SR概念
段路由。基于MPLS完成,转发面是MPLS
SR是基于源路由理念而设计的在网络上转发数据包的一种架构。
SR将网络路径分成一个个的段,这个段代表一个标签,一个行为。这个行为表示一个个的指令。
MPLS LDP存在的问题:
- LDP本身没有算路能力,依赖IGP进行路径计算。
- 控制面需要IGP或LDP,设备之间需要发送大量消息来维持邻居关系,浪费链路带宽和资源。
- LDP与IGP未同步,可能出现数据转发问题。
现在的业务多样性,比如下载业务要求大带宽;视频业务要求时延小;语音业务要求丢包少。
SR原理
基本概念
Segment:是设备针对收到的数据包要执行的指令,该指令包含在数据包头部中。就是设备要执行的指令。
Segment ID:标识Segment指令的ID,如MPLS标签代表指令。
源路由: 源节点选择一条路径并在报文中压入一个有序的Segment List,压入这个列表的设备就叫源路由。
Segment分类:
- Prefix Segment(前缀段):通过Prefix ID表示。用于标识网络中的某个目的地址的前缀,前缀即网段。Node Segment是特殊的Prefix Segment,不代表具体网段,代表某台设备。
- Adjacency Segment(邻接段):用于标识网络中的某个邻接。即代表设备要向哪个链路转发。
Prefix Segment标识了去往哪个网段或哪台设备,Adjacency Segmetn标识了去往目的从哪条链路转发。
SRGB:用户指定的为Segment Routing MPLS预留的全局标签集合。每台设备通过扩展的路由协议通告自己的SRGB。
SRGB就是为了解决每台设备所支持的标签范围不一致,比如R1支持10000-20000范围标签,R2支持30000-40000范围标签,那R2通告一个前缀段给R1,比如通告的标签是30010,R1收到不认识,就丢弃了。那么有了SRGB后,R2会通告前缀SID索引值,如10,那么R2通告给R1,R1收到后,用30010减去30000得到10(R1是知道R2支持的标签范围的),那么R1就知道了要去往索引值为10的节点,然后继续转发。
SR Policy:一段有序的段列表。该列表表示指令的一些集合。
SR与SRv6
SR: SRv6:
数据转发平面基于MPLS 数据转发平面基于IPv6
使用MPLS标签值作为SID 使用IPv6地址作为SID值
标签栈、粘连标签、粘连节点:
基本原理
基于Prefix Segment的转发路径:
路径不是固定的,设备只知道去往某个节点,但路径依然是由IGP进行计算,根据cost值
基于Adjacency Segment的转发路径:
给网络中的每个邻接分配,固定了去往目的地的具体路径,严格匹配转发路径
基于Adjacency Segment+Node Segment的转发路径:
松散路径
SR-MPLS BE
BE尽力而为
BE就是基于Prefix的转发路径,松散的
当去往一个目的地时,路径可以随便走,基于路由表进行转发,只能最终能到达目的地就好。
SR-MPLS TE
TE流量工程
TE就是基于Adjacency的转发路径,严格的。必须按照规划好的路径进行转发。
SR Policy
SR Policy使用段列表指定转发路径,抛弃了隧道接口的概念。
SR Policy分为SR-MPLS Policy和SRv6 Policy
SR-MPLS Policy元组标识
头端(headend):SR-MPLS Policy生成的节点,全局唯一的IP地址。源地址
颜色(color):扩展团队属性,comminty
尾端(endpoint):SR-MPLS Policy的目的地址,全局唯一的IP地址。
SR-MPLS隧道保护与检测技术
TI-LFA FRR
传统LFA算法,在切换到备份路径时,备份路径设备无法感知到主路径设备发生故障,可能根据cost值大小,仍然会把流量转发给主路径,造成流量丢失。
TI-LFA算法,会在每个节点都会计算备份路径保护故障点。当节点检测到故障时,快速切换到备份路径。
[Router] isis 1
[Router-isis-1] frr
[Router-isis-1-frr] loop-free-alternate level-2
[Router-isis-1-frr] ti-lfa level-2
局限性:对于SR隧道中的一些必经节点,TI-LFA无法保护(当必经节点故障时)
Anycast FRR
该技术可以实现对于必经节点的保护。类似于VRRP,把两台路由器虚拟成一台路由器,假设该虚拟路由器为必经节点,当一台路由器坏掉,还可以切换到另外一台路由器,实现对必经节点的保护。
Hot-Standby
算出主备路径。SR-MPLS Policy由主候选路径和备候选路径形成Hot-Standby路径,主、备候选路径属于一个SR-MPLS Policy
局限:只能保护端到端路径,PE设备故障,只能通过路由收敛恢复业务。
VPN FRR
VPN FRR利用基于VPN的私网路由快速切换技术。预先在源PE中设置指向主PE和备PE的主备转发路径,并结合了PE故障快速探测,一般多用于解决CE双归PE的MPLS VPN网络中,PE节点故障导致的端到端业务收敛时间长的问题。
防微环
IGP协议的链路状态数据库各节点独立计算,导致在收敛时,可能会出现有些设备收敛完成,有些没有收敛完成,可能会产生环路。这种环路在转发路径上所有设备完成收敛后消息,称为微环。
SR本地正切防微环:
假如R1去往R6的下一跳为R3,如果R3未完成收敛,那么R3去往R6的下一跳扔指向R2,产生环路。
[P1] isis 1
[P1-isis-1] avoid-microloopfrr-protected
SR本地回切防微环:
在故障恢复后,路径回切时也可能出现微环。
如果R4故障恢复了,如果R2还未恢复,那么R1发出的流量仍然会发给R3,R3就会把流量发给R2。形成本地回切微环。
[P3] isis 1
[P3-isis-1] avoid-microloopfrr-protected
SR远端防微环:
如图PE2和PE3之间链路故障,如果P2率先完成收敛而P1未完成收敛,报文在P1-P2间将形成环路。
[P2] isis 1
[P2-isis-1] avoid-microloop segment-routing
SBFD
BFD进行大量链路检测时,状态机的协商时间会变长,不适合SR。SBFD简化了BFD的状态机,缩短了协商时,提高了网络的灵活性。
BFD
单臂BFD。单臂BFD不需要双方有协商能力,一端配置BFD检测,另一端不用配置。这样单臂Echo的设备发送特殊的BFD报文(报文中源目IP都是自己,本端远端标识也相同)。对端收到后直接环回到本端,以此判断链路是否正常(不支持BFD的设备会将BFD报文环回)。