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带你揭开SR技术神秘面纱

iSlot官方网站 - 引领潮水 颁布功夫:2020-12-03
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作者:江十一

 

媒介

 

早在1997年 ,MPLS网络的推出 ,其选取标签互换 ,一个标签对应一个用户数据流的方式 ,极度易于用户间数据的隔离 ,利用分辨服务系统等闲地解决困扰传统IP网络的QoS/CoS问题 ,同时MPLS自身提供流量工程的能力 ,能够最大限度地优化配置网络资源 ,自动急剧建复网络故障 ,提供高可用性和高靠得住性。然而 ,为了满足越来越多的利用需要 ,MPLS技术在从前20多年一向在做加法 ,职能不休丰硕的同时 ,也带来了执行和使用上的复杂性。

 

Segment Routing的概想和技术系统在2013年初次提出 ,短短四年间已经获得了业界的宽泛支持 ,并已经在国内表前沿运营商的网络中起头现实部署。Segment Routing的源路由和无状态个性 ,使得其成为SDN/NFV在IP网络高低一步发展的关键技术 ,其超大规模组网能力也是实现IP网络端到端运营调度和网络沉构的基础。

 

Segment Routing是继MPLS之后 ,IP领域沉要的创新 ,得到了业界的宽泛支持 ,并逐步成为SDN的主流网络架构尺度。

 

本文通过讲述Segment Routing的诞生、产生SR的驱动力、SR的工作方式、SR的有关基础概想以及SR的利用场景 ,带各人初步意识SDN网络新兴技术Segment Routing。

 

01 什么是SR?

 

Segment Routing ,分段路由是基于源路由理想而设计的在网络上转发数据包的和谈 ,借助MPLS转发平面实现数据转发 ,Segment Routing将网络蹊径分成一个个段 ,并且为这些段和网络中的转发节点(Node)分配段标识ID ,通过对段和网络节点进行有序的分列(Segment List) ,得到一条齐全的转发蹊径。

 

02 SR的诞生

 

关于SR定名的起源 ,传闻起源于SR项目组的一次罗马经历 ,SR名字由来于“通往罗马之路” ,意大利语中SR即“Strade Romane” ,也就是我们时时听到的“All roads lead to Rome” ,“条条大路通罗马” ,通过组合多条路路 ,罗马人能够去往罗马帝国内的肆意处所。

 

 

Clarence Filsfils是Segment Routing技术的发现者和推动者 ;在思科工作的 20 年间 ,Clarence Filsfils 占有极其丰硕的创新、产业化、市场推广和现实部署经验 ,受到全球运营商、OTT 和大型企业客户的尊敬和信任。

 

  • 2012年 ,项目组成立
  • 2015年 ,SR加快成熟 ,思科路由器支持SR-TE后 ,用户起头批量部署
  • 2016年 ,国内表前沿电信运营商和互联网公司起头使用SR技术
  • 2017年 ,Linux4.0正式版本起头支持SR
  • 2018年 ,PFC尺度:PFC8402 ,落实SR技术

 

03 SR产生的驱动力

 

 

优雅的MPLS数据平面很少受到挑战 ,但是人们越来越显著的感触到MPLS经典的节造平面(LDP、RSVP-TE)过于复杂 ,且不足可扩大性。

 

SR的技术优势 ,进一步驱动了SR利用的大规模部署利用。

 

 

04 SR的工作方式

 

在SR项主张早期 ,SR项目组用飞机行李转运的行李标签向没有有关技术布景的人员诠释 ,SR是若何工作的。以一个行李 ,从德国慕尼黑机。∕UC)到日本成田机。∟RT) ,蹊炯国亚特兰大机。ˋTL)为例。

 

 

如上图 ,当一个包裹在始发机场给行李贴上一个标签“慕尼黑(MUC)à亚特兰大(ATL)à成田(NRT)” ,这样的话 ,传输系统中的每个站点不必要再鉴别单个行李的齐全蹊径 ,只必要鉴别几千个机场的代码 ,如MUC代表慕尼黑机场等 ,通过行李的标签代码 ,就能够依照标签将行李发往指定的主张地机场。

 

SR的做法其实一样 ,一个prefix segment代表一个机场代码 ,报文中的segment代表着行李上的标签 ,源节点知路数据包的特定要求 ,依照此编码为segment列表 ,压入报头中 ,网络中的其他设备不必要知路此数据包的特定要求 ,只必要知路 ,怎么处置prefix segment即可。

 

 

上图中 ,当一个数据包从 ,Site_A必要转发到Site_B时 ,当Site_A为数据包压入一个(16002à28003à16006)segment-list时 ,当蹊径中的网络节点进行转发时 ,只必要依照标签挨次去转发数据包 ,并不必要关注数据包的起源等 ,最终流量会依照图中紫色虚线进行转发。

 

05 SR有关概想

 

源路由

 

源路由器为要转发的数据包选择一个蹊径 ,并将其作为segment-list编码到数据包的包头中 ,网络中其余的路由器 ,执行编码的指令 ,并进行转发。

 

