2025-02-12 IOL-L2 EVPN L2VPN 機能検証のソースを表示

近年 Catalyst 9000 シリーズに EVPN が実装されてきていますが、先日無償公開された CML2.8 Free に付属している IOL-L2 でも動作することがわかりました。

BGP-EVPN の L2VPN について機能検証を実施しました。

このページにラボシナリオとして、コンフィグや確認コマンド、疎通確認のポイントなどをまとめています。

== EVPN とは ==
MPLS VPN のように複雑化したプロトコルを使わずに、L2VPN や L3VPN を構築できる規格です。

== このドキュメントの目的 ==
EVPN の動作について理解を深められること。

ラボを再現して検証できること。

== 通信要件 ==

=== EVPN : BGP / OSPF ===

* L2VPN : HOST と HOST が EVPN を超えて、同一の IP セグメントで通信できること

== 所感 ==

=== メリット ===

* Cat9000V は UADP / Q200 ともに 18GB / 12Gb とメモリ消費量が非常に大きいが、IOL であれば 1GB で済むこと
* CML2.8 Free 版でも IOL が動作するため、費用なく検証できること
* L3NW を経由して同一の IP セグメントを別の機器に持たせられる

=== 考慮点 ===

* Catalyst 9000 で実際に EVPN が構築された例はまだまだ少ないと思われる

== 構成・検証結果概要 ==

=== 構成 ===
アンダーレイ : IPv4 OSPF

* /30 の P2P リンクで OSPF ネイバーを確立
* Loopback0 と 1 をルート広報 

オーバーレイ : IPv4 BGP

* Loopback0 同士で BGP ネイバーを張る
* address-family l2vpn evpn で MAC アドレスを広報

オーバーレイ : VxLAN

* Loopback1 を送信元にして、対向側の Loopback1 を宛先にする
* VxLAN でカプセル化して、L2 トンネリングする

=== EVPN の実装状況について ===
{| class="wikitable"
|+IOS-XE 17.15.1 EVPN 実装状況
!プロトコル
!コメント
|-
|BGP
|Cat8000V だと MPLS が必須だったが、IOL-L2 では BGP のみで問題なし
|-
|OSPF
|アンダーレイ OSPF では特に EVPN の実装を意識しなくて OK
|-
|VxLAN
|使用できる
|-
|マルチキャスト
|使用しなくても BUM は Ingress Replication で OK
|}

=== その他 ===

* IPv6 LLA をアンダーレイに使用した、interface 指定の自動 BGP ピアリングは実装されていない

== 検証環境 ==
'''EVE-NG 6.2.0-4'''

* CML からイメージをインポート

'''Cisco IOL-L2 : IOS-XE 17.15.1'''

== 構成図 ==

* IOL-L2 : HOST01 , EVPN01 , EVPN02 , HOST02

[[ファイル:20250212 IOL-L2 EVPN L2VPN Diagram.png|なし|フレーム|20250212_IOL-L2_EVPN_L2VPN_Diagram]]

== IP アドレッシング ==
{| class="wikitable"
! colspan="7" |文書用例示アドレス (8.8.8.8 を除く)
|-
!大種別
!小種別
!ネットワーク アドレス
!ホスト
!インターフェース
!ホスト アドレス
!備考
|-
| rowspan="8" |プライベートアドレス
| rowspan="4" |OSPF / BGP
| rowspan="2" |10.0.0.0/30
|EVPN01
|Eth0/1
|10.0.0.1/30
| rowspan="2" |OSPF P2P で接続、Lo0 と Lo1 をルート広報
|-
|EVPN02
|Eth0/3
|10.0.0.2/30
|-
| rowspan="2" |10.0.0.254/32
10.0.0.253/32
|EVPN01
|Lo0
|10.0.0.254/32
| rowspan="2" |アンダーレイ・コントロールプレーン用途
OSPF Router-ID / BGP ピアに使用
|-
|EVPN02
|Lo0
|10.0.0.254/32
|-
| rowspan="2" |VxLAN
| rowspan="2" |10.0.255.0/24
|EVPN01
|Lo1
|10.0.255.254/32
|VxLAN NVE1 インターフェースに使用
L2VPN のトンネルに使用
|-
|EVPN02
|Lo1
|10.0.255.253/32
|VxLAN NVE1 インターフェースに使用
L2VPN のトンネルに使用
|-
| rowspan="2" |ホストアドレス
| rowspan="2" |172.16.0.0/24
|HOST01
|Vlan10
|172.16.0.101/24
|HOST02 との通信に使用
|-
|HOST02
|Vlan10
|172.16.0.102/24
|HOST02 との通信に使用
|}

