BGP im Data Center (EVPN): Betrieb, Policies und Debugging

BGP im Data Center (EVPN) hat sich in modernen Rechenzentrums-Fabrics als de-facto-Standard etabliert, weil es Skalierung, Multi-Tenancy und kontrollierbares Routing besser unterstützt als klassische Layer-2-Konzepte mit großflächigen Broadcast-Domains. Gleichzeitig ist der operative Betrieb anspruchsvoll: EVPN bringt neue Kontroll- und Datenebenen-Mechanismen (Route Types, Route Targets, MAC/IP-Advertisement, Multihoming), und BGP als Protokoll reagiert sehr präzise auf Policies, Attribute und Timer. Genau diese Präzision ist Segen und Fluch: Kleine Fehlkonfigurationen in Import/Export, Route-Maps, Communities oder Next-Hop-Handling führen schnell zu „schwarzen Löchern“, asymmetrischen Pfaden oder unerwarteten Failover-Szenarien. Wer EVPN im Alltag zuverlässig betreiben will, braucht deshalb ein solides mentales Modell, klare Policy-Standards und ein Debugging-Vorgehen, das Symptome sauber auf Ursachen zurückführt. Dieser Artikel erklärt, wie EVPN-BGP in typischen Data-Center-Fabrics (Leaf-Spine) arbeitet, welche Policy-Bausteine sich bewährt haben und wie Sie Störungen strukturiert eingrenzen – vom BGP-Session-Problem bis zum falschen Route Target oder einem Multihoming-Edge-Case.

EVPN im Data Center: Was BGP hier wirklich transportiert

In EVPN dient BGP nicht nur dazu, IP-Präfixe zu verteilen, sondern auch Endpunkt-Informationen, die früher über Flooding/Bridging gelernt wurden. EVPN ist dabei eine Control-Plane für MAC- und IP-Learning, Multi-Homing sowie Overlay-Informationen. In VXLAN-basierten Fabrics übernehmen Leaf-Switches typischerweise die Rolle der VTEPs (VXLAN Tunnel Endpoints) und sprechen EVPN über BGP, um:

• MAC-Adressen (und optional IPs) zu signalisieren, statt sie per Flooding zu lernen.
• IP-Prefixe für Anycast-Gateway oder Inter-VRF-Routing zu verteilen.
• Multihoming (z. B. Dual-Homed Server via LACP) sauber zu koordinieren.
• Segmentierung über Route Targets (RTs) und VRF-Instanzen zu erzwingen.

Ein guter Einstieg in die EVPN-Konzepte und Route Types findet sich in herstellerneutralen Übersichten, z. B. in der EVPN-Spezifikation (RFC 7432), die die Route-Typen und das Control-Plane-Modell formal beschreibt.

Grundbausteine einer EVPN-Fabric: Underlay, Overlay und Rollen

Operativ ist es hilfreich, EVPN in drei Schichten zu denken: Underlay (IP-Transport), Overlay (VXLAN/EVPN) und Services (VRFs, Gateways, Policies). BGP kann in allen drei Schichten auftauchen, aber jeweils mit anderen Nachbarschaften und Address-Families.

• Underlay: IP-Reachability zwischen Leafs und Spines, oft via eBGP oder IGP. Ziel: stabile Loopback-Erreichbarkeit der VTEPs.
• Overlay (EVPN): BGP EVPN zwischen Leafs (häufig über Route Reflectors oder über Spines als RR) zur Verteilung von EVPN-Routen.
• Services: VRF-Lite/VRFs, Anycast Gateway, Prefix-Routing (z. B. Type-5), externe Anbindungen (DCI, Firewall, WAN).

Wichtig: Ein EVPN-Problem sieht oft wie ein Datenebenenproblem aus, ist aber meist ein Control-Plane- oder Policy-Problem. Deshalb beginnt gutes Troubleshooting nicht bei „Ping geht nicht“, sondern bei „Welche Route/Advertisement sollte existieren, und ist sie im BGP-RIB sichtbar?“

EVPN-Route Types im Betrieb: Welche Informationen zählen wann?

Je nach Design spielen unterschiedliche EVPN-Route Types die Hauptrolle. Sie müssen nicht jede Bit-Definition auswendig kennen, aber die operative Bedeutung sollte klar sein:

• Type 2 (MAC/IP Advertisement): Signalisiert MAC und optional IP eines Endpunkts. Zentral für Host-Reachability ohne Flooding.
• Type 3 (Inclusive Multicast Ethernet Tag): Für BUM-Traffic (Broadcast/Unknown Unicast/Multicast) im Overlay; bei Head-End Replication oder Multicast-Underlay relevant.
• Type 5 (IP Prefix Route): Für IP-Präfixe in VRFs; wichtig für skalierbares L3 im Overlay und für bestimmte Anycast-/Summarization-Strategien.

