Label Switched MulticastとmLDP

河野 美也 Miya Kohno (mkohno@cisco.com)

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1Agenda• MPLSを使ってMulticastすること• MPLS Multicast Framework• mLDP

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MPLSを使ってMulticastすること• MPLS
Control PlaneとForwarding Plane分離
Labelによる抽象化、階層化、Aggregation• MulticastとMPLS
少し前までは反目しあうもの (?!)
最近はMPLS関係者にとってMPLSの管理、運用、障害保護をMulticastにも適用
Multicast関係者にとってプロトコル見直しの良い機会
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MPLS Multicast Framework
1. Transported Application
2. Hop-by-Hop tree building
3. PE to PE overlay signaling
PECEPCEPEPPCE

PE

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Cisco Confidential41. Transported Application• Transportされるアプリケーション
IPv4 Multicast VPN
IPv4 native Multicast
IPv6 Multicast VPN
IPv6 native Multicast
VPLS multicast
PCEPEPECEPPCE
PE

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Cisco Confidential52. Hop by Hop Tree Building• TransportとしてのMultipoint Treeの構築–（PIM MPLSでなく、mGRE tunnelを構築）• PIM-SM, SSM, Bidir– P2MP RSVP TE– mLDP• P2MP (≡PIM-SSM)• MP2MP (≡PIM-Bidir)– BGP P2MP ☺
PCEPEPECEPPCE
PE

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63. PE to PE Overlay Signaling• PE-PEでの、Tunnelを介したsignaling– Overlay signaling
• PIM
• BGP

– In-band signaling• mLDP opaque TLVPCEPEPECEPPCE
PE

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mLDPの特徴• P2MPもしくはMP2MP LSPのみサポート• PIM SM関連運用の排除
PIMのhistoricalな複雑さを排除
PIM-DM

PIM-SM

PIM-SSM/Bidir• Reliable signaling
TCP
既に実績のあるLDP• Aggregate Treeのサポート

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mLDPの概要• Receiver drivenのMultipoint Tree構築• Root addressにより、Multipoint Treeを識別• P2MPおよびMP2MP treeの構築をサポート• Downstream on demand label allocation• In-band、および out-of-bandでのFEC discovery

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9MP-T (Multipoint Tree) FEC elements
LDPによるP2MPおよびMP2MP LSP構築のため、次の３つのLDPFECを定義。
P2MP Downstream FEC
MP2MP Downstream FEC
MP2MP Upstream FEC

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10MP-T (Multipoint Tree) FEC elements
01230 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|MP-T Type (TBD)|
Address Family| Address Length|+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|
Root Node Address|+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+|
Opaque Length|
Opaque Value ...
|+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-++~~|||+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+||+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+Session Number
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11MP-T (Multipoint Tree) FEC elements
Root address• Root addressは、egress routerにより選択され、MP-Tを構築するのに使用される。

• MP-T上の各ルータは、routing tableでroot addressをルックアップすることにより、nexthopを決定する。

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12MP-T (Multipoint Tree) FEC elements
Opaque value• Opaque field(可変長)は、MP-Tをユニークに識別するために使用される。
• mLDP自体は、この値を解釈する必要は無い。
• 例えば、(S,G)のようなMulticast State情報の交換に使ったり単なるLSP識別子として使ったりSession Number
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13MLDP FEC operation• In-band signalingを使用して全てのegressルータは、同じアルゴリズムを使用して、それらがjoinしたいmulticast groupに基づいたopaque valueを構築する。
Source, Group, RD, next-hopなど…
同じmulticast groupにjoinしたいegressルータは、同一のFECを生成する。

Ingress PEのmulticast instanceがFECを解釈し、どのmulticastgroupに転送するかを決定する。

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MLDP FEC operation• Out-of-band signalingを使用してOpaque valueは、ingress root PEによりアサインされる。
Egress ルータは、 Out-of-band signalingを使用して、あるMulticastgroupに属するopaque valueを要求する。
Egressルータは、そのopaque valueによりFECを生成しTreeを構築するする。
一つのMP-Tに、複数のmulticast groupをaggregationすることができる。

