息标识也参与了EVPN实例的第二PE设备；处理多播连接消息以生成多播转发状态；以及至少基于多播转发状态转发多播流量。
在附图和以下描述中阐述了一个或多个实施例的细节。根据说明书和附图以及权利要求，其他特征、目的和优点将是显而易见的。
附图说明
图1是示出根据本公开的技术的示例系统的框图。
图2是示出根据本公开的技术的示例系统的框图。
图3是示出根据本公开的技术的提供商边缘设备的框图。
图4是示出根据本公开中描述的技术的网络设备的示例操作模式的流程图。
在整个附图和文本中，相同的附图标记表示相同的元件。
具体实施方式
图1是示出根据本公开的技术的示例网络系统2的框图。在图1的示例中，PE设备10A-10B(“PE设备10”或更简单地“PE设备10”)经由客户边缘(CE)设备8A-8B(“CE8”)向设备提供对中间第三层(L3)网络(这里，“中间网络12”)的访问。PE设备10可以各自表示路由器、交换机、聚合设备(AD)或能够为以太网虚拟专用网络(EVPN)执行PE操作的其他类型的网络设备。通信链路15、17可以是以太网、ATM或任何其他合适的网络连接。
CE 8可以各自表示主机、路由器、交换机或参与EVPN的其他合适的网络设备。CE 8可以是用于诸如企业的地理上或逻辑上分离的站点，用于中间网络12的不同客户的网络，或用于数据中心的中间网络12的租户或租户系统的客户网络的边缘设备。客户网络可以包括一个或多个非边缘交换机、路由器、集线器、网关、诸如防火墙的安全设备、入侵检测、和/或入侵防御设备、服务器、计算机终端、笔记本电脑、打印机、数据库、诸如蜂窝电话或个人数字助理的无线移动设备、无线接入点、网桥、电缆调制解调器、应用加速器或其他网络设备。图1中所示的网络系统2的配置仅是示例。例如，企业可以包括任意数量的客户网络。
在图1的示例中，CE 8A是用于包括多播源9的客户网络的边缘设备。多播源9为多播组提供多播流量26，并且可以表示真实或虚拟服务器。CE 8B是经由以太网段14B耦接到PE设备10的边缘设备，其在CE 8A和CE 8B之间提供EVPN。
中间网络12可以表示由服务提供商拥有和操作的服务提供商网络，该服务提供商通常是大型电信实体或公司。中间网络12表示L3计算机网络，其中对数字跟随的层的引用是指开放系统互连(OSI)模型中的对应层。中间网络12是L3网络，在某种意义上它本身支持如OSI模型中描述的L3操作。常见的L3操作包括根据诸如因特网协议(IP)的L3协议执行的操作。L3在OSI模型中也称为“网络层”，以及在TCP/IP模型中称为“IP层”，并且在整个本公开中，术语L3可以与“网络层”和“IP”互换使用。
中间网络12可以耦接到由中间网络12的提供商或其他提供商管理的一个或多个网络，并且因此可以形成大规模公共网络基础设施(例如，因特网)的一部分。在该示例中，中间网络经由CE 8B耦接到一个外部网络或一些外部网络，该外部网络包括会合点(RP)路由器16和作为多播流量26的感兴趣接收器的多播接收器7。因此，虽然CE 8B被描述为客户边缘设备，其中EVPN实例在RFC 7432中定义以包括连接到形成MPLS基础设施边缘的PE设备的CE设备，CE 8B可以是例如用于数据中心或包括PE设备和CE 8A的其他网络的另一种类型的边缘设备或网关路由器。例如，CE 8B可以表示由丛林网络公司制造并以刚才描述的方式部署的MX系列路由器。
中间网络12可以向PE设备10的客户网络内的计算设备提供对因特网的访问，并且可以允许客户网络内的计算设备彼此通信。在一些情况下，中间网络12表示数据中心L2/L3交换结构(或“数据中心结构网络”)，其将CE进行互连用于数据中心的租户，其中租户可以表示组织或资源的逻辑分区、数据、和/或数据中心内的应用程序。
中间网络12可以包括除PE设备10之外的各种网络设备。例如，中间网络12可以包括路由反射器、一个或多个提供商路由器(也称为“P”或“核心”路由器)、交换机等。在一些示例中，路由反射器(未示出)可以在中间网络12内并且沿着两个或多个PE设备之间的服务提供商网络中的路径驻留。由于内部BGP(IBGP)全网状要求，一些网络可能使用路由反射器来简化配置。使用路由反射器，路由器被分组为集群，集群由自治系统(AS)特有的数字标识符标识。在集群内，将BGP会话从单个路由器(路由反射器)配置到每个内部对等体。利用这种配置，路由反射器可以满足IBGP全网格要求。为了在AS中使用路由反射，将一个或多个路由器指定为路由反射器-通常，每个存在点(POP)一个。路由反射器具有BGP能力，以将从内部对等体学到的路由重新通告给其他内部对等体。路由反射可能仅使该路由反射器与所有内部对等体完全啮合，而不是要求所有内部对等体彼此完全相互啮合。
尽管为了便于解释未示出附加网络设备，但应理解，网络系统2可包括附加网络和/或计算设备，诸如，例如，一个或多个附加交换机、路由器、集线器、网关、诸如防火墙的安全设备、入侵检测、和/或入侵防御设备、服务器、计算机终端、笔记本电脑、打印机、数据库、无线移动设备、如手机或个人数字助理、无线接入点、网桥、电缆调制解调器、应用加速器或其他网络设备。此外，尽管网络系统2的元件被示为直接耦接，但是应该理解，可以沿着所示出的链路15、17中的任何一个包括一个或多个附加网络元件，使得网络系统2的网络元件是没有直接耦接。
中间网络12可以提供许多住宅和商业服务，包括住宅和商业级数据服务(通常被称为“互联网服务”，因为这些数据服务允许访问称为互联网的公共可访问网络的集合)、住宅和商务级电话和/或语音服务、以及住宅和商务级电视服务。由服务提供商中间网络12提供的一种这样的商业级数据服务包括L2EVPN服务。表示用于一个或多个数据中心的L2/L3交换结构的中间网络12可以实现L2EVPN服务。EVPN是一种服务，其通过中间L3网络(诸如中间网络12)提供L2连接形式，以互连两个或多个L2客户网络，诸如L2客户网络6，它们可能位于不同的地理区域(在服务提供商网络实施的情况下)和/或位于不同的机箱中(在数据中心实施的情况下)。通常，EVPN对客户网络是透明的，因为这些客户网络不了解中间的中间网络，而是作用和操作，好像这些客户网络直接连接并形成单个L2网络。在某种程度上，EVPN在两个客户站点之间实现透明LAN连接的形式，每个客户站点都运行L2网络，并因此，EVPN也可以称为“透明LAN服务”。
为了配置EVPN，中间网络12的网络运营商经由配置或管理接口配置包括在与客户网络6接口的中间网络12内的的各种设备。EVPN配置可以包括由一个或多个广播域组成的EVPN实例(EVI)。通常，EVI可以与诸如PE设备10A-10B中的任何一个的PE设备上的虚拟路由和转发实例(VRF)相关联。因此，可以在PE设备10上为以太网段14配置多个EVI，如本文进一步描述的，每个EVI提供单独的逻辑第二层(L2)转发域。以这种方式，可以配置多个EVI，每个EVI包括PE设备10A-10B中的一个或多个。在一些示例中，以太网标签然后被用于识别EVI中的特定广播域，例如VLAN。PE设备可以通过每<ESI，以太网标签>组合来通告MPLS服务标签(或“MAC标签”、“MAC路由标签”或更简单地“标签”)。此标签分配方法称为每<ESI，以太网标签>标签分配。或者，PE设备可以为每个MAC地址通告唯一标签。在又一示例中，PE设备可以为给定EVI中的所有MAC地址通告相同的单个标签。该标签分配方法称为每EVI标签分配。这些标签由PE设备10在EVPN MAC通告路由中通告。