Wenn Sie Symptome sehen wie „MAC flapped“, „ARP ist langsam“ oder „nur bestimmte Subnetze sind betroffen“, lohnt es sich, gezielt zu prüfen, ob Type-2- und Type-5-Routen korrekt importiert/exportiert werden und ob Next-Hop/VTEP-Informationen konsistent sind.

Policies in EVPN: Warum Route Targets der Dreh- und Angelpunkt sind

In EVPN steuern Route Targets (RTs) praktisch, wer welche Informationen sehen darf. RTs sind damit das wichtigste Segmentierungswerkzeug in der Control Plane. Typische Muster sind:

• VNI/BD-gebundene RTs für Layer-2-Segmente (Bridge Domains).
• VRF-gebundene RTs für Layer-3-Segmente (Tenant-VRFs).
• Gezielte Leak-RTs für kontrolliertes Inter-VRF-Routing (z. B. Shared Services).

Operative Best Practice: Legen Sie ein eindeutiges RT-Schema fest (z. B. pro Tenant/VRF/VNI) und automatisieren Sie die Zuweisung. Manuelle RT-Pflege ist eine der häufigsten Ursachen für schwer auffindbare Reachability-Probleme, weil sich die Fabric „gesund“ anfühlt (BGP up), aber die relevanten Routen nie importiert werden.

Import/Export-Fehlerbilder, die typisch für RT-Probleme sind

• Nur ein Leaf erreicht einen Endpunkt: Route wurde lokal gelernt, aber nicht exportiert oder remote nicht importiert.
• Asymmetrische Erreichbarkeit: Eine Richtung hat die Route, die andere nicht (häufig durch Leak-Regeln oder unterschiedliche Policy-Sets).
• „Blackhole“ nach Migration: RT-Schema geändert, aber nicht überall konsistent ausgerollt.

BGP-Session-Design: eBGP vs. iBGP, Route Reflectors und Failure Domains

Viele Data-Center-Fabrics nutzen eBGP im Underlay (Leaf↔Spine) und iBGP EVPN im Overlay, oft über Route Reflectors (RR). Andere Designs nutzen eBGP auch für EVPN. Entscheidend ist nicht „richtig oder falsch“, sondern ob das Design operativ beherrschbar und konsistent ist.

• Route Reflectors: reduzieren iBGP-Full-Mesh-Komplexität, erfordern aber klare RR-Redundanz und Monitoring der Reflection-Topologie.
• eBGP EVPN: kann Policy und Skalierung vereinfachen, setzt aber saubere AS-Designs und Next-Hop-Handling voraus.
• Failure Domains: RR-Ausfall oder Underlay-Instabilität kann EVPN-Routen „verschwinden“ lassen, obwohl die Datenebene kurzfristig noch cached wirkt.

Ein hilfreicher Referenzpunkt für die grundlegende Arbeitsweise von BGP und seine Attribute ist die BGP-4-Spezifikation (RFC 4271). Für EVPN-Betrieb ist vor allem wichtig, dass BGP deterministisch ist: Was Ihre Policy erlaubt, wird propagiert; was sie verhindert, existiert für den Nachbarn nicht.

Operational Safety: Guardrails für Policies und Änderungen

EVPN skaliert, aber Fehler skalieren mit. Deshalb sollten Policies nicht nur technisch korrekt, sondern auch betriebssicher sein. Bewährte Leitplanken sind:

• Default-Deny bei Import/Export: lieber explizit freischalten als implizit alles importieren.
• Standardisierte Communities: z. B. für Tenant, Environment, „no-export“, Leak-Klassen oder Blackhole-Mechanismen (mit Vorsicht).
• Max-Prefix/Route-Limits: Schutz vor unkontrollierter Route-Explosion, insbesondere bei Type-2/Type-5 in großen Umgebungen.
• Change-Scoping: erst in einem Pod/Availability Zone testen, dann ausrollen.
• Config-Validation: Policies als Code, Schema-Checks, Unit-Tests für Route-Maps/Policies, bevor es in Produktion geht.

