Виртуализация маршрутизации и пересылки (VRF) в компьютерных сетях.
Virtual routing and forwarding
VRF в компьютерных сетях: технология разделения маршрутизации для одновременной работы нескольких таблиц маршрутов в одном роутере. Независимость IP-адресов.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Технология компьютерных сетей
Computer networking technology
В IP-сетях виртуальная маршрутизация и переадресация (VRF) – это технология, позволяющая нескольким экземплярам таблицы маршрутизации сосуществовать в одном маршрутизаторе одновременно. Один или несколько логических или физических интерфейсов могут быть назначены VRF, и эти VRF не обмениваются маршрутами. Следовательно, пакеты пересылаются только между интерфейсами, принадлежащими одной и той же VRF. VRF являются аналогом VLAN на третьем уровне модели TCP/IP. Поскольку экземпляры маршрутизации независимы, можно использовать одинаковые или перекрывающиеся IP-адреса без возникновения конфликтов. Функциональность сети повышается за счет сегментации сетевых путей без необходимости использования нескольких маршрутизаторов.
In IP based computer networks, virtual routing and forwarding (VRF) is a technology that allows multiple instances of a routing table to co exist within the same router at the same time. One or more logical or physical interfaces may have a VRF and these VRFs do not share routes. Therefore, the packets are only forwarded between interfaces on the same VRF. VRFs are the TCP/IP layer 3 equivalent of a VLAN. Because the routing instances are independent, the same or overlapping IP addresses can be used without conflicting with each other. Network functionality is improved because network paths can be segmented without requiring multiple routers.
Простая реализация
Самая простая форма реализации VRF — VRF Lite. В этой реализации каждый маршрутизатор в сети участвует в виртуальной среде маршрутизации как равноправный узел. Хотя VRF Lite прост в развертывании и подходит для малых и средних предприятий и общих центров обработки данных, он не масштабируется до размеров, необходимых глобальным предприятиям или крупным операторам связи, поскольку требуется реализовывать каждую VRF-инстанцию на каждом маршрутизаторе, включая промежуточные. VRF изначально были представлены в сочетании с многопротокольной коммутацией меток (MPLS), но VRF оказался настолько полезным, что со временем стал функционировать независимо от MPLS. Именно это является историческим объяснением термина VRF Lite: использование VRF без MPLS.
The simplest form of VRF implementation is VRF Lite. In this implementation, each router within the network participates in the virtual routing environment in a peer based fashion. While simple to deploy and appropriate for small to medium enterprises and shared data centers, VRF Lite does not scale to the size required by global enterprises or large carriers, as there is the need to implement each VRF instance on every router, including intermediate routers. VRFs were initially introduced in combination with Multiprotocol Label Switching (MPLS), but VRF proved to be so useful that it eventually evolved to live independent of MPLS. This is the historical explanation of the term VRF Lite: usage of VRFs without MPLS.
Полная реализация
Ограничения масштабирования VRF Lite устраняются за счет внедрения IP-VPN. В данной реализации основная магистральная сеть отвечает за передачу данных по глобальной сети между экземплярами VRF в каждом граничном узле. IP-VPN традиционно развертываются операторами связи для предоставления общей глобальной магистральной сети нескольким клиентам. Они также подходят для крупных предприятий, многоарендных и общих сред центров обработки данных. В типичной схеме развертывания маршрутизаторы клиентского уровня (CE) обрабатывают локальную маршрутизацию обычным способом и распространяют информацию о маршрутизации в маршрутизаторы провайдерского уровня (PE), где таблицы маршрутизации виртуализируются. Затем PE-маршрутизатор инкапсулирует трафик, помечает его для идентификации экземпляра VRF и передает по магистральной сети провайдера в целевой PE-маршрутизатор. Целевой PE-маршрутизатор затем деинкапсулирует трафик и пересылает его на CE-маршрутизатор в пункте назначения. Магистральная сеть полностью прозрачна для оборудования клиента, что позволяет нескольким клиентам или группам пользователей использовать общую магистральную сеть, сохраняя при этом сквозное разделение трафика. Маршруты в магистральной сети провайдера поддерживаются с использованием протокола внутренней маршрутизации – обычно iBGP. iBGP использует расширенные атрибуты сообщества в общей таблице маршрутизации для разграничения маршрутов клиентов с перекрывающимися IP-адресами. IP-VPN чаще всего развертывается поверх магистрали MPLS, поскольку встроенная маркировка пакетов в MPLS способствует идентификации клиентского VRF. Некоторые реализации IP-VPN (в частности, IP VPN Lite от Nortel) используют более простую инкапсуляцию IP в IP поверх чистой IP-сети, что устраняет необходимость поддерживать и обслуживать среду MPLS.
The scaling limitations of VRF Lite are resolved by the implementation of IP VPNs. In this implementation, a core backbone network is responsible for the transmission of data across the wide area between VRF instances at each edge location. IP VPNs have been traditionally deployed by carriers to provide a shared wide area backbone network for multiple customers. They are also appropriate in the large enterprise, multi tenant and shared data center environments. In a typical deployment, customer edge (CE) routers handle local routing in a traditional fashion and disseminate routing information into the provider edge (PE) where the routing tables are virtualized. The PE router then encapsulates the traffic, marks it to identify the VRF instance, and transmits it across the provider backbone network to the destination PE router. The destination PE router then decapsulates the traffic and forwards it to the CE router at the destination. The backbone network is completely transparent to the customer equipment, allowing multiple customers or user communities to use the common backbone network while maintaining end to end traffic separation. Routes across the provider backbone network are maintained using an interior gateway protocol – typically iBGP. IBGP uses extended community attributes in a common routing table to differentiate the customers' routes with overlapping IP addresses. IP VPN is most commonly deployed across an MPLS backbone as the inherent labeling of packets in MPLS lends itself to the identification of the customer VRF. Some IP VPN implementations (notably Nortel's IP VPN Lite) use a simpler IP in IP encapsulation over a pure IP backbone, eliminating the need to maintain and support an MPLS environment.