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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 1 次世代IX研究会における ルータ相互接続試験 A Report of Router Interoperability from Distix 菊池 豊 KIKUCHI, Yutaka [email protected]

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 1

次世代IX研究会におけるルータ相互接続試験A Report of Router

Interoperability from Distix菊池豊

KIKUCHI, [email protected]

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 2

Agenda

• Next Generation IX Consortium– MPLS-IX Architecture– Working Groups

• Router Interoperability Test– Policy – Test Specification– Results

• Discussion

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 3

Next Generation IX Consortium

• Background– ATM and LAN Equipments has been used for IX– Limitation of Scalability (Bandwidth and Flexibility)

• Goal– Propose a new IX architecture– Verification and Validation on an actual network– Sharing know-how about the new technology

• We often call it Distix, but what is Distix?– An Ideology? A model? A technology? An test bed?– Nobody knows about it correctly. (discovered last night)

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 4

Our proposal

• Requirement of IX– Independency from data-link architecture– Widely distribution and scalability– Easy to maintain

• Let’s use MPLS for IX– Allows any L2 arch. (e.g. PoS, GbE, ATM)– Easy to extend equipments and exchange points– Behaves as one big IX machine

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 5

MPLS-IX Architecture• Basic architecture

– Core routers as a backbone– Customer edges as MPLS edges– Peering ISPs establish LSPs– IX handles label information only

Carrier’s network

User routerEDGE LSR

User routerEDGE LSR

Carrier’s routerCORE LSR

Carrier’s routerCORE LSR

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 6

MPLS-IX Architecture(routing domain)

A B

MPLS IX

Disjoint routing domainsagainst affects on the other side

IGP (OSPF or ISIS)

Static route to B

ISP1 ISP2

Static route to A

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 7

MPLS-IX Architecture (Establishing LSP)

A B

MPLS IX

ISP1 ISP2

LDPRSVP-TE

LDPRSVP-TE

LDPRSVP-TE

LDPRSVP-TE

LSP

E.g. Label=16

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 8

MPLS-IX Architecture (Establishing BGP)

A B

MPLS IX

ISP1 ISP2

LSP

BGP

•Multi-hop BGP•TTL = 1

BGP will shutdown when LSP is gone(BGP must not keep by detour)

Label=16

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 9

MPLS-IX Architecture(TTL handling)

A B

ISP1 ISP2

IP TTL=1MPLS TTL=255

IP TTL=1MPLS TTL=254

IP TTL=1MPLS TTL=253

IP TTL=1MPLS TTL=252

•IP TTL=1 between A and B•A and B seem to be neighbor

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 10

MPLS-IX Architecture (Exchanging routing information)

A B

MPLS IX

ISP1 ISP2

LSP

BGPLabel=16ISP2 : Next Hop=B

Dst LabelISP2 16

Routing table

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 11

MPLS-IX Architecture(IP datagram forwarding)

A B

MPLS IX

ISP1 ISP2

LSP

BGP

Dst LabelISP2 16

経路表

ISP2

ISP216ISP2

ISP2

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 12

MPLS-IX Protocol Design (summary)

User router IX router IX router User router

User networkUser network

LDP LDP LDP

LSP (Label Switched Path)

BGP4 (iBGP/eBGP)

Label swap in theMPLS domain

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 13

MPLS-IX Protocol Design(3D version)

CORE CORE EDGE-2

EDGE-1 CORE CORE Physical / datalinkconnectivity

LSP between Edges

BGP4 over LSP

Signaling protocols

OSPF is also elabledbetween Cores

Data Trafficover LSP

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 14

Working Groups

• IX Users WG– Verify the technology by using an actual IX– Discuss issues in IX users point of view

• IX Providers WG– Verify the technology by operating an actual IX– Discuss issues in IX providers point of view

