Netmanias 기술문서: MPLS over DWDM 망에서Protection 방안

2005년5월17일
NMC Consulting Group(tech@netmanias.com)

2
MPLS over DWDM망에서Protection에관한고찰
.Issues
.MPLS over DWDM 망에서MPLS Protection Switching이의미가있는가?
.MPLS 망에서는Primary LSP와Secondary LSP를미리설정해놓고Primary LSP 상의Link Down (Fiber Cut, DWDM Node Failure,…), P Router Failure이발생하면Secondary LSP로Protection Switching을통해대체경로를확보함으로써망장애복구하는능력을갖는다.
.그러나, Secondary LSP를설정할때i) Primary LSP와중복되는P Router가없어야하며ii)전송구간(Fiber, DWDM Node)도중복되는구간이없어야한다.
.MPLS Protection
.RFC
.Protection Switching
.Fast ReRouting(Juniper 방식, Cisco 방식)
.Real World MPLS Protection
.DWDM Protection
.Topology: P2P, Ring
Title:  

3
Network Failures
.Network Failures (IEEE JSAC 2000)
.Prob{IP Router Failure} > Prob{Fiber cut or other line-related failure} > Prob{SONET, DWDM Node Failure}
.Network Failures of Network Provider
.IP Router Failure
.SONET/DWDM Node Failure
.Line card (Tributary) Failure
.Line card (Ring Access) Failure
.System Down
.Fiber Cut
.PSTN Network Failures
.CATV/Satellite TV Network Failures
Network/Service Availability ObjectivesTransport Network(SONET, DWDM): 99.999%Data (Routing) NetworkPSTN Network (음성교홖기포함)CATV NetworkSatellite TV Network
Title:  

4
가정
RFC 권고사항
LSP를설정할때Primary LSP와Secondary LSP는P Router를공유하지않는다.
LSP를설정할때Primary LSP와Secondary LSP는Fiber link를공유하지않는다.
PE
P
P
PE
P
혜화
구로
대전
대구
신촌
영동
P
PE
P
P
PE
P
혜화
구로
대전
대구
신촌
영동
P
PE
P
P
PE
P
혜화
구로
대전
대구
신촌
영동
P
Title:  

5
Secondary LSP를잡을때
.Juniper: 현재는
.Primary LSP를잡는다: End points (Ingress PE, Egress PE), Bandwidth
.LDP
.RSVP-TE
.Explicit Route (R1, R2, R3,…)
.Exclude Option(R1, R2,…)
.Secondary LSP를잡는다. .Primary LSP잡은것과똑같음
.따라서, 두LSP의경로에동일P Routers가존재할수있다.
.Primary는자동으로설정하고Secondary를
.사람이손으로계산한후Explicit Route로잡거나
.Exclude option으로수동으로P Routers를입력하거나
.하면Disjoint LSP를잡을수는있다. Opex!!!!!
.Redback
.Juniper와동일
.Cisco
.MPLS TE SRLG
Title:  

6
MPLS망과DWDM망
PE1
P2
P3
PE4
PE
P1
P
혜화
구로
대전
대구
신촌
영동
P6
P5
P4
DWDM Node (Ring)
DWDM Node (Point-to-Point)
Physical Topology
MPLS P Router (LSR)
MPLS PE Router (LER)
혜화
구로
대전
대구
신촌
영동
PE1
P2
P3
PE4
P1
P6
P5
P4
MPLS Layer Topology
Title:  

7
MPLS망과DWDM망(Ring)
PE
P2
PE
P1
P
0.1
혜화
구로
신촌
영동
0.1
PE
P2
PE
P1
P
0.4
혜화
구로
신촌
영동
0.4
혜화
구로
대전
대구
신촌
영동
PE1
P2
P3
PE4
P1
P6
P5
P4
MPLS Layer Topology
10G link
10G link
P5
P5
P4
P4
Working (P1-> P2)
Protection (P1-> P2)
Working (P2-> P1)
Protection (P2-> P1)
DWDM
Ring
DWDMRing
Title:  

8
PE
P
P
PE
PE
P
P
0.1
혜화
구로
대전
대구
신촌
영동
0.4
Title:  

9
MPLS망과DWDM망(P2P)
중부고속도로관로
경부고속도로관로
혜화
구로
대전
대구
신촌
영동
PE1
P2
P3
PE4
P1
P6
P5
P4
MPLS Layer Topology
10G
10G
Duct 1
Duct 2
Fiber 1
Fiber 2
Working (P2-> P3)
Protection (P2-> P3)
P2
P3
Working (P3-> P2)
Protection (P3-> P2)
P2P DWDM
Title:  