== コンフィギュレーション ==
ここではプロトコル・ホスト別にコンフィギュレーションを簡単に解説します。

自分でコンフィグを組んでみたい人向けに、デフォルトでは表示しません。

=== PE01 ===
{| class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed"
|+EVPN01 , 02 コンフィグ
!プロトコル
!EVPN01 コンフィグ
!EVPN02 コンフィグ
!解説
|-
|L2VPN
OSPF
BGP
VxLAN
|
 EVPN01#show run | s back[0-1]|0/1|0/3|ospf|bgp|nve|l2vpn|vlan.*10|vtp
 vtp mode transparent
 
 l2vpn evpn
 <nowiki> </nowiki>replication-type ingress
 
 l2vpn evpn instance 10 vlan-based
 <nowiki> </nowiki>encapsulation vxlan
 
 vlan configuration 10
 <nowiki> </nowiki>member evpn-instance 10 vni 10010
 
 vlan 10
 
 interface Loopback0
 <nowiki> </nowiki>ip address 10.0.0.254 255.255.255.255
 
 interface Loopback1
 <nowiki> </nowiki>ip address 10.0.255.254 255.255.255.255
 
 interface Ethernet0/1
 <nowiki> </nowiki>no switchport
 <nowiki> </nowiki>ip address 10.0.0.1 255.255.255.252
 <nowiki> </nowiki>ip ospf network point-to-point
 
 interface Ethernet0/3
 <nowiki> </nowiki>switchport trunk encapsulation dot1q
 <nowiki> </nowiki>switchport trunk allowed vlan 10
 <nowiki> </nowiki>switchport mode trunk
 <nowiki> </nowiki>switchport nonegotiate
 
 interface nve1
 <nowiki> </nowiki>no ip address
 <nowiki> </nowiki>source-interface Loopback1
 <nowiki> </nowiki>host-reachability protocol bgp
 <nowiki> </nowiki>member vni 10010 ingress-replication
 
 router ospf 1
 <nowiki> </nowiki>router-id 10.0.0.254
 <nowiki> </nowiki>network 10.0.0.0 0.0.0.3 area 0.0.0.0
 <nowiki> </nowiki>network 10.0.0.254 0.0.0.0 area 0.0.0.0
 <nowiki> </nowiki>network 10.0.255.254 0.0.0.0 area 0.0.0.0
 
 router bgp 1
 <nowiki> </nowiki>bgp router-id 10.0.0.254
 <nowiki> </nowiki>bgp log-neighbor-changes
 <nowiki> </nowiki>no bgp default ipv4-unicast
 <nowiki> </nowiki>timers bgp 10 30
 <nowiki> </nowiki>neighbor 10.0.0.253 remote-as 1
 <nowiki> </nowiki>neighbor 10.0.0.253 update-source Loopback0
 <nowiki> </nowiki><nowiki>!
  address-family ipv4
  exit-address-family
  !
  address-family l2vpn evpn
   neighbor 10.0.0.253 activate
   neighbor 10.0.0.253 send-community both
   neighbor 10.0.0.253 soft-reconfiguration inbound
  exit-address-family</nowiki>
|
 EVPN02#show run | s back[0-1]|0/1|0/3|ospf|bgp|nve|l2vpn|vlan.*10|vtp
 vtp mode transparent
 
 l2vpn evpn
 <nowiki> </nowiki>replication-type ingress
 
 l2vpn evpn instance 10 vlan-based
 <nowiki> </nowiki>encapsulation vxlan
 
 vlan configuration 10
 <nowiki> </nowiki>member evpn-instance 10 vni 10010
 
 vlan 10
 
 interface Loopback0
 <nowiki> </nowiki>ip address 10.0.0.253 255.255.255.255
 
 interface Loopback1
 <nowiki> </nowiki>ip address 10.0.255.253 255.255.255.255
 
 interface Ethernet0/1
 <nowiki> </nowiki>switchport trunk encapsulation dot1q
 <nowiki> </nowiki>switchport trunk allowed vlan 10
 <nowiki> </nowiki>switchport mode trunk
 <nowiki> </nowiki>switchport nonegotiate
 
