PCE(Path Computation Element)は現在IETFで標準化が進められているMPLSパス計算用のプロトコルです。 今回の発表ではPCEを使ってMPLSネットワークやSegment Routingネットワークをどのように"SDN化"するのかご紹介します。 # JANOG 39.5発表資料です https://janog.connpass.com/event/51445/

1. PCE
〜MPLSネットワークのSDN化を
本気で実現する"唯⼀の"⽅法〜
KDDI 株式会社
宮坂 拓也
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2. ⾃⼰紹介
• 宮坂 拓也（みやさか たくや）
• KDDI株式会社 (AS2516)
– ネットワーク技術本部 IPネットワーク部
• KDDIのMPLSバックボーンネットワーク
を⽇々いじっています
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3. 本発表の狙い
• PCEというものが世の中に存在するという
ことを知って欲しい！
• PCEがどのように動作するのか知って欲し
い！
• PCEを使うとどんなことができるのか知っ
て欲しい！
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4. Agenda
• PCEの概要・なぜ必要なのか？
• PCE/PCEP基本動作
• PCEの利⽤事例
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5. Agenda
• PCEの概要・なぜ必要なのか？
• PCE/PCEP基本動作
• PCEの利⽤事例
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6. Path Computation Element(PCE)
Path
Computation
Element
MPLS経路を
計算する
要素・ノード
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3
4
5
PCE
Customer
A社
Customer
A社
(1) A社の新規開
通のため１から6
までのLSP(※1)
が必要！
(2) 計算した結果、
1,2,4,6というLSPが
一番最適です！
※1 LSP=Label Switched Path
6
(3) 計算結果をルー
ターがRSVPなどで
シグナリングする

7. そもそも…, PCEが無い場合…
• PCEがネットワークに無い場合はルーター
⾃⾝がパス計算(CSPF)を実施する
• それで⾜りない場合は、運⽤者がExplicit
にパスを指定する(コンフィグ変更)
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4
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Customer
A社
Customer
A社
ルーター1自身が
パス計算を行う
運用者がコンフィ
グを変更する
(参考) JANOG33 MPLSトラフィックエンジニアリングチュートリアル
https://www.janog.gr.jp/meeting/janog33/doc/janog33-mpls-tsuchiya-1.pdf
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8. じゃあ、なぜPCEが必要なのか？
• ルーターが計算不能な複雑なパス計算を
• オペレーターの⼿を借りずに、⾃動に実
施するため
ここらへんがタイトルに
”SDN”を⽤いた理由
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3
4
5
PCE
Customer
A社
Customer
A社
(1) A社の新規開
通のため１から6
までのLSP(※1)
が必要！
(2) 計算した結果、
1,2,4,6というLSPが
一番最適です！
※1 LSP=Label Switched Path
(3) 計算結果をルー
ターがRSVPなどで
シグナリングする