在中间网络12内配置EVPN实例(EVI)3，以使得PE设备10的客户网络的计算设备能够经由EVI彼此通信，就好像计算设备经由L2网络或链路直接连接一样。在该示例中，CE 8B能够与被配置为使用EVI 3的CE 8A通信，就好像CE 8B和CE 8A经由L2网络或链路直接连接。如本文中所述，EVI 3是跨越参与EVI 3的PE设备10A-10B的EVPN实例。每个PE设备10配置有EVI 3并且交换EVPN路由以实现EVI 3。
作为建立EVI 3的一部分，PE设备10A-10B可以触发针对多归属以太网段14B的EVI3的EVPN指定转发器(DF)选择。这可以例如通过连接到以太网段14B的PE设备10A-10B来完成，该以太网段14B输出通告以太网段14B的以太网段标识符(ESI)的EVPN路由。另外，对于每个EVI，PE设备输出通告指定用于EVI的以太网段的相关ESI的以太网自动发现(AD)路由的EVPN路由。一旦EVPN可用于{EVI、ESI}对，PE设备10A-10B就彼此输出路由协议消息以通告与客户网络的设备相关联的媒体访问控制(MAC)地址。网络系统2的拓扑结构是一个示例。在一些示例中，EVI 3可以包括更多或更少(即，零)的多归属以太网段。
例如，在典型操作中，PE设备10A-10B使用边界网关协议(BGP)进行通信以传输用于EVPN的BGP网络层可达性信息(NLRI)，并且可以定义用于经由BGP路由协议传送EVPN信息的不同EVPN路由类型。EVPN NLRI通常使用BGP多协议扩展在BGP中承载。由每个PE设备10A-10D使用BGP通告的以太网段路由包括路由标识符和以太网段标识符。由每个PE设备10A-10B针对每个EVI通告的以太网AD路由指定路由标识符(RD)(其可以包括例如PE的IP地址)、ESI、以太网标签标识符和MPLS标签。由PE设备10A-10B输出的后续BGP媒体访问控制(MAC)路由通告使用EVPN进行通信的客户网络的设备的MAC地址，并且包括RD、ESI、以太网标签标识符、MAC地址和MAC地址长度、IP地址和IP地址长度、以及MPLS标签。
在图1的示例中，当向客户网络提供EVPN服务时，PE设备10和CE8执行MAC地址学习以有效地转发网络系统2中的L2网络通信。即，当PE设备10和CE8转发以太网帧时，路由器学习L2网络的L2状态信息，该信息包括网络内设备4的MAC寻址信息和设备4可通过的物理端口。PE设备10和CE 8通常将MAC寻址信息存储在与各个接口相关联的MAC表中。当转发在一个接口上接收的单个以太网帧时，路由器通常将以太网帧广播到与EVPN相关联的所有其他接口，除非路由器先前已经学习了可通过其访问以太网帧中指定的目的地MAC地址的特定接口。在这种情况下，路由器将以太网帧的单个副本转发出相关接口。
此外，当PE设备10学习通过本地附连电路可到达的设备4的MAC地址时，PE设备10使用第三层(L3)路由协议的MAC地址路由通告(即，在该示例中的多协议BGP(MP-BGP))来共享学习到的MAC地址并提供MAC地址可通过发布路由通告的特定PE设备到达的指示。在为给定EVI使用PE设备10实现的EVPN中，每个PE设备10使用BGP路由通告将本地学习的MAC地址通告给其他PE设备10，本文也称为“MAC路由”、“MAC通告路由”、或“MAC/IP通告”。如下面进一步描述的，MAC路由通常指定设备4的单独MAC地址以及附加转发信息，诸如路由描述符、路由目标、第2层段标识符、MPLS标签等。以这种方式，PE设备10使用BGP来通告和共享在转发与EVPN相关联的第二层通信时学习的MAC地址。因此，PE设备10可以执行MAC地址的本地学习和远程学习。
每个PE设备10使用指定由其他PE设备学习到的MAC地址的MAC路由来确定如何将L2通信转发到属于连接到其他PE的设备的MAC地址，即，转发到可操作地耦接到PE设备的CE后面的远程CE和/或设备。也就是说，每个PE设备10确定以太网帧是否可以被直接发送到其他CE设备、PE设备10中的特定一个，或者是否基于从其他PE设备10接收的MAC地址学习信息将以太网帧视为要在EVPN内泛洪的所谓的“BUM”流量(广播、未识别的单播或多播流量)。
如图1所示，CE8是PE设备10的多归属。在EVPN中，当PE设备驻留在同一物理以太网段上时，当CE耦接到同一EVI上的两个物理上不同的PE设备时，可以说CE是多归属的。CE 8B经由以太网段14B的相应链路15A和15B耦接到PE设备10A和10B，其中PE设备10A和10B能够提供对CE 8B的EVPN的访问。在该示例中，CE 8B被多归属到PE设备10A和10B，因为CE 8B经由单独的并且在一定程度上的冗余链路15A和15B耦接到两个不同的PE设备10A和10B，其中PE设备10A和10B都能够为L2客户网络6B提供对EVPN的访问。多归属网络通常由网络运营商采用，以便在链路15A和15B之一发生故障时改善对服务提供商网络12提供的EVPN的访问。在典型的EVPN配置中，只有多归属PE设备10A-10B参与每个ESI的DF选择。
在主动-主动EVPN操作模式(有时称为全活动)中，形成以太网段14的所有链路15A和15B(并且因此多归属连接)被认为是活动的，因为PE设备10A、10B都被配置为经由相应的链路15A和15B主动地与CE 8B交换数据流量。在主动-主动模式中，PE设备12A和12B中的每一个还可以配置有(或导出)以太网段14的公共以太网段标识符(ESI)。CE 8B可以配置有用于以太网段14B的链路15A和15B的链路聚合组(LAG)的聚合以太网(ae)接口，CE 8B使用以太网段14B以到达PE设备10A和10B。CE 8B可以被配置为对链路15中的PE设备10进行负载均衡。CE 8B可以对该捆绑的链路应用等价多路径(ECMP)路由，每个路由可以配置有相同的IP度量并且使得CE 8B执行负载平衡。CE 8B可以采用本地散列功能来将流量流映射到LAG中的链路上。
EVPN，诸如图1中所示的EVI 3，可以在多协议标签交换(MPLS)配置的网络上运行，并且使用MPLS标签来相应地转发网络流量。MPLS是用于根据网络中的路由器维护的路由信息来设计因特网协议(IP)网络内的流量模式的机制。通过利用MPLS协议，诸如标签分发协议(LDP)或具有流量工程扩展的资源预留协议(RSVP-TE)，源设备可以请求通过网络到目的地设备的路径，即标签交换路径(LSP)。LSP定义通过网络的不同路径，以将MPLS分组从源设备携带到目标设备。使用MPLS协议，沿着LSP的每个路由器都会分配一个标签，并将标签传播到沿该路径最近的上游路由器。沿路径的路由器添加或远程该标签，并执行其他MPLS操作以沿着建立的路径转发MPLS分组。