 interface Ethernet0/3
 <nowiki> </nowiki>no switchport
 <nowiki> </nowiki>ip address 10.0.0.2 255.255.255.252
 <nowiki> </nowiki>ip ospf network point-to-point
 
 interface nve1
 <nowiki> </nowiki>no ip address
 <nowiki> </nowiki>source-interface Loopback1
 <nowiki> </nowiki>host-reachability protocol bgp
 <nowiki> </nowiki>member vni 10010 ingress-replication
 
 router ospf 1
 <nowiki> </nowiki>router-id 10.0.0.253
 <nowiki> </nowiki>network 10.0.0.0 0.0.0.3 area 0.0.0.0
 <nowiki> </nowiki>network 10.0.0.253 0.0.0.0 area 0.0.0.0
 <nowiki> </nowiki>network 10.0.255.253 0.0.0.0 area 0.0.0.0
 
 router bgp 1
 <nowiki> </nowiki>bgp router-id 10.0.0.253
 <nowiki> </nowiki>bgp log-neighbor-changes
 <nowiki> </nowiki>no bgp default ipv4-unicast
 <nowiki> </nowiki>timers bgp 10 30
 <nowiki> </nowiki>neighbor 10.0.0.254 remote-as 1
 <nowiki> </nowiki>neighbor 10.0.0.254 update-source Loopback0
 <nowiki> </nowiki><nowiki>!
  address-family ipv4
  exit-address-family
  !
  address-family l2vpn evpn
   neighbor 10.0.0.254 activate
   neighbor 10.0.0.254 send-community both
   neighbor 10.0.0.254 soft-reconfiguration inbound
  exit-address-family</nowiki>
|'''l2vpn evpn instance'''
以下が選択肢に出てくる

* point-to-point (EVPN VPWS)
* vlan-aware
* vlan-based
* vlan-bundle


'''interface nve1'''

* source-interface 指定することで、IP を指定しなくてすみます
* host-reachability で BGP 経由で MAC を学習
* member vni で vlan と紐づけてある vni を通信対象に


'''neighbor 10.0.0.254 , 253'''

* EVPN の MAC アドレス広報は、コントロール プレーンとして動作させるため、Lo0 を使用することにしました

|}

=== HOST01 , 02 ===
{| class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed"
|+CE01 , 02 コンフィグ
!プロトコル
!HOST01 コンフィグ
!HOST02 コンフィグ
!解説
|-
|trunk
SVI
|
 HOST01#show run | s 0/1|Vlan10
 interface Ethernet0/1
  switchport trunk encapsulation dot1q
  switchport trunk allowed vlan 10
  switchport mode trunk
  switchport nonegotiate
 
 interface Vlan10
  ip address 172.16.0.101 255.255.255.0
|
 HOST02#show run | s 0/3|Vlan10
 interface Ethernet0/3
  switchport trunk encapsulation dot1q
  switchport trunk allowed vlan 10
  switchport mode trunk
  switchport nonegotiate
 interface Vlan10
  ip address 172.16.0.102 255.255.255.0
|
|}

== 正常時の疎通・経路確認 ==

=== コマンドリスト ===

==== HOST01 ====
 HOST01#ping 172.16.0.102
 Type escape sequence to abort.
 Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 172.16.0.102, timeout is 2 seconds:
 !!!!!
 Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 2/3/4 ms
 
 HOST01#traceroute 172.16.0.102
 Type escape sequence to abort.
 Tracing the route to 172.16.0.102
 VRF info: (vrf in name/id, vrf out name/id)
   1 172.16.0.102 3 msec *  4 msec
 
 HOST01#show ip arp
 Protocol  Address          Age (min)  Hardware Addr   Type   Interface
 Internet  172.16.0.1             37   aabb.cc80.6000  ARPA   Vlan10
 Internet  172.16.0.2              1   aabb.cc80.6000  ARPA   Vlan10
 Internet  172.16.0.101            -   aabb.cc80.5000  ARPA   Vlan10
 Internet  172.16.0.102          148   aabb.cc80.8000  ARPA   Vlan10

