IP技术 -- 9 Segment Routing

传统的思路实际上都是由网络适配业务而发展的,但如今,业务种类变得越来越多了,不同类型的业务对网络的需求也不同,如果仍然按照传统的这种思路,不断被动的去调整整个网络的架构和配置,就无法满足当今业务的快速变化,还会使我们的网络部署变得越来越复杂,越来越难以维护。

解决这个问题的思路,就是由以前的网络适配业务转变为业务驱动网络,也就是由业务来定义网络的架构,具体来说,就是说由应用来提出需求,控制器在收集网络信息后,根据业务的需求来计算出一条显式路径,Segment Routing正是在这样一个背景下产生的。

Segment Routing 将网络路径分成了一个个小段,然后为这些段和网络节点分配Segment ID,通过对Segment ID进行有序排列,就可以得到一条完整的转发路径。

这个过程大概分为六步:

1. 配置IGP,为网络中的链路分配SID,用于生成链路标签,这个过程就相当于为城市与城市之间的道路进行编号

2. 为网络前缀和节点配置SID,用于生成前缀标签和节点标签,这个过程就相当于为城市和地区进行编号

3. 将刚才生成的这些SID使用IGP通告邻居

4. 控制器或IGP进行路径计算

5. 头节点给计算出的路径编码,生成带标签的路径信息

6. 头节点将路径信息封装在数据报文里,按照MPLS的转发机制,逐跳转发。

Segment Routing的优势:

1. 简化了MPLS控制协议

MPLS-TE:是一种面向连接的协议,为了维护当前的连接状态,节点之间需要发送和处理大量刷新报文,这个过程就要占用大量的CPU资源和网络带宽

MPLS的标签数随着LSP数量增加,标签占用的资源较多,不利于组建大规模的网络

MPLS路径调整是分布式的,如果它的业务发生了变化,MPLS就需要逐个节点的去调整配置

- Segment Routing想要控制业务路径,只需要在头节点对报文标签操作就可以了,中间的节点完全不需要任何操作,这就使得设备在控制面的压力变得特别小

- Segment Routing的标签数量等于连接数量和节点数量之和,与隧道数量没有任何关系

- Segment Routing的路径调整是集中式的,如果它的业务发生了变化,Segment Routing只需要在头节点调整业务的配置即可

2. 更好的实现SDN

因为Segment Routing是对现有协议进行扩展,可以对网络更好的平滑演进,而不是产生了颠覆

它使用源路由技术,通过头节点控制和调整业务路径,网络可以更快响应上层应用的需求

提供集中控制和分布式之间的平衡,防止控制器称为业务瓶颈

3. 提供了高保护率的FRR保护能力

传统的LFA和RLFA技术对拓扑技术对拓扑都有一定的约束,没有办法实现100%的故障保护。例如:B要把数据转发给F,由于BE之间发生了链路故障,B把数据包转发给C,而C发现CD之间的链路损耗是1000,C又把数据包转发会给B,从而形成回路,造成转发失败。

而TI-LFA技术用显式路径建立备份路径,没有拓扑的约束,理论上可以达到100%的FRR保护。此时当B和E之间发生故障后,B直接启用TI-LFA FRR备份表项,给数据包增加新的路径信息,保证数据包可以沿着备份路径转发。

此外,TI-LFA FRR还支持正切防微环和回切防微环,可以实现端到端的FRR,运维也更简单

总之,Segment Routing是替代MPLS的隧道技术,它的应用场景与MPLS类似,一些常见的使用MPLS隧道的业务,比如公网业务,EVPN,L2VPN和L3VPN等,都可以平滑的切换到Segment Routing 隧道

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