Wenn Sie Route-Limits definieren, hilft eine einfache Kapazitätsabschätzung: Anzahl Endpunkte pro Segment multipliziert mit der Anzahl relevanter Route Types. Beispielhaft:

$\mathrm{ExpectedRoutes}\approx \mathrm{Endpoints}\times \mathrm{TypesPerEndpoint}+\mathrm{Prefixes}$

Wenn pro Endpunkt typischerweise eine Type-2-Route (MAC/IP) anfällt und zusätzlich pro VRF Type-5-Präfixe verteilt werden, sollten Max-Prefix-Werte nicht „blind“ gesetzt werden, sondern aus erwarteten Größenordnungen abgeleitet sein – mit Reserven für Wachstum.

Typische EVPN-Störungen: Symptome, Ursachen und schnelle Checks

Im Alltag wiederholen sich bestimmte Muster. Wer sie erkennt, verkürzt die Fehlersuche drastisch.

Symptom: „BGP ist up, aber Traffic geht nicht“

• Häufige Ursache: RT-Import/Export-Mismatch, falsche VRF-Zuordnung, Route-Policy blockiert EVPN-AF.
• Schnelle Checks: Existiert die erwartete EVPN-Route im lokalen BGP-RIB? Wird sie an Nachbarn advertised? Wird sie remote importiert?

Symptom: „Nur Dual-Homed Hosts haben Drops“

• Häufige Ursache: Multihoming (ESI) inkonsistent, LACP/port-channel nicht symmetrisch, DF-Election/Designated Forwarder-Probleme.
• Schnelle Checks: Stimmt die ESI-Konfiguration auf beiden Leafs? Sind EVPN Multihoming-Routen vorhanden? Flappen MACs zwischen Leafs?

Symptom: „ARP/ND ist langsam oder floodet“

• Häufige Ursache: Proxy-ARP/ND-Mechanismen, fehlende MAC/IP-Advertisements, Type-2 unvollständig, BUM-Handling (Type-3) falsch.
• Schnelle Checks: Werden IPs in Type-2 signalisiert? Wie ist BUM umgesetzt (Head-End Replication vs. Multicast)?

Debugging-Workflow: Vom Symptom zur Route, von der Route zur Policy

Gutes EVPN-Debugging ist routengetrieben. Statt zuerst Pakete zu capturen, klären Sie zunächst, ob die Control Plane die erwarteten Informationen hat. Ein praxistauglicher Ablauf sieht so aus:

• Schritt 1: Scope definieren – Welcher Tenant/VRF, welche VNI/BD, welche Endpunkte (MAC/IP), welcher Zeitpunkt?
• Schritt 2: Local State prüfen – Hat der lokale Leaf den Endpunkt gelernt (MAC table/ARP/ND) und baut er daraus die EVPN-Route?
• Schritt 3: BGP-RIB prüfen – Ist die EVPN-Route im BGP vorhanden? Welche Attributes (RT, Next Hop, ESI, Label/VNI)?
• Schritt 4: Advertisement prüfen – Wird die Route an RR/Peers advertised oder durch Policy gefiltert?
• Schritt 5: Remote Import prüfen – Sieht der Ziel-Leaf die Route? Wird sie in die VRF/FIB installiert?
• Schritt 6: Datenebene verifizieren – Erst jetzt: Forwarding, VXLAN-Tunnel, Encapsulation, MTU, Hashing/ECMP.

Diese Reihenfolge verhindert, dass Sie Zeit in Paketanalysen investieren, obwohl die Route schlicht nicht existiert oder nicht importiert wird. Für den Zusammenhang zwischen EVPN und VXLAN-Mechanik ist die VXLAN-Spezifikation (RFC 7348) eine solide Referenz, insbesondere wenn Encapsulation-Details oder MTU-Fragen relevant werden.

Policy-Fehler präzise erkennen: Was gefiltert wird, ist oft unsichtbar

In BGP ist „nicht vorhanden“ häufig gleichbedeutend mit „gefiltert“. Deshalb sollten Sie Policies immer so gestalten, dass sie operativ debuggbar sind. Praktische Maßnahmen:

• Policy-Zähler/Hitcounts nutzen: Route-Map/Policy-Entries mit Countern zeigen, ob Regeln greifen.
• Explizite Logging-Optionen sparsam einsetzen: nicht dauerhaft, aber als temporäre Debug-Hilfe.
• „Shadow Policies“ in Testumgebungen: Simulation von Import/Export ohne produktive Wirkung.
• Namenskonventionen: Policies nach Zweck benennen (z. B. EVPN-IMPORT-VRF10, EVPN-EXPORT-BD2001).

Ein häufiger Fehler ist die Vermischung von Underlay- und Overlay-Policies. Wenn eine Route-Map „global“ auf Nachbarschaften liegt, kann sie versehentlich EVPN Address Families mitfiltern. Best Practice ist eine klare Trennung: Underlay (IPv4/IPv6 Unicast) und Overlay (EVPN) sollten eigene Policy-Profile erhalten.