==== HOST02 ====
 HOST02#ping 172.16.0.101
 Type escape sequence to abort.
 Sending 5, 100-byte ICMP Echos to 172.16.0.101, timeout is 2 seconds:
 !!!!!
 Success rate is 100 percent (5/5), round-trip min/avg/max = 2/2/3 ms
 HOST02#traceroute 172.16.0.101
 Type escape sequence to abort.
 Tracing the route to 172.16.0.101
 VRF info: (vrf in name/id, vrf out name/id)
   1 172.16.0.101 3 msec *  3 msec
 HOST02#show ip arp
 Protocol  Address          Age (min)  Hardware Addr   Type   Interface
 Internet  172.16.0.1             38   aabb.cc80.6000  ARPA   Vlan10
 Internet  172.16.0.2              2   aabb.cc80.6000  ARPA   Vlan10
 Internet  172.16.0.3             44   aabb.cc80.7000  ARPA   Vlan10
 Internet  172.16.0.101          149   aabb.cc80.5000  ARPA   Vlan10
 Internet  172.16.0.102            -   aabb.cc80.8000  ARPA   Vlan10
HOST 同士でお互いの MAC が ARP で解決されています。

ARP はブロードキャストドメイン = ルータを超えられないため、EVPN で ARP を転送し L2VPN として動作していることがわかります。

==== EVPN01 ====
 EVPN01#show l2vpn evpn mac
 MAC Address    EVI   VLAN  ESI                      Ether Tag  Next Hop(s)
 -------------- ----- ----- ------------------------ ---------- ---------------
 aabb.cc80.5000 10    10    0000.0000.0000.0000.0000 0          Et0/3:10
 aabb.cc80.8000 10    10    0000.0000.0000.0000.0000 0          10.0.255.253
MAC アドレスを Eth0/3 と EVPN02 から学習していることがわかります。

==== EVPN02 ====
 EVPN02#show l2vpn evpn mac
 MAC Address    EVI   VLAN  ESI                      Ether Tag  Next Hop(s)
 -------------- ----- ----- ------------------------ ---------- ---------------
 aabb.cc80.5000 10    10    0000.0000.0000.0000.0000 0          10.0.255.254
 aabb.cc80.8000 10    10    0000.0000.0000.0000.0000 0          Et0/1:10
MAC アドレスを Eth0/1 と EVPN02 から学習していることがわかります。

== BGP 動作確認 ==
 
{| class="wikitable mw-collapsible mw-collapsed"
|+CE01 BGP + OSPF GIR 動作確認
!確認
!EVPN01
!EVPN02
!備考
|-
|BGP 状態確認
|
 EVPN01#show bgp all summary
 For address family: L2VPN E-VPN
 BGP router identifier 10.0.0.254, local AS number 1
 BGP table version is 16, main routing table version 16
 9 network entries using 3528 bytes of memory
 9 path entries using 2088 bytes of memory
 4/4 BGP path/bestpath attribute entries using 1184 bytes of memory
 1 BGP extended community entries using 40 bytes of memory
 0 BGP route-map cache entries using 0 bytes of memory
 0 BGP filter-list cache entries using 0 bytes of memory
 BGP using 6840 total bytes of memory
 BGP activity 12/3 prefixes, 12/3 paths, scan interval 60 secs
 9 networks peaked at 00:50:41 Feb 12 2025 UTC (00:00:07.828 ago)
 
 Neighbor        V           AS MsgRcvd MsgSent   TblVer  InQ OutQ Up/Down  State/PfxRcd
 10.0.0.253      4            1     323     320       16    0    0 00:50:08        3
|
 EVPN02#show bgp all summary
 For address family: L2VPN E-VPN
 BGP router identifier 10.0.0.253, local AS number 1
 BGP table version is 17, main routing table version 17
 9 network entries using 3528 bytes of memory
 9 path entries using 2088 bytes of memory
 5/5 BGP path/bestpath attribute entries using 1480 bytes of memory
 1 BGP extended community entries using 40 bytes of memory
 0 BGP route-map cache entries using 0 bytes of memory
 0 BGP filter-list cache entries using 0 bytes of memory
 BGP using 7136 total bytes of memory
 BGP activity 12/3 prefixes, 12/3 paths, scan interval 60 secs
 9 networks peaked at 00:50:41 Feb 12 2025 UTC (00:00:17.138 ago)
 
