SRv6技術課堂:SRv6可靠性方案(一)

作者簡介:
胡志波,華為SR與IGP高級協議專家。負責華為的SR與IGP協議規劃和創新工作。目前主要從事SR/SRv6協議以及5G切片相關技術的研究。自2017年起積極參與IETF標準創新工作,主導和參與SRv6可靠性保護,SRv6 Yang, 5G 切片,IGP協議等相關標準。致力于通過SRv6協議創新支撐網絡向5G,云化的演進。
快3开奖结果查询 李振斌,華為首席協議專家/IETF互聯網架構委員會(IAB)委員。負責華為的IP協議研究和標準推動工作。自2009年起積極參與IETF標準創新工作,主導和參與了大量IETF RFC/草案。在過去六年內持續推動了SDN演進的BGP/PCEP/Netconf/YANG的協議創新和標準化,當前研究的重點包括SRv6、網絡智能、Telemetry、5G承載等。2019年當選IETF互聯網架構委員會(IAB)委員,承擔2019 - 2021年的互聯網架構管理工作。

本文為《SRv6可靠性方案》第一篇,第二篇詳見《SRv6技術課堂:SRv6可靠性方案(二)》。

1 傳統網絡可靠性方案的問題

JIAOHUSHIDUOMEITIFUWUDEYINGYONG,LIRU,VoIPDUIWANGLUODIUBAOFEICHANGMINGAN,TONGCHANGZHINENGRONGRENSHUSHImsDEWANGLUODIUBAO,ERWANGLUOZHONGLIANLUHUOLUYOUQIFASHENGGUZHANGSHI,LUYOUQIYINGSHOULIANSHIJIANTONGCHANGWEISHUBAImsSHENZHIDADAOMIAOJI。WEIZUIDACHENGDUDIJIANSHAOLIULIANGSUNSHI,LUYOUQIYUXIANANZHUANGYITIAOBEIFENLUJING,DANGGUZHANGFASHENGDESHIHOU,YOULINJINGUZHANGDIANDELUYOUQI(PLR:Point of Local Repair,BENDIXIUFUJIEDIAN)KUAISUQIEHUANDAOBEIFENLUJING,CONGERZUIDAXIANDUJIANSHAOWANGLUOGUZHANGDEDIUBAO,TISHENGSHOULIANXINGNENG。ZHEZHONGJIZHICHENGWEIFRR(Fast reroute)。

傳統FRR技術受限于保護范圍以及場景限制,通常會配合多跳BFD實現端到端保護,例如:BFD + HSB實現TE的端到端保護,BFD + VPN FRR實現PE故障的保護,但是,依賴BFD實現端到端存在一系列問題:
1)層次化BFD依賴不同的BFD發包間隔分層切換,無法滿足50ms切換性能(比如北京到廣州的時延至少30多ms)。
2) BFD容量限制會限制網絡和業務部署(比如支持4K VPN的PE設備需要支持4K BFD連接,這是一般設備做不到的)。
快3开奖结果查询3)部署復雜,需要逐連接的部署多跳BFD。

TONGGUOSRv6KEYISHIXIANRENYIGUZHANGYIJIRENYICHANGJINGDEDUANDAODUAN50msBAOHU,ZHENDUIRENYIGUZHANGDIANDOUCAIYONGBENDIBAOHUJISHU,ZHESHIDEWANGLUOKEYICHEDIXIAOCHUDUOTIAOBFDDEBUSHU,YIJIRENYIGUZHANGDIANDE50msBAOHU。SRv6DUANDAODUAN50msJISHUZHENDUIBUTONGDEGUZHANGCHANGJINGBAOHANYIXILIEDEBAOHUJISHU:SRv6 Ti-LFA(Topology-Independent Loop-free Alternate,TUOPUWUGUANDEWUHUANLUBEIFENLUJING),SRv6 EndpointBAOHU(TEQINGKUANGXIAZHONGJIANJIEDIANBAOHU),SRv6WEIJIEDIANBAOHU(PEJIEDIANBAOHU),SRv6 FANGWEIHUAN(IPWANGLUOFENBUSHIWUXUSHOULIANGUOCHENGZHONGDEHUANLUFANGHU)。ZHELIJIANGFENSANQIJIESHAOZHESIZHONGJISHU。DIYIQIJIESHAOSRv6 Ti-LFA,DIERQIJIESHAOSRv6 EndPointBAOHU、SRv6WEIJIEDIANBAOHU,DISANQIJIESHAOSRv6FANGWEIHUANJISHU。

2 SRv6 Ti-LFA技術介紹

傳統LFA技術及面臨的問題

ZAILEJIETi-LFAZHIQIAN,WOMENXIANJIESHAOXIACHUANTONGDEFRRJISHU。ZUIZAOCHUXIANDEFRRJISHUSHILFA(Loop-Free Alternate).