10
MPLS Protection Switching
혜화
구로
대전
대구
신촌
영동
PE1
P2
P3
PE4
P1
P6
P5
P4
MPLS Layer Topology
혜화
구로
대전
대구
신촌
영동
PE1
P2
P3
PE4
P1
P6
P5
P4
Primary LSP
Secondary LSP
MPLS Protection Switching
Title:  

11
MPLS Protection Switching
(DWDM Ring 구간)
Title:  

12
MPLS Protection Switching (DWDM Ring 구간)
혜화
구로
대전
대구
신촌
영동
PE1
P2
P3
PE4
P1
P6
P5
P4
MPLS Layer Topology
혜화
구로
대전
대구
신촌
영동
PE1
P2
P3
PE4
P1
P6
P5
P4
Primary LSP
Secondary LSP
MPLS Protection Switching
Title:  

13
MPLS Protection Switching (Re-Call)
MPLS LSP와DWDM Link
PE
P2
PE
P1
P
0.1
혜화
구로
신촌
영동
0.1
PE
P2
PE
P1
P
0.4
혜화
구로
신촌
영동
0.4
혜화
구로
대전
대구
신촌
영동
PE1
P2
P3
PE4
P1
P6
P5
P4
10G link
10G link
P5
P5
P4
P4
Working (P1-> P2)
Protection (P1-> P2)
Working (P2-> P1)
Protection (P2-> P1)
DWDM
Ring
DWDM
Ring
혜화
구로
대전
대구
신촌
영동
PE1
P2
P3
PE4
P1
P6
P5
P4
MPLS LSP
MPLS Link
DWDM Link
Primary LSP
Secondary LSP
Title:  

14
1) Fiber Span Cut
Primary LSP와Secondary LSP가DWDM node와fiber를공유함
: 두LSP가span A를공유하고있고이span A가절단되도DWDM Layer에서Protection으로인해Primary LSP와Secondary LSP는모두살아있음
PE1
P2
P1
0.4
혜화
구로
신촌
영동
0.4
PE1
P2
P1
P4
0.1
혜화
구로
신촌
영동
0.1
PE
P2
P1
0.4
혜화
구로
신촌
영동
0.4
PE1
P2
P1
P4
0.1
혜화
구로
신촌
영동
0.1
Span A
PE1
P2
P1
0.4
혜화
구로
신촌
영동
0.4
PE1
P2
P1
0.1
혜화
구로
신촌
영동
0.1
Primary LSP
Secondary LSP
P4
P5
P5
P5
P5
P5
P5
P4
P4
P4
(1) Fiber Cut: Span A
(2) DWDM
Protection
(2) DWDM
Protection
(3) Primary LSP still ALIVE
(3) Secondary LSP still ALIVE
Title:  

15
2) DWDM Node Failure
P2
0.4
혜화
구로
신촌
영동
0.4
0.1
혜화
구로
신촌
영동
0.1
0.4
혜화
구로
신촌
영동
0.4
0.1
혜화
구로
신촌
영동
0.1
0.4
혜화
구로
신촌
영동
0.4
0.1
혜화
구로
신촌
영동
0.1
Node A
Primary LSP와Secondary LSP가DWDM node와fiber를공유함
: 두LSP가Node A를공유하고있고이Node A가Down되도DWDM Layer에서Protection으로인해Primary LSP와Secondary LSP는모두살아있음
PE1
P1
PE1
P2
P1
P4
PE1
P2
P1
PE1
P2
P1
P4
PE1
P2
P1
PE1
P2
P1
P4
P5
P5
P5
P5
P5
P5
P4
P4
P4
(1) Node A Failure
(2) DWDM
Protection
(2) DWDM
Protection
(3) Primary LSP still ALIVE
(3) Secondary LSP still ALIVE
Title:  

16
3) DWDM Node Failure (Ring Access Board)
0.4
혜화
구로
신촌
영동
0.4
0.1
혜화
구로
신촌
영동
0.1
0.4
혜화
구로
신촌
영동
0.4
0.1
혜화
구로
신촌
영동
0.1
0.4
혜화
구로
신촌
영동
0.4
0.1
혜화
구로
신촌
영동
0.1
Node B
Primary LSP와Secondary LSP가DWDM node와fiber를공유함
: 두LSP가Node B를공유하고있고이Node B가Down되면Primary LSP와Secondary LSP는둘다죽음
PROBLEM
PE1
P2
P1
PE1
P2
P1
P4
PE1
P2
P1
PE1
P2
P1
P4
PE1
P2
P1
PE1
P2
P1
P4
P5
P5
P5
P5
P5
P5
P4
P4
P4
(1) Node B Failure
(2) DWDM
Protection
Fail
(2) DWDM
Protection
Fail
(4) Secondary LSP Fail
(MPLS Protection Switching Fail)
(3) Primary
LSP
Fail
Title:  