如图1的示例中所示，中间网络12可以提供MPLS核心或IP隧道基础设施，用于从CE8A向CE 8B或从CE 8B发送网络分组，其可以包括通过互连PE设备10的隧道网发送网络分组。中间网络12和EVPN实例3可以包括附加的PE设备10。PE设备10A-10B中的每一个实现MPLS协议，并根据在每个相应的PE设备处配置的路由和转发信息将一个或多个MPLS标签(即，标签栈)应用于网络分组。在EVPN中，应用于网络分组的标签栈可以包括多个标签。例如，标签堆栈可包括外标签和内标签。
外部标签用作唯一标识MPLS核心中的PE设备的“传输标签”。也就是说，PE设备10A-10B中的每一个可以在配置和启动时交换控制平面消息，其指定唯一地标识每个相应PE设备的外部标签。例如，PE设备10A可以向PE设备10B-10B发送指定标识PE设备10A的外部标签的控制平面消息。PE设备10B-10B可以配置它们各自的转发单元，使得包括与PE设备10A相对应的外部标签的网络分组被转发到PE设备10A。
MPLS标签栈的内部标签或“服务标签”提供EVPN特定的配置信息。如上所述，EVPN定义例如以太网AD路由、MAC/IP通告路由、以及以太网段路由。例如，以太网AD路由可以根据表1的以下格式构造：
路线识别器(8个八位字节)
以太网段标识符(10个八位字节)
以太网标签ID(4个八位字节)
MPLS标签(3个八位字节)
表1：AD路由通告
在一个示例中，PE设备10A可以最初在启动和配置时向PE设备10B发送以太网AD路由，该AD路由包括如上所示的MPLS标签。PE设备10C可以配置其转发单元中的一个或多个以将来自PE设备10A的以太网AD路由的MPLS标签以将来自PE设备10A的以太网AD路由的MPLS标签应用为标签栈中的内层标签，将该标签堆栈应用于发往PE设备10A的网络数据包，以便通过以太网段和以太网标签ID识别的网络进行转发。然后，PE设备10B将用于到达PE设备10A的传输标签应用为标签栈中的外部标签。以这种方式，内层标签提供有关PE设备10B用于在EVPN中转发网络分组的以太网AD路由的EVPN规范配置信息。
例如，PE设备10B可以将以太网段14B的AD路由通告给PE设备10A，其指示PE设备10B为以太网段14B提供L2可达性。PE设备10A同样可以为相同的以太网段14B通告类似的AD路由。
在一些配置中，为了提供灵活性和可伸缩性，可以为特定EVPN实例(EVI)定义多个桥接域。一个或多个EVI可以与单个L3VPN虚拟路由和转发实例(VRF)相关联。例如，可以为服务提供商网络(或数据中心租户)的每个客户分配唯一的VRF；客户/租户可以包含一个或多个EVPN实例和每个EVPN实例的一个或多个桥接域(例如，VLAN或VxLAN)。为了支持此模型，每个配置的桥接域(包括EVPN实例的默认桥接域)都需要IRB逻辑接口来执行L2和L3功能。用于PE设备10的每个本地桥接域或本地IRB接口可以映射到用于PE设备10的VRF中的唯一IP子网。可以在包括用于EVPN实例的默认桥接域的每个配置的桥接域上配置IRB接口。
在一些示例中，PE设备10中的一个或多个可以在相应的PE内嵌入网络虚拟化边缘(NVE)功能，如“Network Virtualization Edge(NVE)”，2014年2月13日，https:// tools.ietf.org/html/draft-yong-nvo3-nve-03中描述那样，其全部内容通过引用合并于此。在一些示例中，实现NVE功能的PE可以被称为NVE设备。
如图1所示，PE设备10A-10B包括用于EVI 3的相应VRF 13A-13B(“VRF 13”)。通常，VRF允许在单个物理路由器内存在多个路由表。附连电路可以与特定VRF相关联，并且特定VRF可以被配置为转发附连电路的流量。VRF 13可以被配置为包括在“BGP/MPLS IPVirtual Private Networks(VPNs)”，2006年2月，https://tools.ietf.org/html/rfc4364中描述的功能，其全部内容通过引用合并于此。
如图1所示，可以为PE设备10配置虚拟局域网(VLAN)。因此，PE设备10可以使用由VLAN定义的桥接域转发网络分组。如图1所示，PE设备10A-10B配置有VLAN实例11A-11B，每个实例表示不同的桥接域。每个实例可以表示由相应的PE实现的用于在由对应的VLAN标识符标识的一个或多个虚拟第2层网络内转发网络分组的功能。使用以太网段14B传输的VLAN11B可以是多播VLAN(MVLAN)，并且因为EVPN用于模拟LAN，所以可以称为MVLAN。由以太网段14A传送的VLAN 11A是用于CE 8A的接入LAN和诸如多播源9的经由CE 8A接入中间网络12的设备。
PE设备10还实现集成路由和桥接，其支持在相同接口上的第2层桥接和第3层路由。因此，集成路由和桥接允许路由器将本地分组路由到另一个路由接口或到另一个配置了第3层协议的桥接域。集成路由和桥接(IRB)接口(或“IRB”)是逻辑接口，其使PE或CE能够识别哪些分组被发送到本地地址，以便只要有可能就桥接它们并仅在需要时进行路由。因此，IRB可用于本地路由子网间流量。例如，使用一个或多个IRB，PE可以在为PE的路由实例的多个IRB配置的多个VLAN之间路由子网间流量。
在图1的示例中，每个PE设备10配置有与VRF 13相关联的IRB 19，并且具有VLAN11B的基于VLAN的桥接域。PE设备10A包括具有VLAN 11A桥接域的IRB 19A；PE设备10B包括具有VLAN 11A桥接域的IRB 19B。类似地，每个PE设备10配置有与VRF 13相关联的IRB 21，并且具有VLAN 11A的基于VLAN的桥接域。PE设备10A包括具有VLAN 11B桥接域的IRB 21A；PE设备10B包括具有VLAN 11B桥接域的IRB 21B。
IRB 19可以用作用于EVI 3的子网间流量的IP网关。PE设备10A例如可以配置有与VRF 13A相关联的多个IRB，并且具有不同的基于VLAN的桥接域，并因此可以使用多个IRB在VLAN之间路由流量。一个或多个PE设备10可以实现IRB，如“Integrated Routing andBridging in EVPN”，工程任务组-bess-网络解决方案-子网间-转发，2015年10月18日，https://tools.ietf.org/html/draft-ietf-bess-evpn-inter-subnet-forwarding-01中所述，其全部内容通过引用包合并于此。VLAN 11A和VLAN 11B是用于使用EVPN经由PE设备10A、10B可到达的L3子网的虚拟L2网络。
该示例中的CE 8B还可以配置有具有桥接域的IRB，该桥接域向包括RP路由器16的外部设备提供L2可达性。IRB可以配置有用于IRB 19A、19B的桥接域内的L3地址(例如，IPv4/IPv6地址)，使得CE 8B的IRB路由接口可由IRB 19A、19B的路由接口到达。以这种方式，CE 8B IRB提供来自PE设备10A、10B的L2/L3可达性。
