L2VPNオーバーレイ・RFC 7432/7348

EVPN over VXLAN

VXLANデータプレーン(RFC 7348)上で動作するEthernet VPN(RFC 7432):オープンハードウェア上のマルチテナントDCファブリックオーバーレイ、DCI、大規模L2VPNにおける現行標準です。

EVPN-VXLAN ファブリック

リーフVTEP間にVXLANトンネルを張る、2スパイン・3リーフのファブリック。最右のリーフペアは1つのESIに束ねられ、デュアル接続CEへのall-activeマルチホーミングを実現。

2台のスパイン、3台のリーフ、VXLANトンネル、ESIマルチホーム接続のカスタマーエッジで構成するEVPN-VXLANファブリックトポロジ
EVPN-VXLAN: 2スパイン3リーフのファブリック。VXLANトンネルとCE側のESIマルチホーミングを使用。

EVPN-VXLAN とは

EVPN(RFC 7432)はBGPアドレスファミリ(L2VPN EVPN、AFI 25、SAFI 70)であり、複数のルートタイプを用いてMACおよびIPの到達性情報を伝送します。当初はMPLSトランスポート向けに設計されましたが、RFC 8365でVXLANに拡張され、現代のDCファブリックオーバーレイにおける主流のコントロールプレーンとなりました。

VXLAN(RFC 7348)は L2 フレームを UDP/IP ヘッダーにカプセル化し、L3 インフラ上での L2 ドメイン拡張を実現。VTEP(VXLAN Tunnel End Point)がカプセル化を開始・終了。EVPN をコントロールプレーンとして使用すれば、VTEP 発見と MAC 配布はデータプレーンフラッディングではなく BGP 経由で処理され、レガシー VXLAN 展開のスケール問題を解消。

EVPN Type-2 ルートは、VNI 内でのホスト到達性のために MAC/IP バインディングを伝送。Type-5 ルートは、サブネット間および外部ルーティングのために IP プレフィックスを伝送し、これは RFC 9136 で定義される VXLAN ドメイン間のデータセンターインターコネクト(DCI)の中核メカニズム。

EVPN ルートタイプ

EVPNは到達可能性を、ファブリックが組み合わせて利用する少数のBGPルートタイプで運ぶ。ホストルートがエンドポイントを特定し、マルチキャストルートがフラッドリストを構築し、プレフィックスルートがLayer 3を処理する。

  • Type-1, Ethernet Auto-Discovery: Ethernet Segmentをアナウンスし、オールアクティブなマルチホーミングにおける高速収束とエイリアシングを実現(RFC 7432)。
  • Type-2, MAC/IP Advertisement: ホストのMACとIPのバインディングを運び、ファブリックはフラッディングではなくBGPを通じてエンドポイントを学習。
  • Type-3, Inclusive Multicast Ethernet Tag (IMET): ブロードキャストドメインに対するVTEPの参加をアドバタイズし、ブロードキャスト・未知ユニキャスト・マルチキャストのトラフィック向けにEVIごとのフラッドリストを構築。
  • Type-4, Ethernet Segment: 同一のEthernet Segmentを共有するPEを検出し、Designated Forwarderの選出を実行することで、BUMトラフィックの重複を防止。
  • Type-5, IP Prefix: サブネット間ルーティングとデータセンター間接続のためにIPプレフィックスをアドバタイズし、EVPN L3VPNの基盤となる(RFC 9136)。

OcNOSはType-2・Type-3・Type-4・Type-5のルートをアドバタイズし、EVIごとの選択的マルチホーミングとVNIごとのroute-targetポリシーに対応。

マルチホーミングと IRB

EVPN All-Active マルチホーミング (RFC 7432 §8)により、CE デバイスは複数の PE へ同時に接続し、負荷分散が可能。Designated Forwarder(DF)の選定により BUM トラフィックの重複を防止。リーフノード上の Integrated Routing and Bridging(IRB)は、アクセス層での L3 ゲートウェイ機能を実現し、トラフィックはファーストホップの VTEP でローカルにルーティングされ、中央ゲートウェイを経由する不要なヘアピンを排除。

