VPN FRR实现方法

VPN FRR

产生背景
在网络高速发展的今天，运营商网络发生故障时的端到端业务收敛时间已经成为承载网的重要指标。

MPLS TE FRR（Fast Reroute）是最常用的快速倒换技术之一，它的基本思路是在两个 PE 设备之间建立端到端的 TE 隧道，并且为需要保护的主用 LSP（标签交换路径）事先建立好备用 LSP，当设备检测到主用 LSP 不可用时（节点故障或者链路故障），将流量倒换到备用 LSP 上，从而实现业务的快速倒换。

从 MPLS TE FRR 技术的原理看，对于作为 TE 隧道起始点和终结点的两个 PE 设备之间的链路故障和节点故障， MPLS TE FRR 能够实现快速的业务倒换。但是这种技术不能解决作为隧道起始点和终结点的 PE 设备的故障，一旦 PE 节点发生故障，只能通过端到端的路由收敛、 LSP 收敛来恢复业务，其业务收敛时间与 MPLS VPN 内部路由的数量、承载网的跳数密切相关， VPN 私网路由数量越大，收敛时间越长，导致大量的流量丢失。

VPN FRR 利用基于 VPN 的私网路由快速切换技术，通过预先在远端 PE 中设置指向主用 PE 和备用 PE 的主备用转发项，并结合 PE 故障快速探测，旨在解决 CE 双归 PE 的 MPLS VPN 网络中，PE 节点故障导致的端到端业务收敛时间长的问题。同时对于 VPN FRR 技术，其收敛时间只取决于远端 PE 故障的检测并修改对应隧道状态的时间，由此解决了私网路由数目越多， PE 节点故障恢复时间越长的问题。
实现原理

图 VPN FRR 典型组网图

如图，假设正常情况下 CE1 访问 CE2 的路径为 Link A，当 PE2 发生故障后， CE1 访问 CE2 的路径收敛为 Link B。

 按照传统的 BGP/MPLS VPN 技术， PE2 和 PE3 都会向 PE1 发布指向 CE2 的路由，并分配私网标签， PE1 优选一个 MBGP 邻居发送的 VPNv4 路由，在这个例子中，优选的是 PE2 发布的路由，并且只把 PE2 发布的路由信息（包括转发前缀、内层标签、选中的 LSP 隧道）填写在转发引擎使用的转发项中，指导转发。

 当 PE2 节点故障时， PE1 感知到 PE2 的故障（BGP 邻居 Down 或者外层 LSP 隧道不可用），重新优选 PE3 发布的路由，并重新下发转发项，完成业务的端到端收敛。在 PE1 重新优选PE3 发布的路由，下发到转发项之前，由于转发项指向的外层 LSP 隧道的终点是 PE2，而 PE2节点故障，因此，在一段时间内， CE1 是无法访问 CE2 的，端到端业务中断。

 VPN FRR 技术对传统技术进行了改进：支持 PE1 设备将最优的 PE2 发布的路由信息和次优的 PE3 发布的路由信息都填写在转发项中，其中最优的路由用于指导业务流量转发，而次优路由用于作为备份路由。

 当 PE2 节点故障时， PE1 感知到 PE1 与 PE2 之间的外层隧道不可用，便将 LSP 隧道状态表中的对应标志设置为不可用并下发到转发引擎中，转发引擎命中一个转发项之后，检查该转发项对应的 LSP 隧道状态，如果为不可用，则使用本转发项中携带的次优路由的转发信息进行转发。这样，报文就会被打上 PE3 分配的内层标签，沿着 PE1 与 PE3 之间的外层 LSP 隧道交换到 PE3，再转发给 CE2，从而恢复 CE1 到 CE2 的业务，实现 PE2 节点故障情况下的端到端业务的快速收敛。

VPN FRR 技术面向内层标签的快速倒换，在外层隧道的选择方面，可以是 LDP LSP 或 RSVP TE，转发引擎在报文转发的时候感知到外层隧道的状态为不可用就可以进行快速的基于内层标签的倒换。

以上就是VPN FRR实现方法的介绍，

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