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mLDP -P2MP 基本的動作
Root
R4

Label
Label mapping
mapping P2MP
P2MP
FEC:
FEC: 200,200, Root:
Root: R4,
R4, Label:
Label: L5
L5
S2

R3
S1

S0

Receiver

Receiver
R2

Label
Label mapping
mapping P2MP
P2MP
FEC:
FEC: 200,200, Root:
Root: R4,R4, Label:Label: L2
L2Session Number
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R1LabelLabel mapping
mapping P2MP
P2MP
FEC:
FEC: 200,200, Root:
Root: R4,R4, Label:
Label: L1
L1Cisco Confidential

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mLDP - P2MP 基本的動作
Root
R4IPv4

L5

S2
IPv4

L2

S1Receiver
R2

IPv4

R3

L1

S0

R3 incoming from S2ReceiverR1

FEC
FEC 200
200 down
down
L1
L1 S0S0 FF
L2S1
L2 S1 FF
L5
L5 S2
S2 A
A

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mLDP - P2MPの使用形態• PIM SSMのTransportとして• PIM SM Source TreeのTransportとして• MVPNのdata-MDTとして• 全てのone–to–many trafficに使用可能

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PIM SSMのTransport (in-band)
Find
Find Root
Root using
using source
source 1.1.1.1
1.1.1.1
Root=PE-4
Root = PE-4
OpaqueOpaque withwith in-band
in-band signalling
signalling
OpaqueOpaque == 01010101E8010101
01010101E8010101

PPIM
PIM JOIN:
JOIN:
1.1.1.1,
1.1.1.1,
232.1.1.1
232.1.1.1

CE-4e1

PE-2

PE-4

e0
CE-2

Find
Find Root
Root using
using source
source 1.1.1.1
1.1.1.1
Root
Root == PE-4
PE-4
OpaqueOpaque withwith in-band
in-band signalling
signalling
OpaqueOpaque == 01010101E8010101
01010101E8010101

PE-3

Receiver1

e0

Source = 1.1.1.1

PIM
PIM JOIN:
JOIN:
1.1.1.1,
1.1.1.1,
232.1.1.1
232.1.1.1

CE-3

Receiver2

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PIM
PIM JOIN:
JOIN:
1.1.1.1,
1.1.1.1,
232.1.1.1
232.1.1.1
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PIM SSMのTransport (out-of-band)

Find
Find Root
Root using
using source
source 1.1.1.1
1.1.1.1
Root
Root == PE-4
PE-4
OpaqueOpaque value
value via
via out-of-band
out-of-band

P
PE-1

PIM
PIM JOIN:
JOIN:
1.1.1.1,
1.1.1.1,
232.1.1.1
232.1.1.1

RequestRequest1.1.1.1:
1.1.1.1:
232.1.1.1
232.1.1.1

e0

e1
PE-4

Response
Response
1.1.1.1,
1.1.1.1, 232.1.1.1,
232.1.1.1,
OpaqueOpaque value:
value: == 200
200

PE-2
CE-2

CE-4

PE-3Receiver1e0
Source = 1.1.1.1

PIM
PIM JOIN:
JOIN:
1.1.1.1,1.1.1.1,
232.1.1.1
232.1.1.1

CE-3

Receiver2

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mLDP - MP2MP 基本的動作• MP2MP LSP
downstream path + upstream path

• Downstream pathは、通常のP2MP LSP• Upstream pathは、upstream routerに対するP2P LSP。但し、downstream P2MP LSPからの、downstream labelを引き継ぐ。

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mLDP - MP2MP 基本的動作
Root
R5R4Label
Label mapping
mapping MP2MP
MP2MP down
down
FEC:200,Root:
FEC: 200, Root: R4,R4, Label:
Label: L5
L5

