IP/MPLS backboneによるPremium Trafficへの対応
MPLS Japan 2002

7 Nov. 2002
Miya Kohno, mkohno@cisco.com
Session 303© 2001, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

1Premium Trafficへの対応の必要性
IPトラフィックの多様化→ IPといえども「何でもBest effort」では許されない

••
•
•
•

Mission Critical Application
Online Real-time Transaction
VoIP, Video Stream
L2 transport over IP/MPLS
仮想専用線

Broadband Accessの普及→ トラフィック優先度はアクセス帯域に比例しない•
Session_303

ADSL/FTTH > DS1/DS3© 2001, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

2

Premium Trafficをサポートするためにアヴェイラビリティの向上• 下位レイヤにおけるプロテクション
SONET/SDH, DPT/RPR, MARP,GEC/POS channel• MPLS-TE

QoS提供による• 低遅延• 無パケットロス• Diffserv• TE• DS-TE

Constraint Based Routing (SRLG disjoint, etc.)
TE reroute
FRR• IGP/BGPコンヴァージェンスの高速化
I-SPF, fast hello, exponential SPF delay
periodic->triggered scan/update• 運用管理性の向上• Platform/Protocol HA
Session_303© 2001, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

3

プロヴァイダの匙加減• アヴェイラビリティは高ければ高いほど良い。
ひとえに、コスト＋運用性との兼ね合い• でも、QoSは….？
今までのQoS提供はアクセス部分のみのDiffserv – PHB(*)に留まっていた。
何故か？
– バックボーン帯域のブレークスルー
PDHSDHWDM– スケーラビリティ、複雑性
開発はされたが大規模展開されなかったlegacy RSVP
アイディアはあったのに開発されなかったQBR/QOSPF(*) PHB – Per Hop Behavior
Session_303© 2001, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

4満足度($$)

満足度($$)

QoS – 匙加減の難しさ

帯域

帯域

参考：Christian Huitema – “Routing in the Internet”, Prentice Hall

その他にも….
・ 前提条件によりひっくり返る (次の帯域ブレークスルーはいつ？）
・ 予測し難い
Session_303© 2001, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

5

Francois Le Faucherによるガイドライン
ServiceDifferentiation• ベストエフォートでも充分• リソースに余裕があり、最適化の必要なし
何もしないのがベスト

Nothing
NothingResourceOptimisation
Session_303© 2001, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

6

Francois Le Faucherによるガイドライン
ServiceDifferentiation• リソースに余裕があり、最適化の必要なし• 但し、トラフィックの差別化は必要

Diff-Serv

MPLS Diffservを適用する

Resource
Optimisation
Session_303© 2001, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

7

Francois Le Faucherによるガイドライン
Service
Differentiation• トラフィック差別化の必要は無し• リソースの最適化は行いたい
MPLS TEを適用する

TE
Resource
Optimisation
Session_303© 2001, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

8

Francois Le Faucherによるガイドライン
ServiceDifferentiation• トラフィック差別化の必要あり• リソース最適化も行いたい
MPLS TEとMPLS Diff-Servを適用する

TE+ Diff-Serv

Resource
Optimisation
Session_303© 2001, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

9

Francois Le Faucherによるガイドライン
Service
Differentiation
DS-TE• さらなるトラフィックの差別化が必要• さらなるリソースの最適化が必要
MPLS DS-TEを適用する

Resource
Optimisation
Session_303© 2001, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

10

Francois Le Faucherによるガイドライン
運用の難易度は増す
Service
Differentiation
DS-TE

Diff-Serv

Nothing
Nothing

TE+ Diff-Serv

それぞれの環境条件に応じ、機能効果、運用性、スケーラビリティのバランスを取る。

TE
Resource
Optimisation

Session_303© 2001, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

11

MPLS Diffserv – PHB (rfc3270)
LDP/RSVP

LSR

LDP/RSVP

E-LSP
EF
AF1

• MPLS Exp bitにより、PHB(Drop policy, Scheduler Policy)を規定する。
• E-LSP v.s. L-LSP• L-LSPは、Exp bitを持てないCell Mode MPLS(Label=VPI/VCI)のために必要。
• Frame Modeでも、L-LSPが必要か？