 Neighbor        V           AS MsgRcvd MsgSent   TblVer  InQ OutQ Up/Down  State/PfxRcd
 10.0.0.254      4            1     321     324       17    0    0 00:50:18        3
|'''State/PfxRcd'''
数字が表示されていれば Establish , 数字自体は学習した MAC アドレスを示します。

NG な場合は以下のいずれかとなる。

* Active
* Idle
* Open / OpenSent / OpenConfirm
* Sent
* Connect
|-
|BGP 広報
|
 EVPN01#show bgp all neighbors 10.0.0.253 advertised-routes
 For address family: L2VPN E-VPN
 BGP table version is 16, local router ID is 10.0.0.254
 Status codes: s suppressed, d damped, h history, * valid, > best, i - internal,
               r RIB-failure, S Stale, m multipath, b backup-path, f RT-Filter,
               x best-external, a additional-path, c RIB-compressed,
               t secondary path, L long-lived-stale,
 Origin codes: i - IGP, e - EGP, ? - incomplete
 RPKI validation codes: V valid, I invalid, N Not found
 
      Network          Next Hop            Metric LocPrf Weight Path
 Route Distinguisher: 10.0.0.254:10
  *>   [2][10.0.0.254:10][0][48][AABBCC805000][0][*]/20
                       0.0.0.0                            32768 ?
  *>   [2][10.0.0.254:10][0][48][AABBCC805000][32][172.16.0.101]/24
                       0.0.0.0                            32768 ?
  *>   [3][10.0.0.254:10][0][32][10.0.0.254]/17
                       0.0.0.0                            32768 ?
 
 Total number of prefixes 3
|
 EVPN02#show bgp all neighbors 10.0.0.254 advertised-routes
 For address family: L2VPN E-VPN
 BGP table version is 17, local router ID is 10.0.0.253
 Status codes: s suppressed, d damped, h history, * valid, > best, i - internal,
               r RIB-failure, S Stale, m multipath, b backup-path, f RT-Filter,
               x best-external, a additional-path, c RIB-compressed,
               t secondary path, L long-lived-stale,
 Origin codes: i - IGP, e - EGP, ? - incomplete
 RPKI validation codes: V valid, I invalid, N Not found
 
      Network          Next Hop            Metric LocPrf Weight Path
 Route Distinguisher: 10.0.0.253:10
  *>   [2][10.0.0.253:10][0][48][AABBCC808000][0][*]/20
                       0.0.0.0                            32768 ?
  *>   [2][10.0.0.253:10][0][48][AABBCC808000][32][172.16.0.102]/24
                       0.0.0.0                            32768 ?
  *>   [3][10.0.0.253:10][0][32][10.0.0.253]/17
                       0.0.0.0                            32768 ?
 
 Total number of prefixes 3
|'''BGP 広報'''
MAC アドレスと学習した機器の Lo0 アドレスが見えます。
|-
|BGP 受信
|
 EVPN01#show bgp all neighbors 10.0.0.253 received-routes
 For address family: L2VPN E-VPN
 BGP table version is 16, local router ID is 10.0.0.254
 Status codes: s suppressed, d damped, h history, * valid, > best, i - internal,
               r RIB-failure, S Stale, m multipath, b backup-path, f RT-Filter,
               x best-external, a additional-path, c RIB-compressed,
               t secondary path, L long-lived-stale,
 Origin codes: i - IGP, e - EGP, ? - incomplete
 RPKI validation codes: V valid, I invalid, N Not found
 
      Network          Next Hop            Metric LocPrf Weight Path
 Route Distinguisher: 10.0.0.253:10
  *>i  [2][10.0.0.253:10][0][48][AABBCC808000][0][*]/20
                       10.0.255.253             0    100      0 ?
  *>i  [2][10.0.0.253:10][0][48][AABBCC808000][32][172.16.0.102]/24
                       10.0.255.253             0    100      0 ?
 Route Distinguisher: 10.0.0.254:10
  *>i  [2][10.0.0.254:10][0][48][AABBCC808000][0][*]/20
                       10.0.255.253             0    100      0 ?
  *>i  [2][10.0.0.254:10][0][48][AABBCC808000][32][172.16.0.102]/24
                       10.0.255.253             0    100      0 ?
 Route Distinguisher: 10.0.0.253:10
  *>i  [3][10.0.0.253:10][0][32][10.0.0.253]/17
                       10.0.255.253             0    100      0 ?
      Network          Next Hop            Metric LocPrf Weight Path
 Route Distinguisher: 10.0.0.254:10
  *>i  [3][10.0.0.254:10][0][32][10.0.0.253]/17
                       10.0.255.253             0    100      0 ?
 