9. 複雑なパス計算
• ルーターが計算不能な複雑なパス計算は
いろいろと存在する
– Inter-domain LSP
• 異なるドメインをまたがるようなLSP
• 異なるドメインのIGP情報を知ることができな
いのでルーターでは計算困難
– 複雑なTraffic Engineering
• 遅延が何msec以下でジッターが…
• ネットワーク全体でトラヒック分布を平準化
したい… (ルーター単体では全体最適は困難)
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10. StatelessとStateful
• PCEは現在２種類存在する
– Stateless PCE (RFC 5440)
• PCEはネットワーク内のLSP情報を管理しない
• PCEはパス計算のリクエストを受けたら答えるだけ
– Stateful PCE (ietf-pce-stateful-pce)
• PCEはネットワーク内のLSP情報を管理する
• PCEから以下のようなパス確⽴要求も⾏える
– 新規LSPの確⽴
– 既存LSPのパス変更
• Stateful PCEはIETFにおけるSDNコントロー
ラー的な位置付けとなっており、近年盛んに
様々な標準化が進んでいる状況です。
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11. Agenda
• PCEの概要・なぜ必要なのか？
• PCE/PCEP基本動作
• PCEの利⽤事例
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12. ⽤語の説明
• PCE : Path Computation Element
– 実際にパス計算を実施するノード
• PCC : Path Computation Client
– パス計算のリクエストを投げるノード、実際にLSPを確⽴するノード
• PCEP : Path Computation Element Protocol
– PCE〜PCC/PCE〜PCE/PCC〜PCC間でパス計算リクエストを送るプロトコル
– TCP (port 4189)上で動作
PCC 6
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5
PCE
Customer
A社
Customer
A社
PCEP
RFC 4665
RFC 5440
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13. 動作概要(1/2)
PCE PCC
SYN
SYN, ACK
ACK
OPEN message
Keepalive message
…
【OPEN message】
TCPセッション確⽴後に
それぞれが送信。
Keepalive/Deadtimer
の調整やCapabilityの広
報を⾏う。
【Keepalive message】
PCEPセッションの死活監
視のために定期的にやり
取りされる。
RFC 5440
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14. 動作概要(2/2)
PCE PCC
PCReq message
【PCReq message】
パス計算を要求するため
のメッセージ。帯域幅な
どのパスの要求値と、
Source/Destination IP
を⼊れて要求する。
【PCRep message】
PCEが計算したパス情報
をPCCに送信する。
PCRep message
Close message 【Close message】
PCEPセッションをclose
したいときに送信する。
RFC 5440
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15. Stateful PCEで追加された動作
PCE PCC
PCRpt message
【PCRpt message】
PCCから現在のLSPの情
報をPCEに送信する。
【PCUpd message】
PCEからPCCに対して既
存LSPの更新メッセージ
を送信する。
PCUpd message
PCInitiate message
【PCInitiate message】
PCEからPCCに対して、
新規LSPを確⽴する要求
を送信する。
draft-ietf-pce-pce-initiated-lsp
draft-ietf-pce-stateful-pce
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16. Agenda
• PCEの概要・なぜ必要なのか？
• PCE/PCEP基本動作
• PCEの利⽤事例
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17. Inter-domain LSP
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10Domain 1 Domain 2
PCE
(Domain2)
PCE
(Domain1)
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Domain 1
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10Domain 2
1. 10までのLSP
が欲しい！ 2. 10までのLSP
が欲しい！
PathKey=Key1
4. {7,Key1}でい
けるよ！
6. {1,3,5,7,Key1}
でいけるよ！
3. ⾃ドメイン内で計算す
る、計算したLSPにPath
KeyというIDを振る
5. ⾃ドメイン内
で計算する
RFC 5441 RFC 5520 RFC 5553
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18. WAN-SDN
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PCE
1. 7〜9の区間がトラヒックが溢れそう！
2. 7〜9の区間にのっているLSPをピックアップ
3. その中でトラヒックの⼤きいLSPを他のパスに移
す対象に決定
4. 移⾏対象のLSPに対して再度パス計算を実施
5. PCCに対してLSPの変更依頼メッセージを投げる
(PCUpdate message)
このLSPは
{1,2,4,6,8,10}
に移ってください
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Traffic
Monitor
7〜9溢れそう！
Server

19. WAN-SDN
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PCE
1. 7〜9の区間がトラヒックが溢れそう！
2. 7〜9の区間にのっているLSPをピックアップ
3. その中でトラヒックの⼤きいLSPを他のパスに移
す対象に決定
4. 移⾏対象のLSPに対して再度パス計算を実施
5. PCCに対してLSPの変更依頼メッセージを投げる
(PCUpd message)
このLSPは
{1,2,4,6,8,10}
に移ってください
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Traffic
Monitor
7〜9溢れそう！
PCEはルーターの外にあるので上のようなシナリオ
をプログラムにして⾃動化することが容易！
Server

20. SR-TE and PCE
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PCE
{1,4,45,8,10}の
SR-TEを作ってくだ
さい
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SR domainAdj-SID=45
• PCEはSR-TEも扱えます
– SR-TE = Segment Routing + Traffic
Engineering
– 今のところ扱えるSID
• Node-SID
• Adj-SID
• Binding-SID
• スコープはMPLS-SR (IPv6-SRはスコープ外)
draft-ietf-pce-segment-routing draft-sivabalan-pce-binding-label-sid

21. まとめ
• PCE = Path Computation Element
–MPLSのパス計算をやってくれます！
• PCEはMPLSネットワークのSDNコン
トローラーとして使えます
–PCEはSDNにおけるSouthbound
Interfaceの1つです！
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