Receiver/sender

Label
Label mapping
mapping MP2MP
MP2MP upup
FEC:
FEC: 200,200, Label:
Label: L6
L6
S2LabelLabel mapping
mapping MP2MP
MP2MP upup
FEC:
FEC: 200,200, Label:
Label: L3
L3LabelLabel mapping
mapping MP2MP
MP2MP upup
FEC:
FEC: 200,200, Label:
Label: L4
L4

R3
S1S0

Receiver/sender

Receiver/sender
R2LabelLabel mapping
mapping MP2MP
MP2MP downdownFEC:
FEC: 200,200, Root:
Root: R4,R4, Label:
Label: L2
L2

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R1LabelLabel mapping
mapping MP2MP
MP2MP downdown
FEC:
FEC: 200,200, Root:
Root: R4,R4, Label:
Label: L1
L1

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mLDP - MP2MPの使用形態• PIM-BidirのTransportとして• PE間のShared Media (LAN) Emulation• MVPNのdefault-MDTとして• 全てのany–to–any trafficに使用可能

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PIM BidirのTransport (in-band)
PIM
PIM JOIN:
JOIN:*,*, 239.1.1.1
239.1.1.1
CE-1
PE-1

Find
Find Root
Root usingusing RP
RP 2.2.2.2
2.2.2.2
Root
Root == PE-1
PE-1
OpaqueOpaque withwith in-band
in-bandsignalling
signalling
OpaqueOpaque == EF010101
EF010101P

RP = 2.2.2.2

PE-2

e0

PIM
PIM JOIN:
JOIN:*,*, 239.1.1.1
239.1.1.1
RP:
RP: 2.2.2.2
2.2.2.2

CE-2
Find
Find Root
Root using
using RP
RP 2.2.2.2
2.2.2.2
Root
Root == PE-1
PE-1
OpaqueOpaque withwith in-bandin-band
signalling
signalling
OpaqueOpaque == EF010101
EF010101

PE-3

Receiver/sendere0

PIM
PIM JOIN:
JOIN:*,*, 239.1.1.1
239.1.1.1
RP:
RP: 2.2.2.2
2.2.2.2

CE-3

Receiver/sender
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mLDP - PIM-SMのTransport• PIM-SMは、2つのP2MP tree (*,G)、(S,G)を組み合わせたもの。
• (S,G) treeを持っているルータは、(*,G) treeから受けたパケットを拒否しなければならない。
• しかし、これは、multicast stateは持たず専らLabelを使用して転送を行うMPLS網には複雑。

• Ingress PEが、(*,G)を明示的にTrackingすることによって、この問題を解決する。
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mLDP - PIM-SMのTransport• Ingress PEで、out-of-band signalingにより、 (*,G) treeを明示的にTrackingする。
• out-of-band signalingでPIM (S,G,R) prunesを送る。
• Egress routerが (S,G) treeに切り替わる場合は、SSMと同様単にP2MP LSPを使用する。

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mLDP – まとめ• Receiver drivenでのTree構築。
• LDP/TCPによるreliable transportとflow control。
• CoreでのPIM operationの必要なし。
• Out-of-band signalingが必要ない場合は(Aggregateが必要ない場合、等）、Inband signalingを使用可能。
• FRR (link protection) 可能
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MLDPの適用領域• Receiverのjoin/leaveが、比較的dynamicに行われる場合• P2MP LSPの数が比較的多い場合
P2MP TE LSP … O(n), n == # leafs
mLDP LSP … O(n), n== #neighbors• MVPN• Multipoint Treeでの明示的Traffic Engineeringが必要無い場合

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mLDP - 標準化のステータス• draft-minei-wijnands-mpls-ldp-p2mp-00
JuniperI. Minei, K.Kompella
Cisco
I. Wijnands, B. Thomas
NTT-C ☺
H. Fukuda, Y. Kamite
その他Service Provider
Level3, AT&T, France Telecom, Telenor• Yet another submission ?
draft-boddapati-mpls-pim-ldp-p2mp-00
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