Cisco OTV

Overlay Transport Virtualization är en tunnlingsteknik för att sträcka L2-domäner över ett L3-nät med hjälp av enkapsulering. Det är routing baserat på mac-adress och för control plane används IP-enkapsulerad IS-IS. OTV lär sig MAC-IP par genom MAC address learning på internal interface, IGMP snooping och OTV control plane (IS-IS) updates. Alla MAC-adresser sparas i OTV Routing Information Base (ORIB) med VLAN ID och associerad remote IP.

Det finns inbyggd felisolering tack vare att broadcast och unknown unicast droppas vid edge istället för att floodas över tunneln. ARP optimeras också genom att Edge Devices kan svara på ARP-frågor för enheter som finns på andra sidan, detta genom att lyssna på ARP-trafik på den lokala siten och cachea den. OTV går även att kombinera med en krypterad transport, t.ex. GET VPN. IPsec kan då terminera i samma box som OTV och det funkar både ihop med OTV unicast och multicast mode.

Termer

Edge Device: Gränsenhet mellan lanet och utsidan, där OTV-enkapsulering görs.

Authoritative Edge Device: Enhet som är aktiv på siten. Endast en i taget, vlan lastdelas.

Join Interface: L3-interface som ska kunna nå andra OTV-siters join interface.

Internal Interface: L2-interface som når de VLAN som ska sträckas.

Overlay Network: Det logiska nätverk där L2-trafiken går över Transport Network. Inga BPDUer går över detta nät.

Transport Network: Det nätverk som kopplar ihop de olika siterna, kan vara WAN/internet eller en blandning. Ska finnas rum för 42 extra bytes MTU.

Neighbors

Innan trafik kan forwarderas måste det upprättas grannskap. För detta krävs Source Specific multicast-stöd av nätverket emellan (om transportnätverket inte stödjer multicast så kan en unicast-funktion i OTV som heter Adjacency Server användas). Edge devices skickar IGMP membership report och sedan OTV-enkapsulerade hello packets. Alla edge devices ska bilda adjacency. Neighbors delar MAC-adress reachability med varandra genom att skicka uppdateringar med multicast.

Fast Convergence

• VLAN AED synchronization
• Site ID and proactive advertisments
• Prepopulation
• BFD and route tracking
• Graceful insertion
• Graceful shutdown
• Prioritized processing of LSPs

Om man använder multihoming, dvs flera edge devices per site är det starkt rekommenderat att slå på spanning-tree på OTV-routrarna. Genom att göra det kan de skicka ut topology change notification (TCN) när de märker att AED failar och rollen ska flyttas. Detta får switcharna att reducera sin aging timer till 15 sekunder vilket skyndar på konvergensen.

OTV-noder sparar remote unicast MAC addresses i sin ORIB även för non-AED vlan, detta för att snabba upp konvergens vid AED failover.

Konfiguration

Notera att "OTV cannot be configured when MPLS features are enabled on the router".

site bridge-domain är samma sak som site-vlan.

otv site bridge-domain 100
otv site-identifier 0000.0000.0101

otv isis Overlay1
 log-adjacency-changes

Overlay-interface

interface Overlay1
 no ip address
 otv join-interface GigabitEthernet3
 otv use-adjacency-server 10.0.0.10 unicast-only

 service instance 200 ethernet
  description Test-vlan
  encapsulation dot1q 200
  bridge-domain 200

Verify

show otv site
show otv adjacency
show otv overlay 1

Internal interface

interface GigabitEthernet4
 description Internal-interface
 no ip address
 negotiation auto
 service instance 100 ethernet
  encapsulation dot1q 100
  bridge-domain 100

 service instance 200 ethernet
  description Test-vlan
  encapsulation dot1q 2
  rewrite ingress tag translate 1-to-1 dot1q 200 symmetric  #VLAN translation 2 <-> 200
  bridge-domain 200

Det går även att ta in det otaggat.

interface GigabitEthernet2
 service instance 201 ethernet
  encapsulation untagged
  bridge-domain 201

Verify

show otv route
show otv vlan
show otv arp-nd-cache

AED håller även koll på multicast senders på den lokala siten. Show OTV multicast routing table for overlays.