在EVPN实例中，PE之间的第2层转发信息(例如，MAC学习)的学习不在数据平面中(如传统桥接所发生的那样)，而是在控制平面中发生。PE设备10A、10B可以使用路由通告(诸如通过多协议BGP(MP-BGP))将从连接到它们的CE 8A和8B学到的第2层地址(例如，MAC地址)以及MPLS标签通告给控制平面中的其他PE。如上所述，在实现集成路由和桥接的EVPN主动-主动多归属拓扑中，任何多归属PE设备10A、10B可以学习本地连接的主机的L2-L3(例如，MAC/IP)绑定，并使用EVPN路由将L2-L3绑定通告给EVPN实例的其他PE设备，例如，包括通告给用于以太网段14B的对等多归属PE设备10。
PE设备10、CE 8B以及RP路由器16是执行一个或多个诸如协议无关多播(PIM)-稀疏模式(PIM-SM)的多播控制平面协议的第3层多播路由器，以交换多播信息，用于构建和修改多播分发树，并转发多播流量。
PE设备10、CE 8B以及RP路由器16可以是PIM-SM域的路由器。PIM-SM域的路由器使用反向路径转发(RPF)为多播组G创建从提供多播组的多播流量的多播源9到需要多播组的多播流量27的多播接收器7的路径。一个或多个附加路由器，包括用于接收器7的指定或最后一跳路由器，可以位于从RP路由器16到接收器7的路径上。
接收器7最初发出显式多播连接请求，其触发RPF检查。接收器7的指定路由器向RP路由器发送PIM(*，G)连接消息。路由器通过每个路由器的RPF接口将连接消息逐跳上行多播到ALL-PIM-ROUTERS组(224.0.0.13)，直到连接消息到达RP路由器16。RP路由器16接收PIM(*，G)连接消息，将接收它的接口添加到(*，G)的会合点树(RPT)多播转发状态条目的出接口列表(OIL)。这个过程的结果是RPT连接接收器7和RP路由器7。即使没有活动源产生流量，从RP路由器16到接收器7的指定路由器的RPT仍然有效。
通常，(*，G)或(S、G)条目的多播转发状态是路由器用于转发单播或多播分组的信息。S是源IP地址、G是多播组地址、而*表示发送到多播组G的任何源。路由器可以跟踪每个组的传入和传出接口的多播转发状态。路由器存储的条目的多播转发状态可以指定用于与条目匹配的多播流量的路由器的输出接口。
当多播源9变为活动并输出多播组G的多播流量26时，源9的指定路由器可以将多播流量26封装到PIM注册消息中，并通过单播将多播流量26发送到RP路由器。源9的指定路由器可以是从源9到RP路由器16的路径上的任何路由器。源9的指定路由器也可以是RP路由器16。在图1的示例中，源9的指定路由器是PE设备10B。在一些示例中，源9的指定路由器可以是CE 8A。源9的指定路由器可以是或可以不是用于EVI 3的段14B的DF。
在一些示例中，包括图1的示例，PE设备10B将隧道18中的PIM注册消息隧道传送到RP路由器16，以将多播流量26单播到RP路由器16。隧道18可以表示用于从PE设备10B向RP路由器16单播多播流量26的通用路由封装(GRE)、其他IP隧道或其他类型的隧道。在一些示例中，RP路由器16从(或“解封装”)多播流量26中去除封装，其可以包括隧道18封装和PIM注册消息中的至少一个，以获得多播流量26，RP路由器16在RPT上从RP路由器16到感兴趣的多播接收器7为(*，G)多播多播流量26。
RP路由器16具有PIM-SM域中的多播组G感兴趣的接收器7。在接收到包括多播流量26的PIM注册消息时，RP路由器16因此向源9发送PIM(S、G)连接消息22以建立回到源9的最短路径树(SPT)，其中S是RP路由器16接收的源9的IP地址，作为RP路由器16在一个或多个PIM注册消息中接收的多播流量26的源地址。
按照PIM-SM规范RFC 7761，响应于从RP路由器16接收连接消息22(或者来自RP路由器16和CE 8B之间的中间路由器的相应连接消息)，CE 8B生成连接消息24以包括上游邻居地址字段，其指定连接消息24的目标。即，上游邻居地址字段标识要处理连接消息24的PIM域中的PIM路由器中的一个。连接消息24的目标处理连接消息24以连接用于将(S、G)的多播流量26分配给接收器7的最短路径树。对于每个这样的连接消息，CE 8B选择其上游邻居之一，即PE设备10之一，并且可以负载平衡上游邻居之间的这种连接。在图1的示例中，CE8B已经在CE 8B的RPF接口上为源9选择了用于连接消息24多播的PE 10A。
连接消息24是向上游到ALL-PIM-ROUTERS组(224.0.0.13)的一跳一跳的多播。因为两个PE设备10都在到源9的RPF接口上，即S，所以PE设备10A、10B中的每一个都接收到连接消息24的副本。两个PE设备可以在到源9的RPF接口上，因为链路15可以是聚合链路，例如聚合以太网接口或LAG。
作为连接消息24的目标并由连接消息24识别，PE设备10A因此可以处理连接消息24并且为连接消息24中指定的(S、G)添加多播转发状态。PE设备10A可以向CE 8A上游发送另一个(S、G)连接消息。PE设备10A现在是用于(S、G)到多播接收器7的SPT树的成员。然而，PE设备10A不是以太网段14B的DF，并因此，EVI 3的EVPN操作阻止PE设备10A向CE 8B发送任何多播流量。结果，不能通过PE设备10A建立从用于源9的指定路由器到RP路由器16的最短路径树。
根据本文描述的技术，未被识别为用于多播连接消息(例如，具有在多播连接消息的上游邻居地址字段中指定的网络地址)的目标设备的PE设备仍然处理多播连接消息以创建和添加在连接消息中指定的(S、G)的多播转发状态。例如，PE设备10B接收连接消息24，该连接消息24针对具有CE 8B的以太网段14B的对等多归属PE设备10A。PE设备10B处理连接消息24，以为连接消息24中指定的(S，G)创建并添加多播转发状态，其中，添加的多播转发状态使PE设备10B能够沿着最短路径树将由(S、G)的S输出的多播流量26从源9的指定路由器转发到RP路由器16。
PE设备10B还可以在RPF接口上向CE 8A发送与连接消息24对应的多播连接消息。源9将多播流量26输出到其指定的路由器，该路由器沿着包括PE设备10B和RP路由器16的最短路径树发送流量。CE 8A经由链路17B将多播流量26发送到PE设备10B。CE 8A还可以将多播流量26输出到也处理了连接消息24的PE设备10A。然而，PE设备10A不是用于以太网段14B的EVI 3的指定转发器。
响应于接收连接消息24，PE设备10B使用PE设备10B生成的(S、G)的转发状态来接收和转发多播流量26。即，PE设备10B沿着最短路径树将多播流量26转发到RP路由器16，RP路由器16除了或者替代地接收封装在PIM注册消息中的多播流量26(例如，经由隧道18)，接收沿着最短路径树的多播流量26。
如上所述，在一些示例中，PE设备10B是用于源9的指定路由器。一旦RP路由器16经由最短路径树接收多播流量26，即，而不是或者除了封装在PIM中的多播流量26，RP路由器16可以丢弃多播流量26的封装副本，并且RP路由器16可以将PIM注册-停止消息发送回作为源S的指定路由器运行的PE设备10B，以防止PE设备10B不必要地封装该分组。响应于PIM注册-停止消息，PE设备10B可以删除隧道18的接口，并且不再使用用于(S，G)的多播流量26的隧道18。