17
4) DWDM Node Failure (Ring Access Board)
0.4
혜화
구로
신촌
영동
0.4
P
0.1
혜화
구로
신촌
0.1
Node B
0.4
혜화
구로
신촌
영동
0.4
0.1
혜화
구로
신촌
영동
0.1
Node B Failure
0.4
혜화
구로
신촌
영동
0.4
P
0.1
혜화
구로
신촌
영동
0.1
Node B
.Node B Down
.DWDM Layer에서Protection
.Primary LSP Fail
.MPLS Layer에서Secondary LSP로Protection Switching
신촌의P2 Router의Backbone Link를영동POP의Node D에연결하여이중화함
Node C
PE1
P2
P1
PE1
P2
P1
P4
PE1
P2
P1
PE1
P2
P1
P4
PE1
P2
P1
PE1
P2
P1
P4
P5
P5
P5
P5
P5
P5
P4
P4
P4
(2) DWDM
Protection
Fail
(2) DWDM
Protection
(4) Secondary LSP
(MPLS Protection Switching)
(3) Primary
LSP
Fail
영동
Title:  

18
5) DWDM Node Failure (Ring Access Board)
0.4
혜화
구로
신촌
영동
0.4
0.1
혜화
구로
신촌
영동
0.1
Node F
0.4
혜화
구로
신촌
영동
0.4
0.1
혜화
구로
신촌
영동
0.1
0.4
혜화
구로
신촌
영동
0.4
0.1
혜화
구로
신촌
영동
0.1
Primary LSP와Secondary LSP가DWDM node와fiber를공유함: 두LSP가Node F를공유하고있고이Node F가Down되면1) DWDM Layer에서Protection로Secondary LSP path에대한전송경로가살아남.2) MPLS Layer에서Secondary LSP로Protection Switching.
(1) Node F Failure
1.Node F Down
2.Primary LSP Fail
3.DWDM Layer에서Protection
.Primary LSP Fail
.MPLS Layer에서Secondary LSP로Protection Switching
PE1
P2
P1
PE1
P2
P1
P4
PE1
P2
P1
PE1
P2
P1
P4
PE1
P2
P1
PE1
P2
P1
P4
P5
P5
P5
P5
P5
P5
P4
P4
P4
(2) DWDMProtectionFail
(2) DWDMProtection
(4) Secondary LSP
(MPLS Protection Switching)
(3) Primary
LSP
Fail
Title:  

19
MPLS Protection Switching
(Backbone 구간: P2P DWDM)
Title:  

20
Backbone 구간
.가정
.DWDM connection: P2P, 1:1 Protection
.Core P Router와DWDM Node간의Topology: A, B
PE
P
혜화
구로
대전
대구
신촌
영동
PE
P
혜화
구로
대전
대구
신촌
영동
PE1
P2
P3
PE2
P1
P4
P6
P5
PE1
P2
P3
PE2
P1
P4
P6
P5
A
B
Title:  

21
A. 이렇게되어있다면…
PE
P2
P3
PE
PE
P1
P
혜화
구로
대전
대구
신촌
영동
P4
P6
P5
PE
P2
P3
PE
PE
P1
P
혜화
구로
대전
대구
신촌
영동
Primary LSP
Secondary LSP
P4
P6
P5
Working
Protection
DWDM Layer connectivity
MPLS Layer connectivity
Title:  

22
Backbone (P2P) Case 1: Fiber or Duct Cut
PE
P2
P3
PE
PE
P1
P
혜화
구로
대전
대구
신촌
영동
Primary LSP
Secondary LSP
중부고속도로관로
경부고속도로관로
P4
P6
P5
P2
P3
중부고속도로관로
경부고속도로관로
P2
P3
Fiber Cut or
Other Link-related Failure
중부고속도로관로
경부고속도로관로
P2
P3
Fiber Cut or
Other Link-related Failure
DWDM Layer Protection
Title:  

