IP技术 -- 8 EVPN

在云化时代，数据中心业务规模不断扩大，功能也日趋复杂，用户出于对异地灾备和提升资源利用率等需求，会在不同的地区部署多个数据中心网络，这样一来，这些数据中心之间的互连就成为了一个关键的问题。

虚拟专用局域网服务VPLS(Virtual Private LAN Service)是早期出现的一种MPLS VPN技术，并被广泛的应用在数据中心的互联场景，能为企业用户提供多点到多点的广域以太网服务，但是VPLS存在以下几个缺点

1. 网络中的所有设备都运行MPLS，所有的设备必须进行全连接的配置，所以在网络的规模较大的时候，配置和扩容比较复杂

2. 依靠MAC地址泛洪实现MAC地址学习导致大量的广播报文产生，造成了带宽的浪费

3. 为了避免网络产生环路，VPLS不支持在CE归属对各PE时进行负担负担

随着数据中心内服务器数量大量的增加，特别是虚拟化技术的应用，使得二层网络内MAC地址的数量成千上万的增长，流量也不断的增加，VPLS技术的问题也逐渐凸显，无法支撑现代大型数据中心的需求。

EVPN是新一代的数据中心二层网络互联技术，EVPN通过扩展MP-BGP协议来传递网路节点的MAC地址，IP地址等信息，通告MAC地址和IP地址的可达性，通过生成的MAC表项和路由表项来进行二/三层的报文转发，以实现数据中心的互联，这种类似IP VPN的技术将MAC地址的学习和发布的过程，从数据的层面转移到了控制层面

目前EVPN通过控制层面协议，基于MPLS构架，但是在数据平面仍然可以根据具体的应用场景使用不同的封装技术，例如MPLS，PBB，VXLAN等等。EVPN的本质是通过增强控制面来指导二层MAC和三层路由的转发，数据平面处理根据协商的通道类型而不同

EVPN网络模型：在EVPN网络中，为了实现各个站点（Site）之间的互通，需要在骨干网的PE设备上，建立EVPN实例并接入到各个站点的CE设备，同时各个PE之间建立邻居关系以及数据面的传输隧道。当EVPN中的网络设备归属到同一个AS（Autonomous System，自治系统）时候，为了避免PE之间建立IBGP对等体，可以增加配置一个RR（Route Reflector，路由反射器），此时RR需要发布接收VPN路由，但不需要封装/解封装数据面的报文，RR的部署可以大大减轻网络的部署难度。

在EVPN多归属的组网中，一个CE归属到一个或更多的PE，这组CE接入到不同PE的以太链路合集就是一个ES，ES必须有一个非零ID，就是ESI，连接同一个CE的多个PE上的ESI值是相同的。EVPN网络中的PE从各个CE学习MAC地址，是通过EVPN特有的路由类型，将自己从CE学习到的MAC地址转发到其它站点，

为了支持EVPN，BGP所新增的五种EVPN路由：

1. 以太自动发现路由（Ethernet Auto-discovery Route），以太自动发现路由可以向其它的PE通告本端PE对接入站点的MAC地址是否可达，主要用于快速收敛，冗余模式与别名和水平分割，解决了多归属网络中流量负载分担问题

2. MAC/IP通告路由（MAC/IP Advertisement Route），在EVPN网络中，站点的MAC/IP等信息是通过EVPN的MAC/IP路由通告的，因此在EVPN网络中，不需要将ARP的请求泛洪到网络之中，这样大大减少了网络中广播流量，也减少了带宽浪费

3. Inclusive路由（Inclusive Multicast Ethernet Tag Route），本端PE要向远端PE发送从CE侧收到的广播，组播和未知的单播地址流量，就需要用Inclusive路由发布多播地址可达信息来实现广播域内的成员互相发现。Inclusive路由也要包含创建隧道的属性，PE设备之间通过Inclusive路由可以创建传递数据面流量的隧道

4. ES路由（Ethernet Segement Route），用来实现连接到相同CE的PE设备之间相互自动发现，该路由主要用于DF选举，由于CE多归到多个PE时，避免CE收到重复的流量，只需要由一个PE向CE转发BUM流量，那么就需要在相同的ES的PE之间根据固定算法DF选举出这个PE

5. IP前缀路由（IP Prefix Advertisement Route）：EVPN网络构建的是一个私有网络，它也可以介入到外部网络。 EVPN

以IP前缀的形式通告引入的外部路由。

EVPN拥有以下的优势：

1. EVPN通过BGP协议使二层网络间的MAC地址学习和发布的过程从数据平面转移到了控制平面，从而管理MAC地址实现负载分担

2. 通告使用EVPN技术利用BGP的RR特性，运营商骨干网上的PE设备之间不再需要建立全连接，只需要部署发射器反射EVPN的路由即可，从而减少了网络部署的成本

3. 采用BGP发布的MAC地址，避免流量泛洪方式的MAC地址扩散，节省了带宽

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