图2是示出根据本文描述的技术的图1的网络系统2的框图。图2示出了PE设备10B使用由于连接消息22，24而生成的最短路径树来转发多播流量26。PE设备10B从CE 8A接收多播流量26；PE设备10B是用于以太网段14B的EVI 3的指定路由器，并因此能够将以太网段14B上的多播流量26转发到CE 8B，CE 8B将多播流量26转发到RP路由器16，RP路由器16经由RPT将多播流量26转发到多播接收器7。
在一些情况下，网络系统2的PIM域执行从RP路由器16到多播接收器7的指定路由器的来自RPT的最短路径树切换。在这种情况下，一旦接收者的指定路由器(未示出)接收来自源9第一多播包26，指定路由器向其朝向源RP 9的RPF邻居发送多播连接消息，例如，PIM连接消息。这继续直到每个朝向源9的RPF邻居接收到连接消息，其最终由源9的指定的路由器接收。在某些情况下，RP路由器16不在反向路径上，并因此不在从源9的指定路由器到接收器7的指定路由器的最短路径树上。PE设备10B接收连接消息，并且至少在某些情况下是源9的指定路由器。响应于接收连接消息，PE设备10B处理连接消息以创建附加(S、G)状态以形成最短路径树。由PE设备10B接收的用于执行SPT切换的连接消息可以类似于由连接消息24识别的PE设备10A接收的连接消息24。例如，连接消息可以包括上游邻居地址字段，其具有设置为PE设备10A的网络地址的值。然而，PE设备10B处理连接消息以创建附加(S、G)状态以形成最短路径树。
源9输出多播流量26，其由PE设备10B接收并基于最短路径树的附加(S、G)状态在PE设备10B的接口上输出到CE 8B。接收器7的指定路由器现在可以接收由源发送的多播流量26的每个多播分组的两个副本-一个来自RP路由器16的RPT，另一个来自新的最短路径树。为了停止重复的多播分组，接收器7的指定路由器向RP路由器16发送多播修剪消息，例如PIM(S、G)修剪消息。RP路由器16接收修剪消息并停止向下发送多播分组到RPT上的接收器的DR。接收器7的指定路由器可以仅通过新的最短路径树接收针对该特定源9的多播分组。
然而，在RP路由器16不是新的最短路径树的成员的情况下，来自源9的多播分组仍然可能从作为源9的指定路由器的PE设备10B，在RP路由器16处到达。为了停止来自该特定源9的不需要的多播分组，RP路由器16可以将多播修剪消息(例如，PIM(S，G)修剪消息)发送到源9的指定路由器。指定路由器，PE设备10B，将与朝向RP路由器16的接口相关联的(S，G)转发状态移除(再次地，在RP路由器不是新的最短路径树的成员的情况下)，并继续在PIM域切换到的新的最短路径树上向接收器7的指定路由器发送多播流量26。
本文描述的技术可以提供一个或多个优点。例如，该技术可以使PIM域的路由器能够沿着最短路径树将多播流量26从用于多播源9的指定路由器(例如，PE设备10B)转发到RP路由器16。这可能导致RP路由器16发送PIM注册-停止消息并且使PE设备10B能够停止使用PIM注册消息以将多播流量26发送到RP路由器16，这可以消除从多归属PE设备10B到RP路由器16的隧道18的需求。因为这样的隧道是资源密集型的并且在多播流量传递中注入了显著的延迟，所以这些技术可以减少从多播源9到多播接收器7的资源利用和多播流量延迟。另外，这些技术可以使多播(例如，PIM)域的路由器能够执行最短路径树切换。通过消除对从路由器16到接收器7的RPT的依赖，切换以接收最短路径树上的流量，以这种方式进一步减少多播流量26的延迟。
图3是示出根据本公开的技术的网络设备处理多播传输消息的框图。PE设备100可以表示图1至图2的PE设备10B的示例实例。PE设备100包括控制单元120，控制单元120包括路由引擎122，并且控制单元120被耦接到转发引擎130A-130N。每个转发引擎130与一个或多个接口卡132A-132N(“IFC 132”)相关联，该接口卡通过入站链路158A-158N(“入站链路158”)接收分组并通过出站链路160A-160N(“出站”链接160“)发送分组。IFC 132通常经由多个接口端口(未示出)耦接到链路158、160。入站链路158和出站链路160可以表示物理接口、逻辑接口或其某种组合。
控制单元120和转发引擎130的元件可以仅以软件或硬件实现，或者可以实现为软件、硬件或固件的组合。例如，控制单元20可以包括一个或多个执行软件指令的处理器、一个或多个微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或任何其他等效的集成或离散逻辑电路，或者其任何组合。在那种情况下，控制单元120的各种软件模块可以包括在包含指令的计算机可读介质(诸如计算机可读存储介质)中存储、体现或编码的可执行指令。例如，当执行指令时，嵌入或编码在计算机可读介质中的指令可以使可编程处理器或其他处理器执行该方法。计算机可读存储介质可包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、非易失性随机存取存储器(NVRAM)、闪存、存储器、硬盘、CD-ROM、软盘、盒式磁带、固态驱动器、磁介质、光学介质或其他计算机可读介质。计算机可读介质可以用对应于PE设备100的各个方面的指令编码，例如协议、过程和模块。在一些示例中，控制单元120针对这些方面从存储器检索并执行指令。
路由引擎122包括内核143，其为用户级进程提供运行时操作环境。内核143可以表示例如UNIX操作系统衍生物，诸如Linux或伯克利软件套件(BSD)。内核143提供用户级进程可以与底层系统交互的库和驱动程序。路由引擎122的硬件环境155包括微处理器157，其执行从存储设备(也未在图3中示出)加载到主存储器(图3中未示出)中的程序指令，以便执行软件栈，软件栈包括内核143和在内核143提供的操作环境上执行的进程。微处理器157可以表示一个或多个通用或专用处理器，诸如数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或任何其他等效逻辑设备。因此，如本文所使用的术语“处理器”或“控制器”可以指前述结构中或可操作以执行本文描述的技术的任何其他结构中的任何一个或多个。
内核143为路由进程145提供操作环境，该路由进程145在网络堆栈的不同层执行各种协议144，包括用于实现以太网虚拟专用网络的协议。例如，路由引擎122包括在网络堆栈的网络层运行的网络协议。在图3的示例中，网络协议包括作为路由协议的边界网关协议(BGP)146和协议无关多播(PIM)147。BGP 146可以包括多协议BGP(MP-BGP)。路由引擎122可以包括图3中未示出的其他协议，诸如，MPLS标签分发协议和/或其他MPLS协议。路由引擎122负责维护路由信息142以反映PE设备100所连接的网络和其他网络实体的当前拓扑。具体地，路由协议周期性地更新路由信息142，以基于PE设备100接收的路由协议消息准确地反映网络和其他实体的拓扑。
如图3所示，PE设备100可以配置有包括VRF 122A的多个VRF。VRF 122A表示虚拟路由和转发实例。VRF 122A包括用于BGP 46的至少一个路由表。附连电路可以与特定VRF相关联，诸如VRF 122A，并且特定VRF可以被配置为转发附连电路的流量。VRF 122A配置有用于由PE设备100和至少一个其他PE设备多归属的以太网段的EVI。PE设备100可以参与EVI的指定转发器选举，并被选为EVI的指定转发器。