• Router Interoperability WG– Verify the interoperability on multi-venders

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 15

An Experimental Test Bed

Carrier

Japan Telecom

MCI WorldCom

CoreKochi

CoreDojima Core

N-otemachi

CoreK-otemachi

Coreu-tokyo

Japan Gigabit Network

HOTnet7682

nagoya-u17687

BeX-J17942

Shiojiri17518

Hi-Ho4668

NORTH7661

Ayame17932

KCN9363

HTCN7668

kochi17521

Trial#265502

Kikuken17690

ZTV9351

Gunma17678

Square17685

Accelia17686

IIJ2497

FITWeb7672

WAG9612

QGPOP2523

Softopia9350

TAM7676 Core

ToyamaTrial#165501

Iamas18076

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 16

Router Interoperability Test

• Regular Interoperability of MPLS– heterogenous router vendors

• Special Interoperability for MPLS-IX– Basic Functions

• Connectivity (LDP/RSVP-TE)• Routing (OSPF, BGP4)• TTL, Filtering, SNMP support

– Extended Functions• 6PE, RFC3107, LDP over RSVP-TE• Redundancy, QoS

• Performance (is not related to interoperability but)

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 17

Policy of the Interoperability Test

• Open– Participation under the Agreement of Distix– Publication the results by WWW

• At Participants own Expense– Equipments, Transportation, Stay, and so on

• Even the site is far from Tokyo– No public budget for it

• Help each other, share our knowledge and• Enjoy!

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 18

The Test Steps

• Preparation– Specify testing methods– Finding the site (difficult to find)

• Test– Monday to Friday in a week– 0900 to 1900 everyday

• Summarizing the results– Classify reliable data

• Publication on the WWW

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 19

Required Site Environments

• 100 m2 at least (10m2 each per vender)– Human/Machine separation are welcome

• AC100V 100A at least– AC200V and DC-48V are welcome

• Reachability of Internet and portable phones• Public transportation• Accommodation if outside of Tokyo area

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 20

History• 2001.10.15-19

– TAO JGN IPv6 Center (Tokyo)• 2002.01.28-02.01

– TAO Research Center (Chiba)• 2002.05.13-17

– Netmarks Quality Management Center (Tokyo)• 2002.07.01-05

– N+I 2002 showcase (Chiba)• 2002.09.02-06

– TAO Hokuriku IT Center (Ishikawa)

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 21

Participants

Riverstone Networks

AYAME ProjectCisco Systems

Juniper Networks

Digital Magic Labs.

NEC (CX)

HITACHI

Foundry NetworksFujitsuFurukawa Electric

(Agilent)

Extreme Networks

Netmarks(TOYO Technica)

exp1 exp2 exp3 exp4N+I

○ ○ ○ ○ ○○ ○ ○ ○ ○○ ○ ○ ○ ○○ ○

○ ○ ○○ ○ ○ ○ ○○ ○ ○ ○ ○○ ○ ○ ○ ○○ ○ ○ ○○ ○ ○ ○ ○

○ ○ ○

○ ○ ○○

○ ○ ○ ○ ○

NEC (IX) ○ ○ ○ ○ ○

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 22

Test Items

• Edge LSR (as CE)– Capability itself, Interoperability

• Core LSR (for IX)– Capability itself, Interoperability

• Extended Menu– Behavior check in a redundant topology– 6PE (IPv6 forwarding with IPv4 control plane)– RFC3107 (label carry by BGP)– LDP over RSVP-TE– Performance (label push, swap and pop)

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 23

Test Specification of Edge Capability (General)

• NOT copy TTLs– IP TTL to MPLS TTL at Ingress– MPLS TTL to IP TTL at Egress

• If capable of non-PHP

• BGP– multi-hop with IP TTL=1– BGP packets over LSP

• Check packets really labeled by packet dump• Check IP forwarding by injecting packets from the

out side of Edge LSRs

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 24

Test Specification of Edge Capability (LDP)