 Total number of prefixes 6
|
 EVPN02#show bgp all neighbors 10.0.0.254 received-routes
 For address family: L2VPN E-VPN
 BGP table version is 17, local router ID is 10.0.0.253
 Status codes: s suppressed, d damped, h history, * valid, > best, i - internal,
               r RIB-failure, S Stale, m multipath, b backup-path, f RT-Filter,
               x best-external, a additional-path, c RIB-compressed,
               t secondary path, L long-lived-stale,
 Origin codes: i - IGP, e - EGP, ? - incomplete
 RPKI validation codes: V valid, I invalid, N Not found
 
      Network          Next Hop            Metric LocPrf Weight Path
 Route Distinguisher: 10.0.0.253:10
  *>i  [2][10.0.0.253:10][0][48][AABBCC805000][0][*]/20
                       10.0.255.254             0    100      0 ?
  *>i  [2][10.0.0.253:10][0][48][AABBCC805000][32][172.16.0.101]/24
                       10.0.255.254             0    100      0 ?
 Route Distinguisher: 10.0.0.254:10
  *>i  [2][10.0.0.254:10][0][48][AABBCC805000][0][*]/20
                       10.0.255.254             0    100      0 ?
  *>i  [2][10.0.0.254:10][0][48][AABBCC805000][32][172.16.0.101]/24
                       10.0.255.254             0    100      0 ?
 Route Distinguisher: 10.0.0.253:10
  *>i  [3][10.0.0.253:10][0][32][10.0.0.254]/17
                       10.0.255.254             0    100      0 ?
 Route Distinguisher: 10.0.0.254:10
  *>i  [3][10.0.0.254:10][0][32][10.0.0.254]/17
                       10.0.255.254             0    100      0 ?
 
 Total number of prefixes 6
|'''BGP 受信'''
BGP で受信した MAC アドレスや対向側機器の IP などが見えます。
|}

== 動作確認 - ホスト別コマンドリスト ==

=== HOST01 ===
ping 172.16.0.102

traceroute 172.16.0.102

show ip arp

=== HOST02 ===
ping 172.16.0.101

traceroute 172.16.0.101

show ip arp

=== EVPN01 ===
show ip ospf neighbor

show bgp all summary

show bgp all neighbors 10.0.0.253 advertised-routes

show bgp all neighbors 10.0.0.253 received-routes

show l2fib bridge-domain 10 table unicast

show l2route evpn mac ip

show l2route evpn summary

show l2vpn evpn default-gateway

show l2vpn evpn evi detail

show l2vpn evpn peers

show l2vpn evpn mac summary

show l2vpn evpn mac

show nve peers

=== EVPN02 ===
show ip ospf neighbor

show bgp all summary

show bgp all neighbors 10.0.0.254 advertised-routes

show bgp all neighbors 10.0.0.254 received-routes

show l2fib bridge-domain 10 table unicast

show l2route evpn mac ip

show l2route evpn summary

show l2vpn evpn default-gateway

show l2vpn evpn evi detail

show l2vpn evpn peers

show l2vpn evpn mac summary

show l2vpn evpn mac

show nve peers

== リファレンス ==
[https://qiita.com/kykanno/items/41ba540bf635d97e3f3b IOS-XE Catalyst 9k（CML） で EVPN-VXLANを構築してみた]

== 更新履歴 ==
2025/02/12 : 初版作成

== 脚注 ==
{{#seo:|title={{#if: {{{page_title|}}} | {{{page_title}}} | 2025-02-12 IOL-L2 EVPN L2VPN 機能検証}}|titlemode={{{title_mode|}}}|keywords={{{keywords|}}}|description={{{description|}}}}}
<references />
[[カテゴリ:ラボ]]