圖1-1 LFA保護原理

LFA的原理是,找到一個非主下一跳的鄰居節點,如果這個鄰居節點到目的節點的最短路徑不經過源節點(計算節點),則這個鄰居節點為無環備份下一跳。滿足如下公式的為無環下一跳:(其中,N為鄰居節點,D為目的節點,S為運行LFA計算的源節點):
快3开奖结果查询Distance_opt(N, D) < Distance_opt(N, S) +Distance_opt(S, D)

如果鄰居節點滿足上述公式,則該鄰居滿足鏈路保護條件。若該鄰居節點同時滿足下述公式,則該鄰居滿足節點保護條件:(其中,N為鄰居節點,D為目的節點,E為運主下一跳節點):
快3开奖结果查询Distance_opt(N, D) < Distance_opt(N, E) + Distance_opt(E, D)

RUSHANGTUSUOSHI,JIEDIAN1YAOFANGWENJIEDIAN4,CHUSHILUJINGWEI1->3->4,JIEDIAN1DEZHUXIAYITIAOWEIJIEDIAN3,SHIYONGLFASUANFAJISUANBEIFENXIAYITIAO,YOUYUZHIYOUYIGEKEYONGDEBEIFENXIAYITIAOWEIJIEDIAN2,SHIYONGJIEDIAN2JINXINGSHANGSHULIANGGEGONGSHIDEJISUAN,JISUANJIEGUOSHIJUNNENGMANZUSHANGSHUGONGSHI,SUOYI,JIEDIAN2SHIMANZUJIEDIANBAOHUDEWUHUANXIAYITIAO。JIEDIAN1JIANGBEIFENXIAYITIAOYUANZHUANGDAOFibBIAO,DANGZHUXIAYITIAOGUZHANGDESHIHOU,JIEDIAN1ZAIZHUANFAMIANZHIJIEQIEHUANDAOBEIFENXIAYITIAO,ERBUXUYAOKONGZHIMIANSHOULIAN。

LFAYUDAODEWENTISHIYOUYUTUOPUGUIHUADEWENTI,HENDUOCHANGJINGXIA,WUFAZHAODAOHESHIDEBEIFENXIAYITIAO,LFAYEJIUSHIWUFAXINGCHENGLE。RFC 6571SHUJUTONGJILFACHANGJINGFUGAILVWEI80%~90%。

RLFA:傳統LFA技術的改進及面臨的問題

LFAZAIWANGGEZHUANGTUOPUZHONGTONGCHANGNENGGOUHUODEJIAOHAODEFUGAIFANWEI,DANSHI,ZHENDUIHUANWANG,LFADEFUGAIFANWEIHENDI。WEILETISHENGBAOHUFANWEI,RFC7490DINGYILEYIZHONGRLFA(Remote Loop Free Alternate,YUANDUANWUHUANLUBEIFENLUJING)JISHU,YONGYUTISHENGFRRBAOHUFANWEI。RLFADEJIBENYUANLISHIZHAODAOYIGEBUHUIJINGGUOGUZHANGJIEDIANDEZHONGJIANJIEDIAN(TONGCHANGCHENGPQJIEDIAN),FANGSHIRUXIA:

定義P空間:源節點使用最短路徑訪P節點不會經過故障鏈路,滿足該條件的P節點的集合稱為P空間。至少存在一個非主下一跳的鄰居節點,滿足如下公式,則P節點屬于P空間:
Distance_opt(N, P) < Distance_opt(N, S) + Distance_opt(S, P)

定義Q空間:Q節點到目的節點的最短路徑不經過故障鏈路,滿足該條件的Q節點的集合成為Q空間。滿足如下公式:
Distance_opt(Q, D) < Distance_opt(Q, S) + Distance_opt(S, D)
則Q節點屬于Q空間。