23
Backbone (P2P) Case 2: P or DWDM Node Failure
PE1
P2
P3
PE2
PE
P1
P
혜화
구로
대전
대구
신촌
영동
Primary LSP
Secondary LSP
P4
P6
P5
PE1
P2
P3
PE2
PE
P1
P
혜화
구로
대전
대구
신촌
영동
Secondary LSP
P4
P6
P5
Primary LSP
MPLS Layer Protection
PE1
Primary LSP 경로상의DWDM Node G, H,MPLS Node P2 or P3 Failure
Node G
Node H
Title:  

24
B. 이렇게되어있다면…
PE
P
혜화
구로
대전
대구
신촌
영동
PE1
P2
P3
PE2
P1
P4
P6
P5
PE
P
혜화
구로
대전
대구
신촌
영동
PE1
P2
P3
PE2
P1
P4
P6
P5
DWDM Layer connectivity
MPLS Layer connectivity
Primary LSP
Secondary LSP
Title:  

25
Backbone (P2P) Case 1: Fiber or Duct Cut
PE
P
0.1
혜화
구로
대전
대구
신촌
영동
0.4
PE1
P2
P3
PE2
P1
P4
P6
P5
10G
10G
0.1
10G
10G
0.1
Duct 1
Duct 2
Fiber 1
Fiber 2
10G
10G
10G
10G
0.2
0.2
Duct 1
Duct 2
Fiber 1
Fiber 2
Fiber 1 Cut
Fiber 2 Cut
Or Duct 1 Fail
10G
10G
0.1
10G
10G
0.2
0.1
0.2
Duct 1
Duct 2
Fiber 1
Fiber 2
P2
P3
P6
P5
10G
10G
0.1
10G
10G
0.2
0.1
0.2
Duct 1
Duct 2
Fiber 1
Fiber 2
P2
P3
P6
P5
DWDM Layer Protection
Primary LSP와Secondary LSP모두살아있음
10G
10G
0.1
10G
10G
0.2
0.1
0.2
Duct 1
Duct 2
Fiber 1
Fiber 2
P2
P3
P6
P5
Title:  

26
Backbone (P2P) Case 2: DWDM Node Failure
PE
P
혜화
구로
대전
대구
신촌
영동
PE1
P2
P3
PE2
P1
P4
P6
P5
Node G Failure
대체경로없음
Node G
Primary LSP
Secondary LSP
PROBLEM
Title:  

27
Backbone Network
PTP DWDM
혜화
대전
대구
2x10G
중부고속도로관로
경부고속도로관로
10G
2x10G
10G/.1, 10G/.2
구로
10G
10G
working
protection
2x10G
2x10G
10G
중계GSR1
중계GSR2
중계GSR1
중계GSR2
Router
경부고속도로관로
Title:  

28
ETRI 자료
Title:  

29
NANOG 자료
Title:  

30
MPLS Protection Switching
P1
PE1
PE2
P2
P3
P4
P5
P6
P7
P8
DWDM
Duct
P1
PE1
PE2
P2
P3
P4
P5
P6
P7
P8
P1
PE1
PE2
P2
P3
P4
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P6
P7
P8
DWDM
Duct
P1
PE1
PE2
P2
P3
P4
P5
P6
P7
P8
P1
PE1
PE2
P2
P3
P4
P5
P6
P7
P8
DWDM
Duct
P1
PE1
PE2
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P3
P4
P5
P6
P7
P8
MPLS Layer
DWDM Layer
DWDM Pair (Disjoint Path)
하나의DWDM Pair에속한두경로는항상Disjoint Path이다. 그러나서로다른DWDM Pair간에는Duct를불규칙적으로공유할수있다.
CASE 1
CASE 2
Primary LSP
Secondary LSP
Primary LSP
Secondary LSP
혜화
구로
대전
대구
Title:  

31
MPLS Protection Switching
P1
PE1
PE2
P2
P3
P4
P5
P6
P7
P8
DWDM
Duct
P1
PE1
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P2
P3
P4
P5
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P7
P8
P1
PE1
PE2
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P8
DWDM
Duct
P1
PE1
PE2
P2
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P1
PE1
PE2
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DWDM
Duct
P1
PE1
PE2
P2
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P5
P6
P7
P8
MPLS Layer
DWDM Layer
DWDM Pair (Disjoint Path)
하나의DWDM Pair에속한두경로는항상Disjoint Path이다. 그러나서로다른DWDM Pair간에는Duct를불규칙적으로공유할수있다.
CASE 1
CASE 2
Primary LSP
Secondary LSP
Primary LSP
Secondary LSP
혜화
구로
대전
대구
Title:  

32
End of Document