《華為ICT大賽訓(xùn)練》課件-HC110110036SR基本原理_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

毛平貴/4685432019.5.10謝亮/189501新開(kāi)發(fā)SR基本原理SR(SegmentRouting)段路由作為SDN的關(guān)鍵技術(shù),同時(shí)也是對(duì)IP網(wǎng)絡(luò)倡導(dǎo)的極簡(jiǎn)協(xié)議的關(guān)鍵技術(shù),在IP網(wǎng)絡(luò)得到越來(lái)越多的應(yīng)用,課程將會(huì)對(duì)SR技術(shù)及在5G承載網(wǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行分析講解。學(xué)完本課程后,您應(yīng)該能:理解SR的優(yōu)勢(shì)理解SR的的基本概念和工作原理了解SR技術(shù)的應(yīng)用SR技術(shù)背景SR原理解析LDP協(xié)議依賴于IGP協(xié)議,使用本地標(biāo)簽交換,支持ECMP。缺點(diǎn):LDP本身有11種協(xié)議報(bào)文,在應(yīng)用時(shí)大大增加了鏈路帶寬的消耗和設(shè)備CPU利用率。SR產(chǎn)生背景-LDP面臨的問(wèn)題(一)IGPNeighborLDPSessionLDPLDP只支持IGP最短路徑(最小開(kāi)銷)進(jìn)行路徑計(jì)算,不支持TE(流量工程)。SR產(chǎn)生背景-LDP面臨的問(wèn)題(二)LDPLSP10101010202010/20IGPcost

RSVP依據(jù)CSPF算路結(jié)果逐跳形成端到端的LSP,標(biāo)簽為本地標(biāo)簽逐跳,途經(jīng)節(jié)點(diǎn)均會(huì)維護(hù)該Tunnel的狀態(tài)信息,即便SDN化,仍需維護(hù)RSVPTE配置復(fù)雜ECMP實(shí)現(xiàn)復(fù)雜8種RSVP協(xié)議報(bào)文占據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬和CPU處理SR產(chǎn)生背景-RSVP面臨的問(wèn)題(一)PathPathPathResvResvResvPE1PE2P1P2RSVP在負(fù)載分擔(dān)方面實(shí)現(xiàn)復(fù)雜,需要配置多條Tunnel來(lái)實(shí)現(xiàn),給配置和維護(hù)帶來(lái)巨大的工作量。SR產(chǎn)生背景-RSVP面臨的問(wèn)題(二)RSVPTunnel1Tunnel2SR產(chǎn)生背景-SR技術(shù)的誕生轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備設(shè)備設(shè)備控制轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)控制控制傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議演進(jìn)慢,從需求提出到版本發(fā)布需要好幾年的時(shí)間OPEX隨著規(guī)模線性增長(zhǎng)缺乏靈活的部署和使用模式難以滿足服務(wù)商按需快速部署網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的需要增量型SDN網(wǎng)絡(luò)通過(guò)對(duì)現(xiàn)有協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)展,能更好的平滑演進(jìn)提供集中控制和分布式之間的平衡采用源路由技術(shù),提供網(wǎng)絡(luò)和上層應(yīng)用快速交互的能力轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備設(shè)備設(shè)備控制器控制OpenFlow轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)革命型SDN網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)故障依賴控制器才能恢復(fù),可靠性差大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)流表數(shù)量大,流表下發(fā)速率有性能瓶頸對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)顛覆,沒(méi)有得到設(shè)備廠家和運(yùn)營(yíng)商的支持控制轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備設(shè)備設(shè)備控制器控制SegmentRouting轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)控制控制SR是一種只需在源(顯式路徑加載的節(jié)點(diǎn))節(jié)點(diǎn)給報(bào)文增加一系列的段標(biāo)識(shí),便可指導(dǎo)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)的技術(shù)方案。SR產(chǎn)生背景-SR的技術(shù)框架路徑選路動(dòng)態(tài)算路(SPTcomputation)顯示路徑

(SegmentList)控制面

路由協(xié)議擴(kuò)展

(ISIS/OSPF/BGP)SDN控制器(BGP_LS/PCEP/NetConf)數(shù)據(jù)面MPLS

(SegmentLabel)

