VPLS和EVPN初了解

目录

• EVPN基本概念
• MP-BGP
  • 产生背景
  • 相关字段
  • 总结
• VPLS
• EVPN
  • 基本概念
  • 应用场景

EVPN基本概念

MP-BGP

产生背景

为什么要有MP-BGP？

MP-BGP：多协议扩展BGP。传统的BGP兼容性并不好，仅支持IPV4的单播报文，那对于MPLS的支持、IPV6的支持都是不足，所以有了MP-BGP，在传统VPN的基础上扩展了它的兼容性，让它更好的支持MPLS、IPV6，还有用于SD-WAN的EVPN、L3VPN等。

为什么传统的BGP-4无法传递IPV6的信息？

传统BGP，即BGP-4当中有三个信息：

1. NEXT_HOP
2. AGGREGATOR
3. NLRI

以上三个字段都是关于IPV4的，IPV6的地址的与IPV4并不一样的，比如NEXT_HOP在BGP-4的报文当中体现出来就是一个32位的IPV4地址，而IPV6的IP地址是128位，IPV6的地址不能直接就写在IPV4地址原来的位置上，同样的AGGREGATOR是与IPV4网段聚合相关的，聚合之后也是一个IPV4的网段，与IPV6也具有很大的不同；NLRI（network layer reachability information）网络层可达信息，其实里面传递的就是一个IPV4的路由信息，如下图所示，这三个字段全都是与IPV4强关联，强绑定的， 所以在其它的网络类型当中这三个字段并不能直接使用。

相关字段

MP-BGP扩展后的新字段：MP_REACH_NLRI和MP_UNREACH_NLRI：

REACH：可达

MP_REACH_NLRI	多协议可达NLRI
MP_UNREACH_NLRI	多协议不可达NLRI

MP-BGP新增一个大的字段MP_REACH_NLRI，网络可达信息信息，为什么说此字段是大字段，因为此字段下还有其它的字段，比如将传统BGP-4当中的NEXT-HOP和NLRI都移动了此字段之下，通过MP_REACH_NLRI此字段其实就相当于已经抹去了BGP-4的特殊性，通过MP_REACH_NLRI字段使得MP-BGP可以兼容更多的网络类型，如下所示：

整体报文结构发生了变化，如下所示：

# BGP-4
	## NEXT-HOP
	## NLRI

# MP-BGP
	## MP_REACH_NLRI
		### NEXT_HOP
		### NLRI

在路由撤销时BGP-4与MP-BGP使用字段不同：

	撤销使用字段	所处报文类型
BGP-4	withdrawn routes	Update
MP-BGP	MP_UNREACH_NLRI	Update

总结

从BGP-4到MP-BGP其实就是调整了报文结构，让BGP的报文结构有更强大的兼容性，扩展性。为了方便理解我们可以类比成一个新很简单的例子，小明第一学期学习了windows server相关的技术，在小明的笔记目录当中都是这样的：

• windows server 2022—NAT
• windows server 2022—Firewall
• windows server 2022—VPN
• ……

到了第二学期，小明又学习LINUX系统的相关技术，发现在LINUX系统当中也有NAT、Firewall、VPN这些技术，如果想把第一学期和第二学期学习的内容放到一起，我们就可心重新安装笔记目录结构变成这样：

• NAT
  • windows server 2022
  • centos
• Firewall
  • windows server 2022
  • centos
• VPN
  • windows server 2022
  • centos

相比于第一种目录结构，无疑第二种目录结构的兼容性更强，小明以后学习UNIX的时候，完全可以继续使用第二种目录结构，如下所示：

• NAT
  • windows server 2022
  • centos
  • UNIX
• Firewall
  • windows server 2022
  • centos
  • UNIX
• VPN
  • windows server 2022
  • centos
  • UNIX

VPLS

VPLS(virtual private LAN service)虚拟专用局域网服务，其实就是VPN，而且是二层VPN，如下所示：

如上图所示， 这是一个二层的VPN网络。VPLS技术它将中间的路由设备整体看做是一个二层交换机，不同地区的相同vlan可以实现二层直接通信，如下图所示：

我们知道同网段通信要进行广播，而同网段同地域情况下通常带宽资源充足，这么做没什么大问题，但在VPLS当中，跨地域马上进行通信时，MAC地址学习依然是是通过广播报文在广域网当中转发，这样太浪费带宽和时间，我们能不能提供把MAC地址提前准备好呢？其实完全可以在数据通信之前提前把MAC地址表在控制层准备好（EVPN），这样的话，就不会在马上要通信的时候还要在广域网上进行广播，EVPN就是这个思路。

• VPLS总结
  • VPLS技术主要的局限性在于要求站点间必须是MPLS网络。它的配置较为复杂，维护工作量较大。
  • VPLS的控制平面是通过泛洪建立的，效率较低，浪费广域网带宽。

EVPN

基本概念

EVPN技术介绍-新华三集团-H3C

EVPN全称是Ethernet Virtual Private Network，由RFC7432（BGP MPLS-Based Ethernet VPN）定义。从名字上看，这是一个基于BGP和MPLS的L2 VPN。虽然这是一个2015年才有编号的RFC，但当它还是草案时，很多厂商已经开始实现并使用EVPN。

在EVPN架构中，PE之间的MAC/IP地址学习是基于控制平面的，采用MP-BGP协议通告MAC/IP的可达性，其策略控制非常类似于IP VPN。这种基于控制平面的学习能够对MAC/IP的学习过程提供更强的控制能力，因此具有较好的扩展性，并能维护主机或虚拟机群彼此间的隔离性，解决了设备多归属或网络多归属接入时的负载分担问题，改善了网络出现故障时的收敛时间。EVPN定义了一套通用的控制层面，随着EVPN技术的扩展，EVPN也被用来传递IP路由信息、作为VXLAN等Overlay网络技术的控制层、作为数据中心互联的控制层等作用。但数据层面可以使用不同的封装技术，他们的关系如下图所示：

EVPN并不是一种协议，而是与IPSEC类似是一种框架，EVPN的产生的时间比较晚，使用比较先进设计，借鉴了SDN的思路理念，实现了转控分离，也就是说是EVPN分为转发层面和数据层面：

• 控制层面：MP-BGP
• 转发层面：MPLS、VXLAN、GRE等

EVPN的数据层面可以使用不同的封装技术，这一点类似于SSL，位于应用层与传输层之间，可以为众多的应用层协议提供加密支持。EVPN的控制层面不仅仅可以传递路由信息，还有MPLS当中的LDP、ARP广播等，无论二层还是三层统统能提供支持，拥有极强的兼容性，我们会在后续的MPLS、VXLAN课程当中再次看到EVPN技术。

我们之前在谈VPLS的时候说传递ARP二层信息非常消耗资源，那EVPN是怎么解决的？其实很简单，EVPN通过控制层面提前把转发数据需要的二层的MAC地址或IP信息加载完毕再进行数据的转发，就像MPLS VPN一样，先运行LDP把数据转发需要的标签信息提前加载完成，这样在数据交互的时候就不再再临时发送ARP广播如下所示：

应用场景

1. 在园区网和数据中心当中的应用，在不同的底层网络当中使用VXLAN与控制平面EVPN相结合，EVPN负责为VXLA提供关于ARP广播、MAC地址的支持，如下图所示：

1. 在SD-WAN当中的使用，EVPN的转控分离与SD-WAN简直是绝配，SD-WAN也是转控分离，SD-WAN直接利用EVPN的控制层面传递三层路由信息，为接下来建立GRE OVER IPSEC提供支持，如下所示：