show otv mroute

Default skickas alla paketen över overlay med DF-biten satt. För att tillåta fragmentation of IP packets över overlays måste man slå på det. OBS alla edge devices i overlayen bör supportera reassembly in hardware.

otv fragmentation join-interface port-channel 1

Enkapsulering

I nya versioner av hårdvara/mjukvara kan man välja vilken enkapsulering man ska använda, default används GRE/MPLS men nu kan man även använda UDP/VXLAN. Väljer man den VXLAN blir det overhead 50 Bytes per paket.

otv encapsulation-format ip gre | udp

FHRP

Om man har en design där båda sidor har FHRP active router måste FHRP-paket filtreras så de ej korsar OTVn.

interface Overlay1
 otv filter-fhrp

Native-stöd även för NX-OS är planerat, lösning sålänge är att man använder VLAN-ACL i kombination med OTV MAC route filter och arp-inspection filter (feature dhcp).

Nexus

OTV är kompatibelt med ett IPv4 transport network.

feature otv

VLAN

vlan 1000
 name OTV-SITE-VLAN
vlan 2000
 name OTV-TEST1
vlan 2001
 name OTV-TEST2
exit

no ip dhcp relay
no ipv6 dhcp relay

Join interface
Alla core och core facing L3 interface ska ha stöd för jumbo frames eftersom OTV sätter DF-biten i IP-headern på alla control och data plane packets. Vill man ha bättre load-balancing i sitt core (depolarization) kan man konfa flera IP-adresser (secondary) på sina join-interface, då kommer OTV att hasha och kunna använda alla IP-adresser som source på OTV-enkapsulerade paket. Transportnätverket måste supportera ASM eller PIM-Bidir men slå ej på PIM på join interfacet. Exempel, för SSM.

interface po1
 no ip redirects
 ip igmp version 3
 no shut

Site VLAN

otv site-vlan 1000
otv site-identifier 0x2

otv-isis default 
 vpn Overlay1

interface vlan1000
 no ip redi
 no ipv6 redi
 ip add 10.1.1.1/30
 no shut

Overlay
The site VLAN must not be extended into the OTV.

int Overlay1
 otv join-interface po1
 otv control-group 239.4.4.1
 otv data-group 232.8.8.0/26
 otv extended-vlan 2000
 otv extended-vlan add 2001
 no shut

BFD
Man kan köra BFD över site-vlan:et för att snabbt upptäcka forwarderingsproblem inom siten.

interface vlan1000
 no ip redirects
 ip address 10.1.1.1/30

otv site-vlan 1000
 otv isis bfd

otv-isis default
 track-adjacency-nexthop

Verify

show otv isis track-adjacency-nexthop
show bfd neighbors

Static flood
Undantag för unknown unicast (t.ex. silent hosts). Broadcast går ej.

otv flood mac 0011.2233.4455 vlan 160

otv flood mac FF:FF:FF:FF:FF:FF vlan 160
The flood mac can not be a broadcast mac.

VLAN Mapping
Man kan skriva om VLAN ID:n på frames som gör över tunneln. Detta är inte supporterat på Cisco M3- och F3-moduler men man kan då använda per-port vlan-översättning (switchport vlan mapping).

interface overlay 5
 otv vlan mapping 10,14-16 to 20-21,25,28
 otv extended-vlan 10,14-16

Show

show otv vlan-mapping

Loopback Join Interface

Med NX-OS 8 kan man använda ett loopback som join interface, detta gör att man kan ha multipla routade upplänkar till sitt multicast core. Upplänkar och loopback ska köra PIM för att detta ska funka. Unicast (Adjacency Server) stöds inte med denna typ av join interface.

feature pim

interface loopback1
 ip address 10.10.10.2/32
 ip router ospf 100 area 0.0.0.0
 ip pim sparse-mode

interface Overlay1
 otv join-interface loopback1

PVLAN

I nyare releaser av NX-OS kan man sträcka Private VLAN över OTV och därmed behålla segmenteringen.

feature pvlan

vlan 100
   private-vlan primary
   private-vlan association 101-103
vlan 101
   private-vlan community
vlan 102
   private-vlan community
vlan 103
   private-vlan isolated

interface overlay 1
   otv extend-vlan 100

Show

show otv vlan private-vlan