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SegmentRouting技术梳理

分类: 文章 • 2024-03-24 14:44:52

1 传统mpls技术分析

传统mpls技术优点：

  1. 可提供丰富服务，技术成熟；
  2. 被广泛部署，标准度高；

传统mpls网络存在问题：

  1. 网络结构复杂；
  2. 除igp协议以外，还需要额外部署ldp、rsvp协议；
  3. 非确定性比较大；
  4. 服务速率不高；

2 SR定义

  • Segment Routing 是一种源路由机制，用于优化IP，MPLS的网络能力；
  • 可以使网络获得更佳的可扩展性，并以更加简单的方式提供TE、FRR、MPLS v*n等功能
  • 在未来的SDN网络架构中，Segment Routing将为网络提供和上层应用快速交互的能力。
  • SDN将MPLS实现控制与转发分离的一种思想；少协议，少状态，少相互作用==》解决异步问题！

3 SR结构

  • 控制层面： ISIS或者OSPF拓展协议==>通过IGP来advertise标签label
  • 转发层面： MPLS IPv4/IPv6、IPV6==> ingress router使用label stack(标签堆栈)来转发数据包

4 SR与MPLS对比

SR MPLS
SR Header Label Stack
Active Segment Topmost Label
PUSH Operation Label Push
NEXT Operation Label POP
CONTINUE operation Label Swap

5 SR架构

5.1 MPLS架构

转发平面没有改变；一个segment即是一个MPLS标签；

a.一个有序的段列表被编码为一个标签栈；
b.**的segment位于栈顶；
c.当完成一个段后就pop出该栈；
d.额外的栈可以通过push操作入栈。

5.2 IPV6架构

a.一个segment列表可以编码为一个基于ipv6地址的有序列表在路由拓展头部；
b.**的segment在路由拓展头部被一个指针指示出来（指针是不大变大的）
c.一个segment可以插入列表，指针也实时发生更新。

6 SR典型转发流程

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6.1 多样性展示

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例1：{1008}——》R1-R2–R3-R8
例2：{1002,9001,1008}——》R1-R2-north link-R3-R8
例3：{1002,9003,1008}——》R1-R2-any-link-R3-R8

7 SR应用场合

7.1 改变常规路由协议逐跳转发方式

7.2 基于igp的mpls管道技术

提供隧道协议服务：v*n、VPLS、VPWS(无需LDP和RSVP-TE)

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1、SID计算
​ P1去往PE2 SID：200+2=202 P2去往PE2 SID：300+2=302········其它依此类推
2、节点处理：1) PE1 pushes 202 and forwards to PE1.
​ 2) P1 swaps 202 for 302 and forwards to P2.
​ 3) P2 pops 302 and forwards to PE2.
​ (P3和P4同上模式)

7.3 快速重路由

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  1. B声明自己的备份能力（ TTT=000, MIRRORED_OBJECT=101 CONTEXT_SEGMENT=10002;====》对象A,备份段号10002）
    ​ 2)Q一旦检测到链路Q—A断裂,pops the segment to a{101},push a repair tunnel{102.10002}
    ​ 3)100ms后IGP节点删除了去A的路由(RIB表变)，但是仍然往101发送数据2s（SRDB不变）
    ​ 4）当删除RIB后，N重路由s的服务，转为发送段{102，9002}（当去往A的SRDB被删除，N不会再发送去往节点101的数据）
    ​ 总结：仅在Q感知与A连接失败前有延迟

7.4 流量工程

无带宽控制的流量工程

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代价计算流量工程

不同类型的服务有不同特点的路径服务需求：语音服务、高带宽服务
传统只能通过最短路径处理的问题借助SR可以发挥作用；

7.5 服务链功能

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SR可将报文发给中间设备，以执行特殊的操作如DPI(深度报文检测)、流量计数

例子：
​ 要求：用户需要报文P传输到D执行特殊服务如防火墙、DPI再发送往E
​ 设置：I节点设置segment list:{D,SS,E}
​ 说明：D是节点SID,SS是报文P相应的服务SID,E是报文目的节点SID

7.6 oam

1） LSP dataplane monitoring （LSP数据平面监控）
2） Monitoring a remote bundle（监控远程绑定）
3）Fault localization（错误定位）
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具体步骤：
MS 为目的和源均为AA的报文设置segment list：{72,622,922,664}；
MS发送探针报文至相连接路由器 ；利用tunnel技术传至第一个SR 路由器R2;
R2---->R1(662)----->R1(992)----->R1(664);
R1 then forwards the IP probe to AA as per classic IP forwarding

8 参考资料

  1. SR结构
  • draft-ietf-spring-segment-routing-09- Segment Routing Architecture
  1. SR实现细节
  • draft-filsfils-spring-segment-routing-ldp-interop
  • draft-ietf-pce-pce-initiated-lsp
  • draft-ietf-spring-segment-routing-mpls(MPLS实现)
  • draft-previdi-6man-segment-routing-header（IPV6）
  • OAM Requirements for Segment Routing Network draft-kumar-spring-sr-oam-requirement（OAM实现要求）
  1. SR拓展协议
  • draft-ietf-ospf-segment-routing-extensions-09(ospf拓展)
  • draft-ietf-isis-segment-routing-extensions-07 （ISIS拓展）
  • draft-filsfils-spring-segment-routing-ldp-interop
  1. SR应用范围
  • draft-filsfils-spring-segment-routing-use-cases
  • draft-geib-spring-oam-usecase
  • draft-ietf-spring-ipv6-use-cases-04
  • draft-ietf-spring-resiliency-use-cases
  1. SR安全性
  • draft-vyncke-6man-segment-routing-security-02
  1. PCE相关
  • draft-ietf-pce-stateful-pce-09
  • draft-sivabalan-pce-segment-routing-03

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