转发引擎130A-130N(“转发引擎130”或“转发单元”)表示提供网络流量的高速转发的硬件和逻辑功能。转发引擎130通常包括一组一个或多个转发芯片，其编程有转发信息，该转发信息映射具有特定下一跳和相应的输出接口端口的网络目的地。通常，当PE设备100经由入站链路158之一接收分组时，转发引擎130之一通过基于分组内的信息遍历编程的转发信息来识别数据分组的相关下一跳。转发引擎130之一(入口转发引擎或不同的出口转发引擎)在映射到相应的下一跳的出站链路60之一上转发分组。内核143可以生成转发信息56以包括以转发信息的形式存储到VRF 122、接口149和ARP表151的信息的表示，以便由转发引擎130进行优化转发。
在图3的示例中，转发引擎130A包括转发信息156。根据路由信息142，转发引擎130A存储转发信息156，该转发信息156将分组字段值映射到具有特定下一跳和相应的出站接口端口的网络目的地。例如，路由引擎122分析路由信息142并根据路由信息142生成转发信息56。转发信息156可以以一个或多个表、链接列表、基数树、数据库、平面文件或任何其他数据结构的形式维护。
转发引擎130A为由PE设备100建立的每个以太网VPN实例(EVI)存储转发信息156，以将网络目的地与特定的下一跳和相应的接口端口相关联。如图1中所描述的，EVI可以与EVPN中的一个或多个以太网段相关联。通常，当PE设备100经由入站链路158之一从给定以太网段接收数据分组时，例如，转发引擎130A通过基于分组内的信息(例如，标记或报头信息)遍历转发信息156来识别数据分组的相关下一跳。转发引擎130A根据与以太网段相关联的转发信息156将出站链路160之一上的数据分组转发到相应的下一跳。此时，转发引擎130A可以从分组推送和/或弹出标签以沿着正确的LSP转发分组。
路由引擎122包括配置接口141，其接收并且可以报告用于PE设备100的配置数据。配置接口141可以表示命令行接口；图形用户界面；简单网络管理协议(SNMP)，Netconf或其他配置协议；或者在一些示例中的上述的一些组合。配置接口141接收配置PE设备100的配置数据，其具有VRF 122、接口149和至少部分地定义PE设备100的操作的其他构造。
路由引擎122还包括EVPN模块148，其具有执行第二层(L2)学习的学习模块152。学习模块152可以使用BGP 146执行远程学习。EVPN模块148可以为在PE设备100中配置的每个EVI维护MAC表150，或者在替代示例中可以维护独立于每个相应EVI的一个或多个MAC表150。例如，MAC表150之一可以表示用于为VRF 122A配置的EVI的VRF 122A的虚拟路由和转发表，并且IRB 119中的一个或多个是路由接口。可选地，学习模块152可以被配置为由转发引擎130A全部或部分地执行。在一些示例中，EVPN模块148可以是路由进程145的一部分或由路由进程145执行。
学习模块152可以通过例如使用由PE设备100在ARP或NDP消息中接收的MAC和IP地址信息来执行本地L2/L3(例如，MAC/IP)绑定学习。学习模块152可以为EVI在EVI访问接口(例如，图1的链路15A)上检测新MAC地址，并且将具有到EVI访问接口的映射的MAC地址添加到用于EVI的MAC表150中的一个。然后，学习模块152可以使用BGP 146将EVPN MAC/IP通告路由通告给EVI的远程PE。MAC通告路由可以包括与EVI对应的路由目标、MAC地址、学习MAC地址的桥接域的以太网标签，学习MAC地址的ESI、对应MAC地址的IP地址(如果已知并且如果IRB被配置用于桥接域，例如，IRB 119之一)、以及EVPN标签。利用远程MAC学习，学习模块152可以从另一个PE接收EVPN MAC/IP通告路由，并将具有协议类型EVPN的IP地址(如果包括的话)的主机路由安装到用于EVI的适当VRF 122并将MAC地址安装在EVI的MAC表150中，以及与包括EVPN标签的VRF 122中的主机路由相关联的MAC信息。
EVPN模块148可以维护经由BGP 146从EVI的对等PE设备(例如，图1-2的10A)接收和学习的一个或多个L2地址-L3地址(L2-L3)绑定154。每个L2-L3绑定154可以将通过以太网段连接到对等PE设备的主机的L3地址映射到主机的L2地址。例如，L2-L3绑定154可以将为经由以太网段14连接到PE设备100的客户设备4C配置的IP地址映射到为客户设备4C配置的MAC地址。在一些示例中，L2-L3绑定154可以存储在不同的绑定表或其他数据结构中。在一些示例中，L2-L3绑定154可以存储在ARP(或NDP)表151中。在一些示例中，L2-L3绑定154可以被存储为由PE设备100使用来自ARP表151的信息或从其他用于EVI的PE设备接收的信息生成的路由通告。
路由进程145输出控制平面消息以自动建立隧道，诸如LSP、以太网段、以及在PE设备100和参与EVPN的每个其他PE设备之间提供一个或多个EVPN。路由进程145可以使用一个或多个合适的L3协议(诸如BGP 146)向PE设备发信号。路由进程145可以与转发引擎130A通信以自动更新转发信息156。
EVPN模块148另外管理PE设备100的EVPN多归属操作模式。也就是说，EVPN模块148用于维护EVPN服务以及到或从CE多归属到PE设备100和一个或多个其他PE设备的流量转发。例如，在网络故障的情况下，诸如PE设备100到CE 8链路15B故障；任何PE设备故障；或任何PE设备之间的MPLS可达性或其他类型的隧道故障；EVPN模块148与其他PE设备协调以确保PE设备继续以主动-主动冗余模式运行，并快速融合到具有关于PE运行的网络相同的拓扑信息的状态(即网络融合)。
VRF 122A进一步配置有IRB 119，其逻辑接口被安装(或“配置”)到转发引擎130A的转发信息156。内核143包括接口表149(“接口149”)，其表示数据结构，该数据结构包括为PE设备100配置的每个逻辑接口的相应条目。接口149包括IRB 119的条目。各个逻辑接口的条目可以分别指定描述逻辑接口的当前信息。内核143还执行ARP和/或NDP以生成ARP请求和/或NDP邻居请求并将其注入数据平面以经由IFC 132输出，以及接收ARP和/或NDP消息。VRF 122A存储EVPN A-D路由139(即，EVPN路由类型1)和EVPN MAC/IP通告路由171(即，EVPN路由类型2)，其由路由进程145在来自其他PE设备的或者由路由进程145使用本地学习的信息生成的BGP消息中接收。
PE设备100在IFC 132中的一个处接收PIM(S、G)连接消息124。消息124可以是图1的多播连接消息24的示例实例。消息124可以由PE设备100经由与VRF 122A中配置的EVI相关联的桥接域接收。IFC 132将消息124存储到路由引擎122可访问的存储器中。虽然PE设备100未被消息124识别并且不是消息124的目标，但是路由进程145处理消息124以为转发信息156的多播转发信息121添加(S，G)的多播转发状态。多播转发信息121可以与VRF 122A中配置的EVI相关联，并因此可以应用于EVI的EVPN流量，诸如(S、G)的多播流量。结果，转发引擎130A根据以太网段上的多播转发信息121转发针对(S、G)的多播流量，其是经由与在VRF122A中配置的EVI相关联的桥接域接收的多播流量。