Behaviorの数 ＝ Label×Exp(非現実的?! ATM交換機だって、Signalingはper-VCでも、QueueはAggregate)• RSVP-TE LSPであってもLDP LSPであっても、Forwarding Planeの振る舞いは同じ。
違いはControl Plane。RSVP-TE Control Planeは下記の特徴をもつ。
• Down stream On Demand Label Allocation / Non Merge• Constraint Based Source Routing• CAC
Session_303© 2001, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

12

TEが、バックボーンQoSにもたらしたもの• Down stream On Demand Label Allocation / Non Merge→ 起点から終点へのトラフィック流量を制御、把握できる。

• Constraint Based Source Routing→ 帯域や各種Metric (品質、信頼性、遅延….)をパス選択に反映できる。

• CAC→ 条件を満たさないパスははらない。
しかしもっと重要なことは、• TE Tunnel設定の粒度を自由に選択できる。
（例）→ バックボーン間→ POP <-> POP→ PE <-> PE→ Application毎、顧客VRF毎、等
Session_303© 2001, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

13

では、DS-TEは一体何をしてくれるのか• クラス別のリソース管理• クラス別のCAC↓
通常のTE TunnelとPremium Traffic用Tunnelを区別する。
各リンクにおけるPremium Trafficの量を一定量以下に抑える

Session_303© 2001, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

14

現在のDS-TE実装 (2クラス- global/sub)
ip
ip rsvp
rsvp bandwidth
bandwidth xx yy sub-pool
sub-pool zz

SUB-POOL 帯域 : Z

GLOBAL POOL 帯域 : X

制約事項： Z <= X
(Pには特に依存しない →物理帯域 = P
Session_303© 2001, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

Oversubscription/Undersubscription可)15

現在のDS-TE実装 (2クラス- global/sub)

EF用Tunnel 20M
AF1用Tunnel 100M

EF用Tunnel 20M

Session_303© 2001, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

16

しかしDS-TEは…

DS-TEは、TE Tunnelを設定するためのシグナリング方式に過ぎない。
– Queue SchedulerのAllocation ?
– Trafficの、TE Tunnelへのマップ ?

Session_303© 2001, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

17

Queue SchedulerのAllocation•

Staticに、事前設定が必要

EF
AF1

class-map match-all premium
match mpls experimental 5
policy-map llq
class premium
priority percent 30

Session_303© 2001, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

18

Trafficの、TE Tunnelへのマップ

1. Static
2. Autoroute
3. FA (Forwarding Adjacency)
4. Tunnel Selection
5. QPPB (QoS Policy Propagation via BGP)
6. PBR (Policy Based Routing)Session_303© 2001, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

