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带你揭开SR技术神秘面纱

全发国际(中国)有限公司官网 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,,,,,,,以从全发国际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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