OcNOS Implementation

OcNOS-DC は、Broadcom Trident 3 および Trident 4 プラットフォーム上で EVPN-VXLAN を実装。OcNOS-SP は、Qumran2c および Jericho2c+ ハードウェア上で EVPN over MPLS と DCI を追加。

EVPN ルートタイプ

Type-2(MAC/IP)、Type-3(インクルーシブマルチキャスト)、Type-4(ES)、Type-5(IPプレフィックス)に対応。EVI単位の選択的マルチホーミング、VNI単位のルートターゲットインポート/エクスポートポリシーをサポート。

マルチホーミング

All-ActiveおよびSingle-Activeマルチホーミングに対応。LACPベースのESI自動導出、RFC 8584に準拠したDF選定、上流障害時の一括撤回(Mass Withdrawal)をサポートします。

IRB / Anycast GW

Symmetric IRB(RFC 9135)。分散エニーキャストゲートウェイ。すべてのリーフVTEPで同一のMAC/IP。GARPの抑制。リーフでのARP/NDプロキシ。

VXLAN データプレーン

ハードウェアオフロードによるVTEPカプセル化/デカプセル化。内側L2およびL3ルックアップをラインレートで実行。複数VTEPにわたるECMPに対応。UDP送信元ポートのエントロピーをスパイン負荷分散に活用します。

DCI: Type-5

DC 間ルーティングのための RFC 9136 Type-5 IP プレフィックスルート。L3VNI 間のルートリークを伴う EVPN ゲートウェイ機能。ストレッチ L2 およびルーテッド DCI モードをサポート。

BFD 連携

VTEP到達性検出向けのBFD、BGP BFDによる高速ピア障害検知に対応。サブセカンドのコンバージェンスでEVPNの撤回および再広告がトリガーされます。

QoS: PFC/DCB

VXLANトンネル内でのDSCPリマーキングをサポート。VXLANファブリック全体にわたるロスレスストレージおよびRoCEv2トラフィック向けPFC伝播、VNI単位のQoSポリシーにも対応します。

OpenConfig Telemetry

EVPN BGP RIBをgNMI経由でストリーミング。VNI単位のMAC/IPカウントとVTEP利用率も提供。OpenConfig L2VPN EVPN YANGモデル(OC 3.x)に対応します。

OcNOS-Validated Hardware

参考用のみ。 以下のプラットフォームは、EVPN-VXLAN検証済みハードウェアの代表的なサブセットです。ASIC、ポート密度、バージョン対応状況を含む認定プラットフォームの完全な最新リストは、OcNOS Hardware Compatibility Listで管理されています。

Edgecore AS7326-56X
Trident 3 X7 · 48×25G + 8×100G
Edgecore AS7726-32X
Trident 3 X7 · 32×100G
Edgecore AS9726-32DB
Trident 4 · 32×400G
UfiSpace S9300-32D
Trident 4 · 32×400G
UfiSpace S8901-54XC
Trident 3 X5 · 48×25G + 6×100G
UfiSpace S9600-56DX
Qumran2c · 48×100G + 8×400G
UfiSpace S9610-36D
Jericho2c+ · 36×400G · DCI
UfiSpace S9600-32X
Qumran2c · DCI