Next-Hop, Rekursion und Datenebenen-Fallen

Selbst wenn EVPN-Routen korrekt verteilt sind, kann Forwarding scheitern, wenn Next-Hop-Informationen nicht auflösbar sind oder die Underlay-Reachability bricht. Typische Fallen:

• VTEP-Loopback nicht erreichbar: EVPN-Route existiert, aber VXLAN-Tunnel kann nicht aufgebaut werden.
• Next-Hop-Handling bei RR: Je nach Design muss Next-Hop unverändert bleiben oder bewusst gesetzt werden.
• MTU und Encapsulation: VXLAN-Overhead reduziert effektive MTU; Path-MTU-Discovery-Probleme führen zu „mysteriösen“ Drops.

Wenn Sie Underlay-Instabilität vermuten, prüfen Sie konsequent: Sind Loopbacks aller VTEPs stabil erreichbar? Gibt es Drops/Errors auf Links? Sind ECMP-Pfade konsistent? Gerade bei Leaf-Spine mit ECMP kann ein Teilpfad fehlerhaft sein und nur einen Teil des Traffics betreffen.

Multihoming und LACP: Redundanz ohne Überraschungen

EVPN Multihoming ist mächtig, weil es aktive/aktive Designs ermöglicht. Operativ verlangt es jedoch strikte Symmetrie: gleiche Port-Channel-Parameter, gleiche ESI-Zuordnung, kompatible Hashing- und LACP-Einstellungen. In vielen Umgebungen sind Multihoming-Probleme die „teuersten“ Incidents, weil sie sich als sporadische Drops unter Last zeigen.

• MAC-Flaps zwischen Leafs: häufig ein Hinweis auf inkonsistentes Multihoming oder auf verkabelte Topologiefehler.
• Uneinheitliche DF-Rolle: kann BUM/ARP-Verhalten beeinflussen und zu scheinbar zufälligen Effekten führen.
• Server-Team-Antworten: Bonding-Modus und LACP-Timer müssen zum Switch-Design passen.

Monitoring und Observability: Welche Signale EVPN-Betrieb wirklich absichern

EVPN ist nicht „set and forget“. Damit Betrieb stabil bleibt, brauchen Sie Telemetrie auf drei Ebenen: BGP/EVPN Control Plane, Underlay Health und Datenebenen-Indikatoren pro VRF/VNI.

• Control Plane: BGP Session State, EVPN-Routenanzahl (Type 2/5), Update-Raten, Withdraw-Spikes, RR-Health.
• Policy Health: Filter-Hitcounts, Max-Prefix-Events, Policy-Change-Auditing.
• Underlay: Link-Errors, ECMP-Imbalance, Latenz/Jitter zwischen VTEPs, MTU/PMTUD-Indikatoren.
• Data Plane: VXLAN Tunnel-Status, ARP/ND-Rate, BUM-Rate, MAC-Move-Events, Packet Drops pro Queue.

Wenn Sie diese Signale kombinieren, erkennen Sie viele Probleme, bevor Nutzer sie spüren: Ein plötzlicher Anstieg an EVPN Withdraws ist oft ein Vorbote für Underlay-Flaps oder fehlerhafte Policy-Rollouts. Umgekehrt kann eine stabile BGP-Session bei gleichzeitigem Einbruch der Tunnel-Erreichbarkeit auf Underlay/MTU hinweisen.

Change-Management im EVPN-Kontext: Kleine Änderungen, großer Radius

EVPN-Änderungen haben häufig einen größeren Blast Radius als erwartet, weil sie die Control Plane für viele Segmente gleichzeitig beeinflussen. Bewährte Vorgehensweisen:

• Rollout in Wellen: erst ein Fabric-Pod oder eine AZ, dann Ausweitung.
• Vorher-Nachher-Vergleich: Snapshot von Route Counts, RT-Listen, Policy-Hitcounts, Tunnel-Status.
• Rollback-Plan: nicht nur „Config zurück“, sondern auch „Caches leeren“, „Sessions resetten“ und „Policy-Reihenfolge“ prüfen.
• Dokumentierte Standards: RT/ASN-Schema, Naming, Community-Set, Default-Deny-Philosophie.

Gerade bei Policy-Anpassungen empfiehlt es sich, Änderungen so zu gestalten, dass sie im Zweifel zunächst „nur einschränken“ oder „nur in einem Scope wirken“, statt global zu erweitern. Das reduziert die Wahrscheinlichkeit, unbeabsichtigt Routes zu leaken oder zu verlieren.

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