图4是示出根据本公开中描述的技术的网络设备的示例操作模式的流程图。关于部署为PE设备10B的PE设备100描述操作200，但是可以由任何PE网络设备执行操作200。PE设备100接收定义用于EVPN实例(EVI)3(102)的以太网段14B的配置数据。配置数据配置PE设备100以使用以太网段14B向CE 8B提供主动-主动多归属第二层虚拟桥连接以及对等多归属PE设备10B。例如，配置数据将PE设备100配置为用于EVI 3到PE设备10A、10B的多归属CE 8B。为VRF 122A配置的EVI 3可以具有多个关联的IRB，包括IRB 19B和21B，使得IRB 19A和21B被配置为EVI 3的路由实例。
PE设备100在EVI 3上接收PIM(S、G)连接消息124，即，在多归属以太网段14B的链路15B的桥接域、VLAN 11A上，桥接域被配置用于EVI 3(204)。连接消息124标识与PE设备100不同的PE设备。例如，连接消息124可以包括上游邻居地址字段，其具有除PE设备100的网络地址之外的值以标识不同的PE设备。包括具有标识网络设备的值的上游邻居地址字段的连接消息被称为“目标(targeted to)”到网络设备。换句话说，网络设备是连接消息的目标。
PE设备100可以确定用于连接消息124的源PIM路由器是否可接受(206)。在一些实例中，PE设备100接收指定连接消息24的一个或多个可接受源的列表的附加配置数据。PE设备100可以经由配置接口141接收配置数据并将配置数据存储到控制单元120的配置数据库或其他数据结构。配置数据还可以指定接口级策略，该策略仅当PIM连接消息的源是可接受源列表之一时，指示PE设备100接受在用于EVI 3的以太网段14B的桥接域的接口上接收的PIM连接消息。结果，PE设备100将不接受来自不是可接受源列表之一的源的PIM连接消息。可接受的源可以由一个或多个前缀指定。以下是网络系统2实现上述PIM连接消息的源过滤的配置数据的示例：
Figure BDA0001848947080000301
Figure BDA0001848947080000311
上述配置数据使得作为PE 10B操作的PE设备100将accept-join-always-policy应用于在具有用于作为桥接域的链路15B的VLAN 11A的IRB 19B上接收的PIM(“pim”)流量。如果PIM流量(例如，连接消息124)来自CE 8B(具有IP地址1.1.1.1/32并因此是该/32前缀的成员)，则连接消息124的源是可接受的(206的“是”分支)，并且PE设备100接受连接消息124并对其进行处理。否则(206的否分支)，PE设备100拒绝连接消息124并且不处理它(208)。因此，PE设备100可以避免接受来自参与EVI 3的其他PE设备10或L2网络上的其他非指定路由器(例如，VLAN 11A)的连接消息。
PE设备100处理连接消息124以生成并添加(S、G)的多播转发状态(210)。PE设备100可以停止将在PIM注册消息中的用于G的多播流量26单播到RP路由器16。PE设备100可以是用于源9的指定路由器。PE设备100可以删除用于将这样的多播流量26单播到RP路由器16的隧道接口。
PE设备100随后在EVPN实例上接收针对(S、G)的多播流量26(212)。PE设备100应用在步骤210中添加的多播转发状态，以在EVI 3的VLAN 11A上输出多播流量(214)。如果PE设备100是用于以太网段14B的EVI 3的DF(216的“是”分支)，则如图1-2的示例中那样，PE设备在以太网段14B上输出多播流量(220)。
如果PE设备100不是以太网段14B的EVI 3的DF(216的否分支)，则PE设备100不在以太网段14B上输出多播流量(218)。然而，PE设备100可以在连接PE设备100的EVPN核心上将多播流量输出到DF PE设备，其然后应用在步骤210中添加的类似的多播转发状态，以在以太网段14B上输出多播流量。以这种方式，即使PE设备100丢失DF指定或者不是DF但是是唯一一个从CE 8A接收多播流量26的PE 10，该技术也促进EVPN上下文中的一致多播。EVPN核可以指通过中间第三层网络连接多个PE设备10的隧道的互连网。
本公开中描述的技术可至少部分地以硬件、软件、固件或其任何组合来实施。例如，所描述的技术的各个方面可以在一个或多个处理器内实现，该处理器包括一个或多个微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或任何其他等效的集成或离散逻辑电路、以及这些组件的任何组合。术语“处理器”或“处理电路”通常可以指任何前述逻辑电路，单独的或与其他逻辑电路组合的逻辑电路，或任何其他等效电路。包括硬件的控制单元还可以执行本公开的一种或多种技术。
这样的硬件、软件和固件可以在同一设备内或在单独的设备内实现，以支持本公开中描述的各种技术。另外，任何所描述的单元、模块或组件可以一起或单独地实现为离散但可互操作的逻辑设备。将不同特征描述为模块或单元旨在突出不同的功能方面，并且不一定暗示这些模块或单元必须由单独的硬件、固件或软件组件实现。而是，与一个或多个模块或单元相关联的功能可以由单独的硬件或软件组件执行，或者集成在公共或单独的硬件、固件或软件组件中。
本公开中所描述的技术还可在包括编码有指令的计算机可读介质的制品中体现或编码。例如，当计算机可读介质中包括或编码的指令由一个或多个处理器执行时，嵌入或编码在包括编码的计算机可读介质的制品中的指令可以使一个或多个可编程处理器或其他处理器实现本文描述的一种或多种技术。计算机可读存储介质可包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存、硬盘，光盘ROM(CD-ROM)、软盘，盒式磁带、磁介质、光学介质或其他计算机可读介质。在一些示例中，制品可包括一个或多个计算机可读存储介质。在一些示例中，计算机可读存储介质可以包括非暂时性介质。术语“非暂时性”可以指示存储介质不体现在载波或传播信号中。在某些示例中，非暂时性存储介质可以存储随时间变化的数据(例如，在RAM或高速缓存中)。

Claims (26)

1.一种转发多播流量的方法，包括：
通过第3层网络的第一提供商边缘PE设备接收配置第一PE设备的配置数据，以经由带有一边缘设备的以太网段使用以太网虚拟专用网EVPN实例向所述边缘设备提供主动-主动多归属第2层L2虚拟网桥连接，其中，所述第一PE设备不被指定为多播连接消息的上游邻居；
通过所述第一PE设备接收多播流量的多播连接消息，所述多播连接消息标识也参与了所述EVPN实例的第二PE设备；
通过所述第一PE设备处理所述多播连接消息以生成多播转发状态；以及
通过所述第一PE设备至少基于所述多播转发状态转发所述多播流量。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