IPV6

(SRH擴(kuò)展頭)源節(jié)點(diǎn)具有轉(zhuǎn)發(fā)路徑的所有信息,更好地用于路徑控制。與控制器通信:收集拓?fù)?,程序路徑,設(shè)備擴(kuò)展IGP/BGP,支持分段。使用MPLSLabel編碼轉(zhuǎn)發(fā),現(xiàn)網(wǎng)平滑演進(jìn)SR技術(shù)背景SR原理解析

2.1SR基本概念

2.2SR工作原理SR域(SegmentRoutingDomain):SR節(jié)點(diǎn)的集合。Segment:節(jié)點(diǎn)對(duì)入口報(bào)文執(zhí)行的指令(如:依據(jù)最短路徑轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文到目的、或通過(guò)指定接口轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文、或?qū)?bào)文轉(zhuǎn)發(fā)至指定的應(yīng)用/業(yè)務(wù)實(shí)例)。SID(SegmentID):

Segment標(biāo)識(shí)。SegmentRouting將網(wǎng)絡(luò)中的目的地址前綴/節(jié)點(diǎn)和鄰接定義為一個(gè)個(gè)段,并且為這些目的地址前綴/節(jié)點(diǎn)和鄰接分配段ID。段ID相當(dāng)于傳統(tǒng)MPLS技術(shù)中的MPLS標(biāo)簽,在轉(zhuǎn)發(fā)層面映射為MPLS標(biāo)簽。SRGB(segmentroutingglobalblock):

為全局segment預(yù)留的本地標(biāo)簽集合。在MPLS中,SRGB為全局標(biāo)簽預(yù)留的本地標(biāo)簽集合,在IPv6中,SRGB為全局還未被使用IPv6的地址集合。標(biāo)簽棧(SegmentList):標(biāo)簽棧是目的地址前綴SID/節(jié)點(diǎn)SID和鄰接SID有序列表的排序集合,用于標(biāo)識(shí)一條完整的標(biāo)簽交換路徑LSP(LabelSwitchedPath)。在MPLS架構(gòu)中為標(biāo)簽棧,封裝于報(bào)文頭中指導(dǎo)轉(zhuǎn)發(fā)。SR基本概念SR的基本理念是把網(wǎng)絡(luò)分為不同的段(Segment),然后拼接起來(lái),用于指導(dǎo)報(bào)文按指定的路徑轉(zhuǎn)發(fā)。SID:即SegmentID,用來(lái)標(biāo)識(shí)唯一的段。在轉(zhuǎn)發(fā)層面,映射為MPLS標(biāo)簽。SR技術(shù)中三種基本Segment:鄰接段,前輟段和節(jié)點(diǎn)段。Segment

標(biāo)簽段生成方式作用示例AdjacencySegment(鄰接段)源節(jié)點(diǎn)通過(guò)協(xié)議動(dòng)態(tài)分配Adjacency

Segment用于標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)中某節(jié)點(diǎn)的某個(gè)鄰接。由源節(jié)點(diǎn)IGP協(xié)議分配,只在本地有效,并且具有一定的方向性。AdjacencySegment通過(guò)IGP協(xié)議擴(kuò)散到其他網(wǎng)元,全局可見(jiàn),本地有效。通過(guò)AdjacencySegmentID(SID)標(biāo)識(shí)。AdjacencySID為SRGB范圍外的本地SID。PrefixSegment(前綴段)手工配置PrefixSegment用于標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)中的某個(gè)目的地址前綴(Prefix)。PrefixSegment通過(guò)IGP協(xié)議擴(kuò)散到其他網(wǎng)元,全局可見(jiàn),全局有效。PrefixSID是源端發(fā)布的SRGB范圍內(nèi)的偏移值,接收端會(huì)根據(jù)自己的SRGB計(jì)算實(shí)際標(biāo)簽值用于生成MPLS轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)。NodeSegment(節(jié)點(diǎn)段)手工配置NodeSegment是特殊的PrefixSegment,用于標(biāo)識(shí)特定的節(jié)點(diǎn)(Node)。在節(jié)點(diǎn)的Loopback接口下配置IP地址作為前綴,這個(gè)節(jié)點(diǎn)的PrefixSID實(shí)際就是NodeSID。LoopBackx.x.x.xNodeID=103LoopBackx.x.x.xNodeID=102LoopBackx.x.x.xNodeID=101PrefixSID:100100x.x.x.x/x100310011002基于PrefixSegment:由IGP使用SPF算法計(jì)算最短路徑,所以也稱為SR-BE(BestEffort)。如下圖所示,以節(jié)點(diǎn)Z為目的節(jié)點(diǎn),其PrefixSID是100。通過(guò)IGP擴(kuò)散之后,整個(gè)IGP域的所有設(shè)備學(xué)習(xí)到節(jié)點(diǎn)PE2的PrefixSID,之后都會(huì)使用SPF算法得出一條到節(jié)點(diǎn)PE2的最短路徑。Segment

