1. Sự cố với RSVP-TE
RSVP-TE (Giao thức đặt trước tài nguyên - Kỹ thuật lưu lượng,RFC 3209) cho phép kiểm soát đường dẫn rõ ràng trong mạng MPLS nhưng gây ra độ phức tạp vận hành đáng kể:
- Trạng thái mỗi luồng:Mọi LSP đều yêu cầu trạng thái trên mọi bộ định tuyến dọc theo đường dẫn (thông báo RSVP PATH và RESV). Trong một mạng có hàng nghìn LSP, các bộ định tuyến chuyển tiếp duy trì các bảng trạng thái mềm khổng lồ phải được làm mới liên tục.
- Tín hiệu đầu cuối:Bộ định tuyến đầu vào (head-end) báo hiệu đường dẫn thông qua RSVP. Bất kỳ thay đổi cấu trúc liên kết nào cũng yêu cầu báo hiệu lại, tạo ra chi phí hội tụ.
- Khả năng mở rộng:Số lượng LSP tăng lên với O(N2) cho toàn lưới và mỗi LSP sử dụng các mục LFIB trên mỗi bộ định tuyến chuyển tuyến.
- Độ phức tạp định tuyến lại nhanh:RSVP-FRR (RFC 4090) bảo vệ LSP bằng các đường vòng được tính toán trước hoặc các đường hầm tránh cơ sở — một tính năng hoạt động nhưng bổ sung thêm một lớp trạng thái khác.
Định tuyến phân đoạn (RFC 8402) loại bỏ hoàn toàn trạng thái trên mỗi luồng tại các nút chuyển tuyến. Bộ định tuyến nguồn mã hóa toàn bộ đường dẫn chuyển tiếp dưới dạng danh sách có thứ tự cácphân đoạntrong chính tiêu đề gói. Các bộ định tuyến chuyển tiếp chỉ xử lý phân đoạn hoạt động và không cần trạng thái LSP.
2. Kiến trúc SR (RFC 8402)
A đoạnlà một hướng dẫn cho bộ định tuyến biết cách chuyển tiếp gói - nó có thể có nghĩa là "đi tới nút này", "thoát trên vùng lân cận cụ thể này" hoặc "áp dụng tra cứu VPN này". Các phân đoạn được xác định bằng Mã định danh phân đoạn (SID). Một danh sách SID có thứ tự làdanh sách phân đoạn(hoặc danh sách SID). Phân đoạn hoạt động được xử lý tại mỗi bước nhảy; khi quá trình xử lý hoàn tất, phân đoạn sẽ bị xóa và phân đoạn tiếp theo sẽ hoạt động.
Tồn tại hai cách khởi tạo mặt phẳng dữ liệu:
- SR-MPLS: SID là nhãn MPLS. Danh sách phân đoạn là một ngăn xếp nhãn. Tương thích ngược với phần cứng MPLS hiện có.
- SRv6: SID là địa chỉ IPv6 128 bit. Danh sách phân đoạn được chứa trong Tiêu đề định tuyến phân đoạn (SRH, tiêu đề mở rộng IPv6). IPv6 gốc; không cần MPLS.
3. SR-MPLS: Node-SID, Adj-SID và SRGB
SR-MPLS (RFC 8660) xác định hai loại SID cơ bản, được quảng cáo bởi IS-IS (RFC 8667) hoặc OSPF (RFC 8665) dưới dạng phần mở rộng TLV:
| Loại SID | Phạm vi | Sự ổn định | Nghĩa |
|---|---|---|---|
| Nút-SID | Toàn cầu (SRGB) | dai dẳng | "Phân phối tới nút này bằng đường dẫn IGP ngắn nhất." Mỗi bộ định tuyến có một Node-SID cho mỗi loopback/router-ID. Tất cả các bộ định tuyến trong miền SR phải lập trình nhãn này. |
| Liền kề-SID(Tính từ-SID) | Cục bộ (SRLB hoặc động) | Phù du (mỗi phiên) | "Chuyển tiếp giao diện cụ thể này tới người hàng xóm cụ thể này." Được sử dụng để buộc một gói vào một liên kết cụ thể bất kể đường đi ngắn nhất. |
| Anycast-SID | Toàn cầu | dai dẳng | Được chia sẻ bởi một tập hợp các nút (ví dụ: một nhóm phản ánh tuyến đường bất kỳ hoặc PoP của trung tâm dữ liệu). Các gói được chuyển đến thành viên gần nhất. |
cácSRGB(Khối toàn cầu định tuyến phân đoạn) là phạm vi nhãn dành riêng cho các SID có ý nghĩa toàn cầu. Giá trị mặc định phổ biến là 16000–23999 (Cisco, Juniper), mặc dù nó có thể cấu hình được. Node-SID được mã hóa dưới dạnggiá trị chỉ số(ví dụ: chỉ mục 100) và phân giải thành nhãn bằng cách thêm chỉ mục vào cơ sở SRGB (ví dụ: 16000 + 100 = nhãn 16100). Tất cả các bộ định tuyến phải sử dụng cùng một SRGB để SID toàn cầu nhất quán — SGRAs không khớp giữa các nhà cung cấp hoặc cấu hình sẽ gây ra việc gắn nhãn sai.
Ví dụ về ngăn xếp nhãn SR-MPLS— gửi lưu lượng từ R1 đến R5 qua R3 (điểm tham chiếu rõ ràng), tránh đường dẫn R1→R5 trực tiếp:
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 là địa chỉ IPv6
SRv6 (RFC 8986) mã hóa SID dưới dạng địa chỉ IPv6 128 bit có cấu trúc như sau:
| Locator (e.g., /48) | Function (operator-defined, typically 16 bits) | Argument (remaining bits) |
- Định vị: Tiền tố IPv6 có thể định tuyến được gán cho nút. Các bộ định tuyến chuyển tuyến định tuyến tới tiền tố này một cách bình thường. Bộ định vị được quảng cáo trong IGP.
