1. Το πρόβλημα με το RSVP-TE
RSVP-TE (Πρωτόκολλο κράτησης πόρων — Traffic Engineering,RFC 3209) ενεργοποίησε τον ρητό έλεγχο διαδρομής σε δίκτυα MPLS αλλά εισήγαγε σημαντική λειτουργική πολυπλοκότητα:
- Κατάσταση ανά ροή:Κάθε LSP απαιτεί κατάσταση σε κάθε δρομολογητή κατά μήκος της διαδρομής (μηνύματα RSVP PATH και RESV). Σε ένα δίκτυο με χιλιάδες LSP, οι δρομολογητές μεταφοράς διατηρούν τεράστιους πίνακες soft-state που πρέπει να ανανεώνονται συνεχώς.
- Σηματοδότηση κεφαλής:Ο δρομολογητής εισόδου (head-end) σηματοδοτεί τη διαδρομή μέσω του RSVP. Οποιαδήποτε αλλαγή τοπολογίας απαιτεί εκ νέου σηματοδότηση, δημιουργώντας επιβάρυνση σύγκλισης.
- Επεκτασιμότητα:Ο αριθμός των LSP αυξάνεται με το O(N²) για πλήρες πλέγμα και κάθε LSP καταναλώνει καταχωρήσεις LFIB σε κάθε δρομολογητή μεταφοράς.
- Πολυπλοκότητα γρήγορης επαναδρομολόγησης:Το RSVP-FRR (RFC 4090) προστατεύει τους LSP με προ-υπολογισμένες παρακάμψεις ή σήραγγες παράκαμψης εγκαταστάσεων — μια δυνατότητα που λειτουργεί αλλά προσθέτει ένα άλλο επίπεδο κατάστασης.
Δρομολόγηση τμήματος (RFC 8402) εξαλείφει πλήρως την κατάσταση ανά ροή στους κόμβους διέλευσης. Ο δρομολογητής προέλευσης κωδικοποιεί ολόκληρη τη διαδρομή προώθησης ως ταξινομημένη λίστατμήματαστην ίδια την κεφαλίδα του πακέτου. Οι δρομολογητές διέλευσης επεξεργάζονται μόνο το ενεργό τμήμα και δεν χρειάζονται κατάσταση LSP.
2. Αρχιτεκτονική SR (RFC 8402)
A τμήμαείναι μια οδηγία που λέει σε έναν δρομολογητή πώς να προωθήσει το πακέτο — θα μπορούσε να σημαίνει "μετάβαση σε αυτόν τον κόμβο", "έξοδο σε αυτήν τη συγκεκριμένη γειτονία" ή "εφαρμογή αυτής της αναζήτησης VPN". Τα τμήματα αναγνωρίζονται από Αναγνωριστικά τμήματος (SID). Μια ταξινομημένη λίστα SID είναι ηλίστα τμημάτων(ή SID-list). Το ενεργό τμήμα υποβάλλεται σε επεξεργασία σε κάθε άλμα. όταν ολοκληρωθεί η επεξεργασία, το τμήμα αφαιρείται και το επόμενο γίνεται ενεργό.
Υπάρχουν δύο στιγμιότυπα επιπέδου δεδομένων:
- SR-MPLS: Τα SID είναι ετικέτες MPLS. Η λίστα τμημάτων είναι μια στοίβα ετικετών. Συμβατό προς τα πίσω με υπάρχον υλικό MPLS.
- SRv6: Τα SID είναι διευθύνσεις IPv6 128-bit. Η λίστα τμημάτων μεταφέρεται στην Κεφαλίδα δρομολόγησης τμήματος (κεφαλίδα επέκτασης SRH, IPv6). IPv6-native; δεν απαιτείται MPLS.
