Cisco DMVPN

Dynamic Multipoint VPN är en skalbar VPN-teknik som kan bygga tunnlar dynamiskt. Målet är att tillhandahålla any-to-any kommunikation utan att behöva full-mesh av point-to-point tunnels. Tekniker som används är mGRE, NHRP, routingprotokoll, CEF och IPsec. Det har bl.a. stöd för VRF, Multicast, QoS och load balancing. Det går köra IPv6 över tunnlar som byggs med IPv4, dvs private address = IPv6, NBMA address = IPv4.

Topologier

Hub and spoke

• single hub single dmvpn
• dual hub dual dmvpn
• server load balancing

Dynamic Mesh

• dual hub single dmvpn
• multihub single dmvpn
• hierarchical

NHRP

Next Hop Resolution Protocol (RFC 2332). NHRP-processen på hubben agerar server och håller databasen med de externa IP-adresserna som alla spokes har. Varje spoke registrerar sin IP som en klient till hubben. Behöver en spoke skicka paket till något bakom en annan spoke frågar den hubben om den andres externa IP-adress så den kan bygga en tunnel (förslagsvis med IPsec) direkt. För detta krävs alltså inget routingprotokoll utan det sköts av NHRP. Man kan se det som ARP fast det mappar IP till NBMA IP istället för IP till MAC.

NHRP har stöd för autentisering, detta konfigureras under tunnel-interfacet.

ip nhrp authentication NHRP_AUTH_STRING

Registration request:

Registration reply:

Resolution request:

Konfiguration

DMVPN kan fungera på olika sätt och detta kallas olika faser.

Fas 1

Hub and Spoke: Med Fas 1 används mGRE på hubb och p2p GRE på spokes. Inga tunnlar sätts upp dynamiskt och all trafik går igenom hubben, enda fördelen är något simplare konfiguration.

Static mapping
Hub

interface Tunnel0
 ip nhrp map multicast 172.16.15.X
 ip nhrp map 192.168.0.X 172.16.15.X

Spoke

interface Tunnel0
 ip nhrp map 192.168.0.X 172.16.15.2
 tunnel destination 172.16.15.2

Dynamic mapping
Hub

interface Tunnel0
 ip nhrp map multicast dynamic

Spoke

interface Tunnel0
 ip nhrp map 192.168.0.1 172.16.15.2
 ip nhrp nhs 192.168.0.1
 tunnel destination 172.16.15.2

Verify

show dmvpn

Fas 2

Hub and Spoke with Spoke-to-Spoke tunnels: Routingprotokollet på spokes lär sig prefix direkt av varandra på tunneln. Forwarding görs spoke-to-spoke, man använder IGP istället för NHRP. Det finns scenarion då CEF kan behövas stängas av på spokes. Med Fas 2 används mGRE. Fas 2 går också att köra som static och då nhrp-mappas alla grannskap manuellt.

Hub

interface Tunnel0
 ip address 192.168.0.1 255.255.255.0
 ip nhrp map multicast dynamic
 ip nhrp network-id 1
 tunnel source 172.16.15.2
 tunnel mode gre multipoint

Spoke

interface Tunnel0
 ip address 192.168.0.2 255.255.255.0
 ip nhrp map 192.168.0.1 172.16.15.2
 ip nhrp map multicast 172.16.15.2
 ip nhrp network-id 1
 ip nhrp nhs 192.168.0.1
 tunnel source 10.10.10.10
 tunnel mode gre multipoint

Verify

show dmvpn
show ip nhrp
clear ip nhrp

Kolla ip nhrp registration timeout ifall recovery tar lång tid efter en clear

Fas 3

Scalable Infrastructure: Routingprotokoll på spokes pratar med hubben för att lära sig prefix samt ha som next-hop men NHRP kickar in och redirectar trafiken direkt mellan spokes. Med Fas 3 används mGRE. Det är mest skalbart och CEF behöver aldrig stängas av tack vare NHRP Shortcut eftersom CEF entry skrivs om efter redirect message. Det är inte ett unikt meddelande i sig utan hub skickar vidare resolution request till den spoke som är lämplig.
Hub: ip nhrp redirect
Spoke: ip nhrp shortcut

Hub

interface Tunnel0
 ip address 192.168.0.1 255.255.255.0
 ip nhrp map multicast dynamic
 ip nhrp network-id 1
 ip nhrp redirect
 tunnel source 172.16.15.2
 tunnel mode gre multipoint