- Chức năng: Xác định thao tác cụ thể cần thực hiện tại điểm cuối SID. Ví dụ: End (chuyển tiếp tới SID tiếp theo), End.X (chuyển tiếp vùng lân cận cụ thể), End.DT4 (tra cứu bảng decap và IPv4 — được sử dụng cho VPN IPv4), End.DX2 (decap và kết nối chéo L2).
- Lý lẽ: Ngữ cảnh bổ sung tùy chọn cho hàm (ví dụ: ID luồng cho entropy).
Danh sách phân đoạn được thực hiện trongSRH(Tiêu đề định tuyến phân đoạn,RFC 8754) — tiêu đề mở rộng IPv6 với Tiêu đề tiếp theo = 43 (Tiêu đề định tuyến), Loại định tuyến = 4. SRH chứa:
- Segment Left (SL): lập chỉ mục vào danh sách đoạn trỏ tới SID đang hoạt động
- Thẻ: gợi ý phân loại luồng
- Danh sách phân đoạn [0..n]: SID được sắp xếp (SID cuối cùng là đích)
Tại mỗi nút nhận biết SR, nếu đích IPv6 khớp với SID cục bộ, nút đó sẽ thực thi chức năng của SID, giảm Phân đoạn bên trái và sao chép Danh sách phân đoạn [Phân đoạn bên trái] vào DA IPv6 trước khi chuyển tiếp.
5. Kỹ thuật giao thông với SR-TE
SR-TE (RFC 9256— Kiến trúc chính sách SR) thay thế các LSP RSVP-TE bằngChính sách SR, mỗi cái được xác định bởi:
- tiêu đề: Nút xâm nhập khởi tạo chính sách
- Màu sắc: Mã định danh 32 bit được sử dụng để liên kết lưu lượng truy cập (thông qua cộng đồng mở rộng BGP Color) với chính sách
- Điểm cuối: Nút đích
- Một hoặc nhiềuđường dẫn ứng cử viên, mỗi danh sách có một danh sách phân đoạn có trọng số
Đường dẫn ứng viên được tính toán bởi phần đầu (sử dụng CSPF/PCE cục bộ) hoặc được phân phối bởi bộ điều khiển/SR-PCE tập trung qua PCEP (RFC 5440) hoặc Chính sách BGP SR (xemRFC 9256§8). Điều này loại bỏ hoàn toàn mặt phẳng báo hiệu RSVP trong khi vẫn duy trì khả năng điều khiển đường dẫn rõ ràng.
Hop tiếp theo theo yêu cầu (ODN)là một tính năng SR-TE trong đó phần đầu tự động khởi tạo Chính sách SR khi tuyến BGP đến với cộng đồng Màu cụ thể mà không cần cung cấp trước — cho phép điều khiển lưu lượng tự động cho tiền tố VPN và CDN.
6. SR-MPLS so với SRv6 so với RSVP-TE
| SR-MPLS | SRv6 | Trả lời-TE | |
|---|---|---|---|
| Mặt phẳng dữ liệu | Ngăn xếp nhãn MPLS | Tiêu đề mở rộng IPv6 + SRH | Ngăn xếp nhãn MPLS |
| Trạng thái mỗi luồng khi vận chuyển | Không có | Không có | Có (trạng thái mềm RSVP) |
| Giao thức báo hiệu | Tiện ích mở rộng IGP (IS-IS/OSPF) | Tiện ích mở rộng IGP | RSVP-TE (ĐƯỜNG/RESV) |
| Khả năng tương thích CTNH | Bất kỳ CTNH MPLS nào | Yêu cầu ASIC có khả năng SRv6 | Bất kỳ CTNH MPLS nào |
| Chi phí trên mỗi gói | 4 B mỗi nhãn | 8 + 16n B (SRH có n SID) | 0 (nhãn MPLS đã có trong ngăn xếp) |
| Hỗ trợ VPN | Thông qua nhãn MPLS VPN | Các hàm SID End.DT4/DT6/DX2 | Thông qua nhãn MPLS VPN |
| Định tuyến lại nhanh | TI-LFA (không phụ thuộc vào cấu trúc liên kết, không có cấu hình sẵn) | TI-LFA | RSVP-FRR (bỏ qua được cung cấp trước) |
| Kỳ hạn triển khai | Phổ biến rộng rãi ở SP/DC | Đang phát triển; Hỗ trợ ASIC vẫn đang hoàn thiện | Trưởng thành nhưng đang suy thoái |
Tài liệu tham khảo
- RFC 8402- Kiến trúc định tuyến phân đoạn
- RFC 8660- Định tuyến phân đoạn với mặt phẳng dữ liệu MPLS
- RFC 8665- Phần mở rộng OSPF cho định tuyến phân đoạn
- RFC 8667— Tiện ích mở rộng IS-IS để định tuyến phân đoạn
- RFC 8669— Phần mở rộng SID tiền tố định tuyến phân đoạn cho BGP
- RFC 8754— Tiêu đề định tuyến phân đoạn IPv6 (SRH)
- RFC 8986— Lập trình mạng định tuyến phân đoạn qua IPv6 (SRv6)
- RFC 9252— Dịch vụ lớp phủ BGP dựa trên định tuyến phân đoạn qua IPv6 (SRv6)
- RFC 9256- Kiến trúc chính sách định tuyến phân đoạn
- Nhóm làm việc IETF SPRING— Định tuyến gói nguồn trong NetworkinG (bản nháp SR hoạt động)