通过所述第一PE设备至少基于所述多播连接消息的协议，应用指定所述协议的一个或多个可接受的源设备的策略；以及
响应于确定用于所述多播连接消息的源设备是所述协议的一个或多个可接受的源设备之一，通过所述第一PE设备接受和处理所述多播连接消息。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多播连接消息包括上游邻居地址字段，所述上游邻居地址字段不具有所述第一PE设备的网络地址的值。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，转发所述多播流量包括响应于确定所述第一PE设备是所述以太网段的所述EVPN实例的指定转发器，通过所述第一PE设备将所述以太网段上的所述多播流量转发到所述边缘设备。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，转发所述多播流量包括通过所述第一PE设备将所述多播流量转发到第三PE设备，所述第三PE设备是用于所述以太网段的所述EVPN实例的指定转发器。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
在接收到所述多播连接消息之前，通过所述第一PE设备将所述多播流量在注册消息中发送给会合点RP路由器；
在至少基于所述多播转发状态转发所述多播流量后，通过所述第一PE设备接收注册-停止消息；以及
响应于接收所述注册-停止消息，通过所述第一PE设备，重新配置所述第一PE设备以不再将所述多播流量在注册消息中发送到RP路由器。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述重新配置包括删除隧道接口，所述隧道接口用于经由所述隧道向RP路由器输出所述多播流量。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一PE设备是用于所述多播流量的多播源的指定路由器。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述转发包括通过所述第一PE设备在最短路径树上将所述多播流量从所述第一PE设备转发到会合点RP路由器。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述转发包括通过所述第一PE设备在最短路径树上将所述多播流量从所述第一PE设备转发到用于所述多播流量的多播接收器的指定路由器，所述方法进一步包括：
通过所述第一PE设备接收所述多播流量的多播修剪消息；
响应于接收所述多播修剪消息，通过所述第一PE设备，将所述第一PE设备重新配置为不再将接口上的所述多播流量转发到会合点RP路由器。
11.根据权利要求1所述的方法，
其中，所述连接消息由用于多播流量的多播接收器的指定路由器发起，以及
其中，通过处理所述多播连接消息生成的所述多播转发状态包括到所述多播接收器的所述指定路由器的最短路径树的多播转发状态。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多播连接消息包括协议无关多播连接消息。
13.一种能用作第3层网络的第一提供商边缘PE设备的网络设备，包括：
操作地耦接到存储器的一个或多个处理器，
其中，所述一个或多个处理器被配置为接收配置第一PE设备的配置数据，以经由带有边缘设备的以太网段，使用以太网虚拟专用网EVPN实例向所述边缘设备提供主动-主动多归属第2层L2虚拟网桥连接，
其中，所述一个或多个处理器被配置为接收多播流量的多播连接消息，所述多播连接消息标识也参与了所述EVPN实例的第二PE设备，其中，所述第一PE设备不被指定为多播连接消息的上游邻居，
其中，所述一个或多个处理器被配置为处理所述多播连接消息以生成多播转发状态，以及
其中，所述一个或多个处理器被配置为至少基于所述多播转发状态转发所述多播流量。
14.根据权利要求13所述的网络设备，
其中，所述一个或多个处理器被配置为至少基于所述多播连接消息的协议，应用指定所述协议的一个或多个可接受的源设备的策略，以及
其中，所述一个或多个处理器被配置为响应于确定用于多播连接消息的源设备是所述协议的一个或多个可接受的源设备之一，接受和处理所述多播连接消息。
15.根据权利要求13所述的网络设备，其中，所述多播连接消息包括上游邻居地址字段，所述上游邻居地址字段不具有所述第一PE设备的网络地址的值。
16.根据权利要求13所述的网络设备，其中，所述一个或多个处理器被配置为响应于确定所述第一PE设备是所述以太网段的所述EVPN实例的指定转发器，将所述以太网段上的所述多播流量转发到所述边缘设备。
17.根据权利要求13所述的网络设备，其中，所述一个或多个处理器被配置为将所述多播流量转发到第三PE设备，所述第三PE设备是用于所述以太网段的所述EVPN实例的指定转发器。
18.根据权利要求13所述的网络设备，进一步包括：
其中，所述一个或多个处理器被配置为在所述多播连接消息的接收之前，将所述多播流量在注册消息中发送到会合点RP路由器，
其中，所述一个或多个处理器被配置为在至少基于所述多播转发状态转发所述多播流量之后，接收注册停止消息，以及
其中，所述一个或多个处理器被配置为响应于所述注册-停止消息的接收，重新配置所述第一PE设备以不再将所述多播流量在注册消息中发送到RP路由器。
19.根据权利要求18所述的网络设备，其中，所述一个或多个处理器被配置为删除隧道接口，所述隧道接口用于经由隧道向RP路由器输出所述多播流量。
20.根据权利要求18所述的网络设备，其中，所述第一PE设备是用于所述多播流量的多播源的指定路由器。
21.根据权利要求13所述的网络设备，其中，所述一个或多个处理器被配置为在最短路径树上将所述多播流量从所述第一PE设备转发到会合点RP路由器。
22.根据权利要求13所述的网络设备，
其中，所述一个或多个处理器被配置为在最短路径树上将所述多播流量从所述第一PE设备转发到用于所述多播流量的多播接收器的指定路由器，
其中，所述一个或多个处理器被配置为接收所述多播流量的多播修剪消息，
其中，响应于接收所述多播修剪消息，所述一个或多个处理器被配置为将所述第一PE设备重新配置为不再将接口上的所述多播流量转发到会合点RP路由器。
23.根据权利要求13所述的网络设备，
其中，所述连接消息由用于所述多播流量的多播接收器的指定路由器发起，以及
其中，通过处理所述多播连接消息生成的所述多播转发状态包括到所述多播接收器的所述指定路由器的最短路径树的多播转发状态。
24.根据权利要求13所述的网络设备，其中，所述多播连接消息包括协议无关多播连接消息。
25.一种包括指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令用于使第3层网络的第一提供商边缘PE设备的一个或多个可编程处理器执行权利要求1至11中任一项所述的方法。
26.根据权利要求25所述的计算机可读介质，其中，所述多播连接消息包括协议无关多播连接消息。
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