—PrefixSegmentPktPktPktPkt1100PrimarypathBackuppath210031002100cost:1cost:1cost:1cost:1cost:2cost:2cost:2cost:2cost:8cost:8cost:8PktPrefixID=100Pkt100x.x.x.x/xP1P3P5PE2PE1P2P4P6SRGB[1000~1999]SRGB[2000~2999]SRGB[3000~3999]SRGB[2000~2999]SRGB[2000~2999]SRGB[3000~3999]SRGB[2000~2999]SRGB[1000~1999]基于AdjacencySegment:頭節(jié)點(diǎn)指定嚴(yán)格顯式路徑(StrictExplicit)。這種方式可以集中進(jìn)行路徑調(diào)整和流量調(diào)優(yōu),因此可以更好的配合實(shí)現(xiàn)SDN(Software-DefinedNetworking)。AdjacencySegment主要用于SR-TE(TrafficEngineering)。Segment

—AdjacencySegmentP1P3P5PE2PE1P2EP6Pkt709507405Pkt709507405204709507405204102Pkt709507Pkt709709507405204102SegmentListPktPktPktP4基于AdjacencySegment+NodeSegment:顯式路徑與最短路徑相結(jié)合,稱作松散路徑(LooseExplicit)。主要用于SR-TE。Segment

—AdjacencySegment+NodeSegmentP1P3P5PE2PE1P2P4P6Pkt3100405Pkt31004051101Pkt3100405NodeSID=101PrefixID=100Pkt31004052101Pkt2100SegmentListSRGB[1000~1999]SRGB[2000~2999]SRGB[3000~3999]SRGB[2000~2999]SRGB[2000~2999]SRGB[3000~3999]SRGB[2000~2999]SRGB[1000~1999]Pkt3101Pkt1100100x.x.x.x/xSRGB是從本地標(biāo)簽資源隔離出來(lái)的一段區(qū)間,專門用于SR,以使SR的全局標(biāo)簽和傳統(tǒng)MPLS在本地共存。為節(jié)點(diǎn)SID基礎(chǔ),全局唯一的節(jié)點(diǎn)標(biāo)簽與本地標(biāo)簽不得沖突:SRGB范圍和起始值需配置,在起始值基礎(chǔ)上對(duì)節(jié)點(diǎn)SID的索引值進(jìn)行偏移,得出本地標(biāo)簽各設(shè)備上的SRGB范圍為何不配置為一樣?標(biāo)準(zhǔn)中未統(tǒng)一規(guī)定SRGB范圍,各設(shè)備商實(shí)現(xiàn)不同與傳統(tǒng)MPLS共存時(shí),各設(shè)備上空余的標(biāo)簽空間不能保證一樣SRGBSRGB[1000~1999]SRGB[2000~2999]SRGB[3000~3999]SRGB[2000~2999]SRGB[2000~2999]SRGB[3000~3999]SRGB[2000~2999]SRGB[1000~1999]SR技術(shù)背景SR原理解析

2.1SR基本概念

2.2SR工作原理SR(SegmentRouting)段路由是對(duì)現(xiàn)有IGP協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)展,基于MPLS協(xié)議,采用源路由技術(shù)而設(shè)計(jì)的在網(wǎng)絡(luò)上轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的一種協(xié)議。SR將網(wǎng)絡(luò)中的目的地址前綴/節(jié)點(diǎn)和鄰接定義為段,并且為這些段分配SID(SegmentID)。通過(guò)對(duì)AdjacencySID(鄰接段)和Prefix/NodeSID(目的地址前綴/節(jié)點(diǎn)段)進(jìn)行有序排列(SegmentList),就得到一條轉(zhuǎn)發(fā)路徑。SR的原理NodeSID:101PrefixSID:100AdjacencySID:1006AdjacencySID:20061002006100610110020061006100200610061011002006100ECMP工作原理—SR如何工作(IS-ISSR-BE)(控制平面)PE1P1PE2P2P3P4SRGB[600~699]SRGB[400~499]SRGB[200~299]SRGB[500~599]SRGB[300~399]SRGB[100~199]cost:1cost:1cost:1cost:1cost:1cost:1cost:8cost:8LoopBack1x.x.x.xNodeID=10信息泛洪工作原理—SR如何工作(IS-ISSR-BE)(控制平面)PE1P1PE2P2P3P4SRGB[600~699]SRGB[400~499]SRGB[200~299]SRGB[500~599]SRGB[300~399]SRGB[100~199]cost:1cost:1cost:1cost:1cost:1cost:1cost:8cost:8LoopBack1x.x.x.xNodeID=10NodeInLabelOutlabelInterfacePE1110210PE1->P1P1210410P1->P3P3410610P3->PE2PE2610NANAPE1→P1→P3→PE2路徑上各節(jié)點(diǎn)為NodeSID10生成的的標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)

