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。

MPLSTEFRR（FastReroute）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MPLSTEFRR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，MPLSTEFRR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LinkA，当PE2发生故障后，CE1访问CE2的路径收敛为LinkB。

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LDPLSP或RSVPTE，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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