Spoke

interface Tunnel0
 ip address 192.168.0.2 255.255.255.0
 ip nhrp map 192.168.0.1 172.16.15.2
 ip nhrp map multicast 172.16.15.2
 ip nhrp network-id 1
 ip nhrp nhs 192.168.0.1
 ip nhrp shortcut
 tunnel source 10.10.10.10
 tunnel mode gre multipoint

Verify

show dmvpn
show ip nhrp
clear ip nhrp

Kolla ip nhrp registration timeout ifall recovery tar lång tid efter en clear

IPsec

Vill man skydda sin trafik kan man kryptera all tunneltrafik. Se även Cisco IPsec.

crypto isakmp policy 10
 encryption aes 256
 authentication pre-share
 hash sha512
 group 14

crypto isakmp key SECRET address 0.0.0.0 0.0.0.0

crypto ipsec transform-set AES256_SHA512 esp-sha512-hmac esp-aes 256
 mode transport

crypto ipsec profile DMVPN
 set transform-set AES256_SHA512

interface Tunnel0
 tunnel protection ipsec profile DMVPN

Verify

show crypto isakmp sa
show crypto ipsec sa
show crypto socket
show crypto map

För att effektivisera krypteringen på en hub när man kör dual dmvpn kan man använda en delad socket för crypto-anslutningen.

tunnel protection ipsec profile DMVPN shared

Routingprotokoll

EIGRP

Med Fas 1 kan man antingen stänga av split-horizon eller skicka en default route från hub.

Med EIGRP i Fas 2 måste man stänga av split-horizon och next-hop-self på tunnel-interfacet för att uppdateringar och routing mellan spokes ska funka.

interface Tunnel0
 no ip next-hop-self eigrp 100
 no ip split-horizon eigrp 100

Med fas 3 kommer endast det första paketet att gå via hub tack vare nhrp shortcut.

OSPF

Hub

interface Tunnel0
 ip ospf network broadcast
 ip ospf priority 255

Spoke, ska inte vara med i DR-election.

interface Tunnel0
 ip ospf network broadcast
 ip ospf prio 0

Det går även att använda point-to-multipoint på hubbens tunnel-interface och p2p på spoksen bara man ser till att timers matchar. Alternativt ip ospf network non-broadcast på alla.

BGP

Med Fas 1 och BGP måste next-hop-self användas på alla grannskap.

Fas 2 och BGP-konfiguration är som vanligt men för eBGP mellan spokes måste multihop användas.

neighbor 2.2.2.2 ebgp-multihop 2

RIP

Med Fas 1 och RIP behöver split horizon stängas av på hubb.

Others

Monitoring

Man kan övervaka sitt DMVPN med hjälp av SNMP.

snmp-server enable traps nhrp nhs
snmp-server enable traps nhrp nhc
snmp-server enable traps nhrp nhp

När man använder if-state nhrp på en spoke kan den kolla om NHRP-registreringen fungerar och på så sätt veta om interfacet ska vara up eller ej. Detta fungerar ej på hub interface för det gör ingen registrering utan är alltid up.

interface tun0
 if-state nhrp 

NAT

Man kan köra all sorts nat på spokes men på hubb fungerar endast static nat. Om en spoke befinner sig bakom dynamisk nat, dvs att dennes NBMA-adress kan ändras så kan man stänga av unique flag i NHRP-registreringen. Detta görs med ip nhrp registration no-unique på spoke vilket gör att den registrerade NBMA-adressen får ändras i efterhand vilket inte är fallet default. Befinner sig två spokes bakom PAT så kommer de ej att kunna upprätta någon spoke-to-spoke tunnel mellan varandra. Se även Cisco NAT.

VRF

Man kan bygga det precis som man vill routingmässigt genom att separera underlay och overlay i olika VRF:er (detta kallas också front door VRF). Detta möjliggör t.ex. att ha default route över DMVPN utan att få problem med recursive routing. I övrigt görs konfiguration som vanligt. Se även VRF Lite.

vrf definition UNDERLAY
 rd 100:1
 address-family ipv4
 exit

crypto keyring VRF_AWARE_PSK vrf UNDERLAY
 pre-shared-key address 0.0.0.0 0.0.0.0 key DMVPN

interface Tunnel0
 tunnel vrf UNDERLAY

MPLS

Man kan köra MPLS över DMVPN.

mpls ip
mpls ldp router-id loopback0

interface tunnel0
 mpls ip