NodeInLabelOutlabelInterfacePE1110310PE1->P2P2310510P2->P4P4510610P4>PE2PE2610NANAPE1→P2→P4→PE2路徑上各節(jié)點(diǎn)為NodeSID10生成的的標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)

工作原理—SR如何工作(IS-ISSR-BE)(控制平面)PE1P1PE2P2P3P4SRGB[600~699]SRGB[400~499]SRGB[200~299]SRGB[500~599]SRGB[300~399]SRGB[100~199]cost:1cost:1cost:1cost:1cost:1cost:1cost:8cost:8LoopBack1x.x.x.xNodeID=10工作原理—SR如何工作(IS-ISSR-BE)(轉(zhuǎn)發(fā)平面)NodeInLabelOutlabelInterfacePE1110210PE1->P1P1210410P1->P3P3410610P3->PE2PE2610NANAPE1→P1→P3→PE2路徑上各節(jié)點(diǎn)上為NodeSID10生成的的標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)

NodeInLabelOutlabelInterfacePE1110310PE1->P2P2310510P2->P4P4510610P4>PE2PE2610NANAPE1→P2→P4→PE2路徑上各節(jié)點(diǎn)為NodeSID10生成的的標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)

PE1P1P2P3P4cost:1cost:1cost:1cost:1cost:1cost:1cost:8cost:8Pkt1210PushPkt2310SRGB[400~499]SRGB[200~299]SRGB[500~599]SRGB[300~399]SRGB[100~199]PE2SRGB[600~699]Pkt1LoopBack1x.x.x.xNodeID=10Pkt2Push工作原理—SR如何工作(IS-ISSR-BE)(轉(zhuǎn)發(fā)平面)NodeInLabelOutlabelInterfacePE1110210PE1->P1P1210410P1->P3P3410610P3->PE2PE2610NANAPE1→P1→P3→PE2路徑上各節(jié)點(diǎn)為NodeSID10生成的的標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)

NodeInLabelOutlabelInterfacePE1110310PE1->P2P2310510P2->P4P4510610P4>PE2PE2610NANAPE1→P2→P4→PE2路徑上各節(jié)點(diǎn)為NodeSID10生成的的標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)

PE1P1P2P3P4cost:1cost:1cost:1cost:1cost:1cost:1cost:8cost:8Pkt1210SwapPkt2310SRGB[400~499]SRGB[200~299]SRGB[500~599]SRGB[300~399]SRGB[100~199]PE2SRGB[600~699]Pkt1410Pkt2510LoopBack1x.x.x.xNodeID=10Swap工作原理—SR如何工作(IS-ISSR-BE)(轉(zhuǎn)發(fā)平面)PE1P1P2P3P4cost:1cost:1cost:1cost:1cost:1cost:1cost:8cost:8PopPkt2610SRGB[400~499]SRGB[200~299]SRGB[500~599]SRGB[300~399]SRGB[100~199]PE2SRGB[600~699]Pkt1Pkt1610LoopBack1x.x.x.xNodeID=10Pkt2PopNodeInLabelOutlabelInterfacePE1110210PE1->P1P1210410P1->P3P3410610P3->PE2PE2610NANAPE1→P1→P3→PE2路徑上各節(jié)點(diǎn)為NodeSID10生成的的標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)

NodeInLabelOutlabelInterfacePE1110310PE1->P2P2310510P2->P4P4510610P4>PE2PE2610NANAPE1→P2→P4→PE2路徑上各節(jié)點(diǎn)為NodeSID10生成的的標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)