Segment Routing转发平面

 

MPLS转发平面

 

  • Segment-List体现为MPLS的标签栈

  • Segment Routing能够利用现有的MPLS数据平面

  • Segment即MPLS标签

  • 可用于IPv4或IPv6地址簇

 

IPv6转发平面

Segment-List体现为路由扩大报头中的多个IPv6地址

 

全局Segment、本地Segment

 

Global Segment(全局Segment)

 

  • SR域中任一节点都领略Segment的有关指令

  • SR域中的每个节点都装置了该Segment的有关指令

  • 在MPLS SR中体现为SRGB中的全局标签值

 

Local Segment(本地Segment)

 

  • 只有该Segment的始发节点领略该Segment的有关指令

  • MPLS SR中体现为本地分发的标签

 

 

以R1àR3的两条蹊径为例 ,蓝色蹊径中的{16002,16003} ,为全局segment ,SR域中任一节点都领略Segment的有关指令 ,流量依照R1àR2àR3转发 ;红色蹊径中{16004,27003,16003} ,其中27003位本地segment ,疏导流量转发至R4衔接R5的互联链路中的其中一根链路 ,流量依照R1àR4à(27001对应链路)àR5àR3进行转发。

 

全局标签索引

 

Global Segment(全局Segment)始终以“SRGB(标签领域)”+index(索引)组成

 

  • SR域中 ,索引必须唯一

  • 最佳实际:所有局点拥有一样的SRGB

  • 运营商目前均要求使用“Global模式”

  • Global Segment简化了网络运营成本

  • 各厂商SRGB界说分歧 ,如Cisco使用16000-23999

 

拥有一样SRGB的几个益处

 

  • 标签拥有绝对值 ,即SRGB + Index

  • SRGB固定后 ,Index能够由IGB/BGP分配

 

Segment Routing节造平面

 
 

SR的节造平面可所以IGP(ISIS、OSPF)或BGP

 

IGP作为节造平面

 

IGP分发的Segment分为两种 ,为构建转发蹊径的根基构建?

 

  • Prefix Segment – 前缀段 ,又称Prefix-SID

  • Adj Segment – 邻接段 ,又称Adj-SID

 

IGP Prefix-SID

 

  • 通常给/32 loopback接口分配标签

  • 寓意:疏导流量沿着支持ECMP最短蹊径去往与该Segment有关联的前缀

  • 支持ECMP

  • Global Segment

  • Segment = SRGB + Index

  • 索引通过ISIS/OSPF分发

 

 

IGP Adj-SID

 

  • 寓意:疏导流量向与该Segment有关联的邻接链路转发出去 ,而不思考最短蹊径若何

  • Local Segment

  • 作为标签致反公告

  • 通过ISIS/OSPF分发

  • 只被Segment的始发节点鉴别

 

 

BGP作为节造平面

 

使用BGP新属性 ,Type 40

 

非必选 ,可传递属性

 

BGP中使用独立地址簇 address-family Label unicast

 

BP分发的Segment分为两种 ,为构建转发蹊径的根基构建?

 

  • Prefix Segment – 前缀段 ,又称Prefix-SID

  • BGP EPE(Egress Peer Engineering)扩大

 

BGP Prefix-SID

 

  • 通常以环回口分配标签

  • Global Segment

  • 寓意:疏导流量沿着支持BGP ECMP多蹊径去往该Segment有关联的前缀

 

BGP EPE(Egress Peer Engineering)扩大

 

  • Local Segment

  • 用于为对等体分配Peer-Node SID、Peer-Adj SID和Peer-Set SID

 
 

 

06 SR的利用场景

 
 
SR利用的最终指标是实现通过利用驱动网络 ,利用提出网络需要àSDN规划蹊径à网络设备转发数据。

 

 

 

利用场景1:蹊径分离服务

 

蹊径选择就如同机场VIP通路服务 ,通过对蹊径的规划 ,使得沉要的流量得到优先的转发保险。

 

 

1)无Segment Routing

R1àR2:只能通过负载平衡或强造单一蹊径

2)有Segment Routing

 

R1àR2:分歧业务自由界说 ,动态规划 ,能够凭据分歧的业务需要界说分歧的蹊径 ,保峻峭害业务的转发

 

利用场景2:蹊径质量规划

 

蹊径质量规划就如同地图导航 ,以从iSlot官方网站北京公司到内江公司为例 ,会有三条蹊径进行选择 ,我们能够凭据自身需要 ,规划蹊径 ,如:功夫最短、公里数最短、收费至少等 ,亦可选择不走高速 ,躲避拥挤等等 ;SR也能够凭据网络延时、开销、带宽、抖动等为特定的业务需要选择特定的数据转发蹊径。

 

1)无Segment Routing

R1àR2:只能通过负载平衡或强造单一蹊径

 

2)有Segment Routing

 

R1àR2:分歧业务自由界说 ,动态规划 ,能够凭据分歧的业务需要界说分歧的蹊径 ,保峻峭害业务的转发

 

利用场景3:端到端统一数据平面

 

 

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