• Advertisement labels (≧ 16) without PHP• LSP Filter (according to FEC by signaling)• Transport address of LDP session

– Loopback address and/or interface address• Advertisement FEC

– Loopback address and/or interface address• SNMP capability

– Traffic of LSP– Trap of LSP up/down– Trap of LDP session up/down

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 25

Test Specification of Edge Capability (RSVP-TE)

• Advertisement labels (≧ 16) without PHP• LSP Filter (according to FEC by signaling)• Src/dst of RSVP PATH message

– Loopback address and/or interface address• SNMP capability

– Traffic of LSP– Trap of LSP up/down– Trap of LDP session up/down

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 26

Test Specification of Edge Interoperability (common)

• Establish an LSP• Exchange BGP packets over the LSP• Exchange routing information

– by BGP multi-hop with IP TTL=1• Not fragment any packets within 1500 bytes• IP TTL=n+2 at Egress if n at Ingress

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 27

Edge Interoperability Test

eBGP

RSVP/LDP RSVP/LDPRSVP/LDP

Traffic

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 28

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 29

Ishihara’s Ping Engine

• UDP one-way ping– Send a UDP datagram (specified length)– Check by the reception of the datagram– Tagged VLAN capability

• Implementation– Wild lab. LAMB-RT-01SP/32– FreeBSD 4.6-Release– Software constructed on hping and libnet

• http://www.hping.org/• http://www.packetfactory.net/libnet/

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 30

Views of the Ping Engine

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 31

Ping Engine with tagged VLANs

Edge

Edge

Edge

Edge

Edge

Edge

Edge

Edge

Edge

Edge

MPLS-IX

Tagged VLAN Tagged VLAN

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 32

Test Specification of Core Capability (General)

• NOT copy MPLS TTL to IP TTL– Only if capable of PHP

• Advertisement interface addresses of edge routers (/32) via OSPF

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 33

Test Specification of Core Capability (LDP/RSVP-TE)

• Filter for receiving LSPs• SNMP capability

– Traffic of LSP– Trap of LSP up/down

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 34

Test Specification of Core Interoperability (Common)

• Check at the edge LSRs– Establish an LSP– Not fragment any packets within 1500 bytes– IP TTL=n+2 at Egress if n at Ingress

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 35

Sample Results

• Edge capability – General, LDP, RSVP-TE

• Edge interoperability– LDP (loopback, Interface)– RSVP-TE (loopback)

• Snapshots by Ishihara’s ping engine– RSVP-TE (interface)

• Short packets, Long packets

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Testing View (1)

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 37

Testing View (2)

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 38

Testing View (3)

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 39

Testing View (4)

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 40

Testing View (5)

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 41

Testing View (6)

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 42

Testing View (7)

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 43

Testing View (8)

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 44

Testing View (9)

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Summary of the Past Results

• Basically sufficient– Still some troubles may occur by design,

implementation, and versions.– Does mostly interoperability depend on what signaling

they implement, LDP v.s. RSVP-TE?• Insufficient in an operational point of view

– Without PHP• IX Users have a thirst for labels at egress LSRs

– SNMP support• MPLS-IX consists of many routers even at a distance

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 51

Discussion

• Verification of the interoperability for MPLS-IX• Reconfirmation requirements and design of the

MPLS-IX architecture• Contribution to MPLS community

– Attractive and Important Experiences• A wall of Complexity of O(n2)• Shift to new Features• A new direction will be needed

– We will pass a sub goal in the next (5th) test– Collaboration with other WGs is necessary

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 52

See in detail

• Distix Home Page– http://www.distix.net/

• Distix Router Interoperability WG– http://www.distix.net/router-wg/

• 5th Interoperability Test in Kochi– Coming up soon!– Venders,

• Do not forget sending an application of participation

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2002.Nov.08 MPLS Japan 2002 53

Thank you!

• To all the participants of the interoperability tests

• To the audience• Distix was sponsored by

TAO I121-401