3. SR-MPLS: Node-SID, Adj-SID και το SRGB
SR-MPLS (RFC 8660) ορίζει δύο βασικούς τύπους SID, που διαφημίζονται από το IS-IS (RFC 8667) ή OSPF (RFC 8665) ως επεκτάσεις TLV:
| Τύπος SID | Εκταση | Σταθερότητα | Εννοια |
|---|---|---|---|
| Κόμβος-SID | Παγκόσμια (SRGB) | Επίμονος | "Παράδοση σε αυτόν τον κόμβο χρησιμοποιώντας τη συντομότερη διαδρομή IGP." Κάθε δρομολογητής έχει ένα Node-SID ανά loopback/router-ID. Όλοι οι δρομολογητές στον τομέα SR πρέπει να προγραμματίσουν αυτήν την ετικέτα. |
| Γειτονιά-ΣΙΔ(Adj-SID) | Τοπικό (SRLB ή δυναμικό) | Εφήμερο (ανά συνεδρία) | "Προωθήστε αυτήν τη συγκεκριμένη διεπαφή σε αυτόν τον συγκεκριμένο γείτονα." Χρησιμοποιείται για να εξαναγκάσει ένα πακέτο σε μια συγκεκριμένη σύνδεση ανεξάρτητα από τη συντομότερη διαδρομή. |
| Anycast-SID | Καθολικός | Επίμονος | Κοινή χρήση από ένα σύνολο κόμβων (π.χ. μια ομάδα anycast ανακλαστών διαδρομής ή PoP κέντρων δεδομένων). Τα πακέτα παραδίδονται στο πλησιέστερο μέλος. |
ΟSRGBΤο (Segment Routing Global Block) είναι το εύρος ετικετών που προορίζεται για παγκόσμια σημαντικά SID. Η κοινή προεπιλογή είναι 16000–23999 (Cisco, Juniper), αν και μπορεί να ρυθμιστεί. Τα Node-SID κωδικοποιούνται ωςτιμές ευρετηρίου(π.χ. ευρετήριο 100) και επιλύθηκε σε μια ετικέτα προσθέτοντας το ευρετήριο στη βάση SRGB (π.χ. 16000 + 100 = ετικέτα 16100). Όλοι οι δρομολογητές πρέπει να χρησιμοποιούν το ίδιο SRGB για να είναι συνεπή τα καθολικά SID — τα αταίριαστα SGRB μεταξύ προμηθευτών ή διαμορφώσεων προκαλούν εσφαλμένη επισήμανση.
Παράδειγμα στοίβας ετικετών SR-MPLS— αποστολή κίνησης από το R1 στο R5 μέσω R3 (ρητό σημείο διαδρομής), αποφεύγοντας την απευθείας διαδρομή R1→R5:
Ingress R1 pushes: [Node-SID(R3)] [Node-SID(R5)] R1→R2: outer label = SID(R3), inner = SID(R5) R2→R3: pops SID(R3) (PHP or explicit-null) R3 sees top label = SID(R5); forwards on shortest path to R5 R5 pops SID(R5); delivers to local application
4. SRv6: SID ως διευθύνσεις IPv6
SRv6 (RFC 8986) κωδικοποιεί SID ως διευθύνσεις IPv6 128-bit δομημένες ως εξής:
| Locator (e.g., /48) | Function (operator-defined, typically 16 bits) | Argument (remaining bits) |
- Εξευρίσκων: Δρομολογήσιμο πρόθεμα IPv6 που έχει εκχωρηθεί στον κόμβο. Οι δρομολογητές συγκοινωνίας κατευθύνονται κανονικά προς αυτό το πρόθεμα. Ο εντοπιστής διαφημίζεται στο IGP.
- Λειτουργία: Προσδιορίζει τη συγκεκριμένη λειτουργία που πρέπει να εκτελεστεί στο τελικό σημείο SID. Παραδείγματα: End (προς τα εμπρός στο επόμενο SID), End.X (προώθηση προς τα έξω συγκεκριμένη γειτνίαση), End.DT4 (decap και αναζήτηση πίνακα IPv4 — χρησιμοποιείται για IPv4 VPN), End.DX2 (decap και L2 cross-connect).
- Επιχείρημα: Προαιρετικό πρόσθετο περιβάλλον για τη συνάρτηση (π.χ. αναγνωριστικό ροής για εντροπία).
Η λίστα τμημάτων μεταφέρεται στοSRH(Κεφαλίδα δρομολόγησης τμήματος,RFC 8754) — μια κεφαλίδα επέκτασης IPv6 με Επόμενη κεφαλίδα = 43 (Κεφαλίδα δρομολόγησης), Τύπος δρομολόγησης = 4. Το SRH περιέχει:
- Segment Left (SL): ευρετήριο στη λίστα τμημάτων που δείχνει προς το ενεργό SID
- Ετικέτα: υπόδειξη ταξινόμησης ροής
- Λίστα τμημάτων[0..n]: τα ταξινομημένα SID (το τελευταίο SID είναι ο προορισμός)
Σε κάθε κόμβο με επίγνωση SR, εάν ο προορισμός IPv6 ταιριάζει με ένα τοπικό SID, ο κόμβος εκτελεί τη συνάρτηση του SID, μειώνει το Segment Left και αντιγράφει Segment List[Segment Left] στο IPv6 DA πριν από την προώθηση.