19

1. Static
A.A.A.ATraffic
Tunnel 0

ip route A.A.A.A. 255.255.255.255 Tunnel0

Session_303

B.B.B.B

適用例

VoIP GW(A.A.A.A)を宛先とするトラフィックはTunnel0を通す。

特徴

ルーティングテーブルに載る。直観的。

懸念

固定的。柔軟性、運用性に欠ける。

© 2001, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

20

2. Autoroute
A.A.A.A
Traffic
Tunnel 0interface Tunnel 0…
tunnel mpls traffic-eng autoroute announce

Session_303

B.B.B.B

適用例

Tunnel をIGPに対するconnected interfaceとする。

特徴

ルーティングテーブルに載る。柔軟性、運用性に富む。

懸念

通常のTE、DS-TEの区別がつけられない。

© 2001, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

21

3. FA (Forwarding Adjacency)
A.A.A.A
Traffic
Tunnel 0interface Tunnel 0…
tunnel mpls traffic-eng forwarding-adjacency

Session_303

B.B.B.B

適用例

Tunnel をIGPに対するconnected interfaceとする。

特徴

ルーティングテーブルに載る。Headend以外のルータにも。
柔軟性、運用性に富む。

懸念

通常のTE、DS-TEの区別がつけられない。
予期せぬ振る舞いになる可能性がある。

© 2001, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

22

4. Tunnel Selection
A.A.A.A
Traffic
Tunnel 0

pseudwire-class pw1
encapsulation mpls
preferred-path Tunnel 0 disable-fallback

Session_303

適用例

あるL2 VCを、あるTE tunnelにマップする。

特徴

L2 VCのみに適用。Fallback Mechanismあり。

懸念

未評価。(12.0(25)S予定)© 2001, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

B.B.B.B23

5. QPPB (QoS policy propagation via BGP)
A.A.A.A
TrafficTunnel 0

ip extcommunity-list 1 permit rt 100:100

B.B.B.B

route-map hoge permit 10
match extcommunity 1
set ip next-hop Tunnel 0

Session_303

適用例

特定のRoute Targetを持つVPNトラフィックや、特定のAS PATHを持つBGPトラフィックを、特定のTE tunnelにマップする。

特徴

BGP speakerのみに適用可能。

懸念

適用領域が限られる。

© 2001, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

24

6. PBR (Policy Based Routing)
A.A.A.A
Traffic
Tunnel 0

B.B.B.B

ip policy route-map hogeroute-map hoge
match ip address 101
set tunnel Tunnel 0

Session_303

適用例

特定のIP addr, Tos, TCP port等ACLにmatchしたものを、特定のTE tunnelにマップする。

特徴

非常に柔軟なマッピングが可能。

懸念

パフォーマンス劣化の可能性。

© 2001, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

25

Trafficの、TE Tunnelへのマップ

1. Static
2. Autoroute
3. FA (Forwarding Adjacency)
4. Tunnel Selection
5. QPPB (QoS Policy Propagation via BGP)
6. PBR (Policy Based Routing)↑で充分と言えるか？
Session_303© 2001, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

26

現在のマッピング方式の問題点…
• Tunnel Headendでのマッピングが必要 (*)(*) FAを除く。しかしFAでは、通常のTE, DS-TEの判別不可能。

→ PE-to-PEのTE Tunnelが必要。Scale enough ?
• DS-TEを活用する場合は、ToS/DSCP/MPLS-expで 判別するのが自然。しかし、PBRは少し重い。

Session_303© 2001, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

27

QBR (QoS Based Routing)の必要性 ?!
A.A.A.A
Traffic
Tunnel 0

コマンド等未定。但し、特別な設定の必要はない筈。

Session_303

B.B.B.B

適用例

特定のIP Tos, DSCP, MPLS-exp bitにmatchしたものを、特定のTE tunnelにマップする。

特徴

設定が楽。パフォーマンス劣化無し。ルーティングテーブルに載る。

懸念変更箇所多い。(RIB, CEF/FIB構造変更。IGP/MPLS-TE extension)
ルーティングテーブルへのエントリー増加。

© 2001, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

28

まとめ•

バックボーンQoS deployment。匙加減が難しい。
→ エンジニアの腕の見せどころ。
→ 環境要因により左右されることも多く、むなしい思いをすることも。
→ Be cool。

•

ATM VCのreinventではなく、「粒度」という視点や、 TrafficMapping方式(L3 Routing Tableや各種ポリシーによる経路選択、load balancing等)といかに連動するか、という視点も重要。

•QBR+DS-TEが、近未来でのバックボーンQoS - 究極形に思われる。
→ 改修影響範囲が広い。ルーティングテーブルへのエントリーも増える。
→ 欲しい方どのくらいいらっしゃいますか? ご意見お聞かせ下さい! ☺

Session_303© 2001, Cisco Systems, Inc. All rights reserved.

29