OcNOS 検証済みプラットフォーム全体で EVPN-VXLAN 対応を比較

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よくある質問

よくあるご質問

EVPNとは何ですか。
EVPN(Ethernet VPN)は、L2VPN EVPN アドレスファミリーを用いて、共有 fabric 上で Layer 2 および Layer 3 のサービスを提供する BGP コントロールプレーンです。MAC および IP の到達性を BGP でアドバタイズし、flood-and-learn を置き換えることで、ネットワークはルーティングを通じてエンドポイントを学習します。
EVPN-VXLAN と EVPN-MPLS の違いは何ですか。
EVPN-VXLANはデータプレーンにIP fabric上のVXLANトンネルを用いるもので、data centerで一般的です。一方、EVPN-MPLSはMPLSトランスポートを用いるもので、service providerネットワークで一般的です。両者は同一のBGP EVPNコントロールプレーンを共有しており、パケットのカプセル化と転送方式のみが異なります。
L3VPN において EVPN route type 5 は何に使われますか。
EVPN route type 5 は IP プレフィックスをアドバタイズし、fabric 全体にわたるサブネット間およびサイト間の Layer 3 VPN ルーティングを提供します。ホストの MAC および IP エントリを伝送する type 2 とは異なり、type 5 は集約されたプレフィックスを伝送し、EVPN L3VPN においてサブネット間およびサイト間の IP 接続を可能にします。
EVPN における ESI マルチホーミングとは何ですか。
ESIマルチホーミングは、Ethernet Segment Identifier(ESI)を共有する複数のPEスイッチにデバイスを接続し、すべてのリンクが同時にトラフィックを運ぶall-active転送を可能にします。BGP EVPNが負荷分散と高速フェイルオーバーを担うため、いずれのリンクも遊休せず、障害の影響は局所化されます。
EVPNと素のVXLANの違いは何ですか。
プレーンな VXLAN は MAC アドレスを検出するためにフラッディングを行い、コントロールプレーンを持ちません。一方、EVPN は BGP を追加して MAC および IP の到達可能性をアドバタイズし、マルチホーミングを調整します。EVPN over VXLAN は不要なフラッディングを削減し、プレーンな VXLAN には欠けている Layer 3 ルーティングと all-active 冗長性を追加します。
EVPN IRB とは何か、そしてどのように EVPN L3VPN を実現するのか?
EVPN Integrated Routing and Bridging(RFC 9135)により、リーフはサブネット内のブリッジングとサブネット間のルーティングをローカルで実行可能となり、トラフィックを中央ゲートウェイへヘアピンさせる必要がなくなる。Type-5 IP プレフィックスルート(RFC 9136)と組み合わせることで EVPN L3VPN を実現し、ファブリック全体およびデータセンター間でのテナントルーティングを提供。OcNOS は分散型エニーキャストゲートウェイによる対称型 IRB を動作。
EVPN Type-3 ルートとは?
EVPN Type-3 ルート、RFC 7432 における正式名称 Inclusive Multicast Ethernet Tag(IMET)ルートは、VTEP のブロードキャストドメインへの関心を広告し、ピアがブロードキャスト・未知ユニキャスト・マルチキャストのトラフィックの送信先を把握可能に。各 EVPN インスタンスのフラッドリストを構築し、データプレーンのフラッディングをコントロールプレーンのシグナリングに置き換え。OcNOS は VNI ごとに Type-3 IMET ルートを広告。
EVPN E-Tree とは?
EVPN E-Tree(RFC 8317)は、MEF のルート付きマルチポイントモデルを EVPN にもたらす。Root サイトはすべてのサイトに到達可能だが、Leaf サイトは Root にのみ到達し、相互には到達不可であり、アクセスアグリゲーションおよびホールセールブロードバンドに適合。EVPN は Root または Leaf のステータスを PE ごと・接続回線ごと・MAC ごとにシグナリングし、リーフ間トラフィックをコントロールプレーンとデータプレーンの両方でフィルタリング。
EVPN E-LAN と E-Line の違いは?
E-LAN は多対多のイーサネットサービスであり、多数の拠点が単一のブロードキャストドメインを共有し、EVPN が VLAN ベースまたは VLAN 対応のインスタンス(RFC 7432)で提供。E-Line は 2 つのエンドポイント間のポイントツーポイントサービスであり、EVPN VPWS(RFC 8214)で提供。任意対任意のテナント接続には E-LAN を、疑似回線型の回線には E-Line を使用。