5. Κυκλοφοριακή Μηχανική με SR-TE
SR-TE (RFC 9256— SR Policy Architecture) αντικαθιστά τα RSVP-TE LSP μεΠολιτικές SR, καθεμία ορίζεται από:
- Headend: Ο κόμβος εισόδου που καθιερώνει την πολιτική
- Χρώμα: Ένα αναγνωριστικό 32-bit που χρησιμοποιείται για τη συσχέτιση της κυκλοφορίας (μέσω της εκτεταμένης κοινότητας BGP Color) με την πολιτική
- Τελικό σημείο: Ο κόμβος προορισμού
- Ένα ή περισσότεραυποψήφιες διαδρομές, το καθένα με μια σταθμισμένη λίστα τμημάτων
Οι υποψήφιες διαδρομές υπολογίζονται από το headend (χρησιμοποιώντας τοπικό CSPF/PCE) ή διανέμονται από έναν κεντρικό SR-PCE/ελεγκτή μέσω PCEP (RFC 5440) ή Πολιτική BGP SR (βλRFC 9256§8). Αυτό εξαλείφει εντελώς το επίπεδο σηματοδότησης RSVP, διατηρώντας παράλληλα τον ρητό έλεγχο διαδρομής.
On-Demand Next-Hop (ODN)είναι μια δυνατότητα SR-TE όπου το headend εγκαινιάζει αυτόματα μια πολιτική SR όταν μια διαδρομή BGP φτάνει με μια συγκεκριμένη κοινότητα χρωμάτων, χωρίς προκαταρκτική παροχή — επιτρέποντας την αυτοματοποιημένη διεύθυνση της κυκλοφορίας για VPN και προθέματα CDN.
6. SR-MPLS vs SRv6 vs RSVP-TE
| SR-MPLS | SRv6 | RSVP-TE | |
|---|---|---|---|
| Επίπεδο δεδομένων | Στοίβα ετικετών MPLS | Επικεφαλίδα επέκτασης IPv6 + SRH | Στοίβα ετικετών MPLS |
| Κατάσταση ανά ροή κατά τη μεταφορά | Κανένας | Κανένας | Ναι (απαλή κατάσταση RSVP) |
| Πρωτόκολλο σηματοδότησης | Επεκτάσεις IGP (IS-IS/OSPF). | Επεκτάσεις IGP | RSVP-TE (PATH/RESV) |
| Συμβατότητα HW | Οποιοδήποτε MPLS HW | Απαιτεί ASIC με δυνατότητα SRv6 | Οποιοδήποτε MPLS HW |
| Γενικά έξοδα ανά πακέτο | 4 B ανά ετικέτα | 8 + 16n B (SRH με n SID) | 0 (η ετικέτα MPLS είναι ήδη στη στοίβα) |
| Υποστήριξη VPN | Μέσω ετικετών MPLS VPN | Τέλος.DT4/DT6/DX2 Λειτουργίες SID | Μέσω ετικετών MPLS VPN |
| Γρήγορη αναδρομή | TI-LFA (ανεξάρτητο από τοπολογία, χωρίς προδιαμόρφωση) | TI-LFA | RSVP-FRR (προ-προβλεπόμενη παράκαμψη) |
| Ωριμότητα ανάπτυξης | Διαδεδομένο στο SP/DC | Καλλιέργεια? Η υποστήριξη ASIC εξακολουθεί να ωριμάζει | Ώριμη αλλά φθίνουσα |
Αναφορές
- RFC 8402— Αρχιτεκτονική δρομολόγησης τμημάτων
- RFC 8660— Δρομολόγηση τμημάτων με το επίπεδο δεδομένων MPLS
- RFC 8665— Επεκτάσεις OSPF για δρομολόγηση τμημάτων
- RFC 8667— Επεκτάσεις IS-IS για δρομολόγηση τμημάτων
- RFC 8669— Επεκτάσεις SID προθέματος δρομολόγησης τμήματος για BGP
- RFC 8754— Κεφαλίδα δρομολόγησης τμήματος IPv6 (SRH)
- RFC 8986— Δρομολόγηση τμημάτων μέσω IPv6 (SRv6) Προγραμματισμός δικτύου
- RFC 9252— Υπηρεσίες επικάλυψης BGP με βάση τη δρομολόγηση τμημάτων μέσω IPv6 (SRv6)
- RFC 9256— Αρχιτεκτονική πολιτικής δρομολόγησης τμημάτων
- Ομάδα Εργασίας IETF SPRING— Δρομολόγηση πακέτων πηγής στο NetworkingG (ενεργά προσχέδια SR)