工作原理—SR如何工作(SR-TE)(控制平面)NodeAdjacencyIabelPE1NA1011PE1LinkPE1toP1501PE1LinkPE1toP2502P1NA1001P1LinkP1toPE1105P1LinkP1toP2102P1LinkP1toP3103………………控制器上的標(biāo)簽表控制器BGPLSNETCONFPCEPPE1P1PE2P2P3P4105306604205204102304501301103603406402502201403Node

SID:11NodeSID:22NodeSID:2NodeSID:1NodeSID:3NodeSID:4406304103501SegmentList注:1、所有節(jié)點(diǎn)使用相同的SRGB[1000,1999]。2、所有鏈路的cost值都是1。

工作原理—SR如何工作(SR-TE)(控制平面)SID/InlabelOutlabelInterface1011NANA501NAPE1->P1502NAPE1>P210011001PE1->P110021002PE1->P210031003PE1->P110041004PE1->P210221022PE1->P110221022PE1->P2PE1上的標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)

SR-TETunnelSegmentListTunnel1501/103/304/406…………PE1上的SR-TETunnel標(biāo)簽棧封裝表格控制器BGPLSNETCONFPCEPPE1P1PE2P2P3P4105306604205204102304501301103603406402502201403Node

SID:11NodeSID:22NodeSID:2NodeSID:1NodeSID:3NodeSID:4406304103501SegmentList注:1、所有節(jié)點(diǎn)使用相同的SRGB[1000,1999]。2、所有鏈路的cost值都是1。

工作原理—SR如何工作(SR-TEStrictExplicitPath)(轉(zhuǎn)發(fā)平面)SR設(shè)備根據(jù)報(bào)文頭中SR-TE隧道對(duì)應(yīng)的標(biāo)簽棧,對(duì)報(bào)文進(jìn)行標(biāo)簽操作。根據(jù)棧頂標(biāo)簽逐跳查找轉(zhuǎn)發(fā)出接口,指導(dǎo)數(shù)據(jù)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到隧道目的地址。NodeSID/InlabelOutlabelInterfacePE1501NAPE1->P1P1103NAP1->P3P3304NAP3->P4P4406NAP4->PE2圖中PE1到PE2的SR-TETunnel途經(jīng)各節(jié)點(diǎn)上的標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)

控制器BGPLSNETCONFPCEPPE1P1PE2P2P3P4105306604205204102304501301103603406402502201403NodeSID:22NodeSID:2NodeSID:1NodeSID:3NodeSID:4Pkt406304103406304103501Pkt注:1、所有節(jié)點(diǎn)使用相同的SRGB[1000,1999]。2、所有鏈路的cost值都是1。

工作原理—SR如何工作(SR-TEStrictExplicitPath)(轉(zhuǎn)發(fā)平面)圖中PE1到PE2的SR-TETunnel途經(jīng)各節(jié)點(diǎn)上的標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)

控制器BGPLSNETCONFPCEPPE1P1PE2P2P3P4105306604205204102304501301103603406402502201403NodeSID:11NodeSID:22NodeSID:2NodeSID:1NodeSID:3NodeSID:4Pkt406304103Pkt406304406304103501PktSegmentList注:1、所有節(jié)點(diǎn)使用相同的SRGB[1000,1999]。2、所有鏈路的cost值都是1。

Pkt406PktNodeSID/InlabelOutlabelInterfacePE1501NAPE1->P1P1103NAP1->P3P3304NAP3->P4P4406NAP4->PE2工作原理—SR如何工作(SR-TEStrictExplicitPath)(轉(zhuǎn)發(fā)平面)圖中PE1到PE2的SR-TETunnel途經(jīng)各節(jié)點(diǎn)上的標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)

控制器BGPLSNETCONFPCEPPE1P1PE2P2P3P4105306604205204102304501301103603406402502201403NodeSID:11NodeSID:22NodeSID:2NodeSID:1NodeSID:3NodeSID:4Pkt406304103Pkt406304Pkt406Pkt406304103501PktPktSegmentList注:1、所有節(jié)點(diǎn)使用相同的SRGB[1000,1999]。2、所有鏈路的cost值都是1。

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工作原理—SR如何工作(SR-TELooseExplicitPath)(轉(zhuǎn)發(fā)平面)圖中PE1到PE2的SR-TETunnel途經(jīng)各節(jié)點(diǎn)上的標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)

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