PQJIEDIANZEWEIPKONGJIANHEQKONGJIANDEJIAOJI。

圖1-2 RLFA保護原理

快3开奖结果查询RUSHANGTUSUOSHI,JIEDIAN1YAOFANGWENJIEDIAN3,ZUIDUANLUJINGWEI1->3,RUGUOJIEDIAN1TONGGUOLFAJISUANDAOJIEDIAN3DEBEIFENLUJING,ZEWUFAJISUANCHUBEIFENLUJING,YINWEIJIEDIAN2BUMANZULFA WUHUANBEIFENXIAYITIAODETIAOJIAN。JIEDIAN2DAOJIEDIAN3DEZUIDUANLUJINGJINGGUOYUANJIEDIAN1,YEJIUSHISHUORUGUOJIEDIAN1JIANGBAOWENSONGGEIJIEDIAN2,JIEDIAN2HUANHUIJIANGBAOWENSONGHUIGEI1。SUOYI,JIEDIAN2WUFAZUOWEIBEIFENXIAYITIAO。

WOMENLAIKANKANRLFARUHEJIEJUEZHEGEWENTIDE,TONGGUOSHANGWENZHONGTIDAODEPQJIEDIANJISUANGONGSHI,WOMENKEYIJISUANCHUJIEDIAN4MANZUPQJIEDIANDETIAOJIAN,ZEWOMENKEYIZAIJIEDIAN1DAOJIEDIAN4ZHIJIANJIANLIYITIAOSUIDAO(LIRU:LDPSUIDAO),TONGSHIZHIDINGGAISUIDAODEXIAYITIAOWEIJIEDIAN2。WOMENKEYIBAZHETIAOSUIDAOZUOWEIXUNIDELFABEIFENXIAYITIAOYUANZHUANGZAIZHUANFABIAO,DANGZHUXIAYITIAOGUZHANGDESHIHOU,KUAISUQIEHUANDAOBEIFENXIAYITIAO,CONGERSHIXIANFRR。

DANSHIRLFADUIWANGLUOTUOPUHUANSHIYOUYAOQIUDE,RUGUOQUANWANGJIEDIANDOUZHAOBUDAOMANZUPQTIAOJIANDEJIEDIAN,YOUQIDUIYUHUANWANGZHONG,CUNZAIYITIAOCostTEBIEDADELIANLU,TONGCHANGJIUWUFAJISUANCHUPQJIEDIAN。

SRv6 TI-LFA方案

YOUMEIYOUYIZHONGSUANFAKEYIZUODAOBUYILAITUOPU,HUOZHESHUOYUTUOPUWUGUAN,KEYIZUODAO100%DEGUZHANGBAOHU?DAANSHIKENDINGDE。XIAMIANWOMENJIUJIESHAOSRJISHUZHONGYIXIANGFEICHANGZHONGYAODEGUZHANGBAOHUJISHU:TI-LFA(Topology-Independent Loop-free Alternate,TUOPUWUGUANDEWUHUANLUBEIFENLUJING)。TI-LFAZHUYAOSHILIYONGSRDEYUANLUYOUDEJIZHI,ZHESHIDEYUANJIEDIANKEYIZHIDINGYITIAOXIANSHILUJING,BUJINGGUOGUZHANGLIANLU。DANSHIWEILEJIANSHAOSegment ListDECENGSHU,Ti-LFAYESHIYONGLEJISUANPQJIEDIANDESUANFA。

圖1-3 SRv6 TI-LFA保護原理

XIAMIANCAIYONGSHANGTUWANZHENGDISHUOMINGYIXIASRv6 TI-LFADEGONGZUOYUANLI。RUTUSUOSHI:JIEDIANADAOJIEDIANFDEZUIDUANLUJINGWEI A->B->E->F,JIEDIANBXUYAOJISUANDAOJIEDIANFDEBEIFENLUJING。

1)排除主下一跳(Link B->E)計算收斂后的最短路徑:B->C->D->E->F。
2)計算P空間:按照RLFA介紹的方法計算P空間。如圖1-11所示:節點B(源節點永遠滿足P空間的條件)和節點C為P空間。
3)計算Q空間:按照RLFA介紹的方法計算Q空間。如圖1-11所示:節點F(目的節點永遠滿足Q空間的條件),節點E,節點D為Q空間。
快3开奖结果查询4)計算修復路徑:這樣我們可以把任意路徑表示為:源節點 –>P節點 -> Q節點 -> 目的節點。其中源節點到P節點是無環路徑,Q節點到目的節點是無環路徑。P節點到Q節點使用嚴格顯式路徑來表達,嚴格顯示路徑一定是無環的。這樣,整條路徑就是無環路徑。

如圖所示:為了簡化修復路徑,我們選取離源節點最遠的P節點以及最近的Q節點,由于SRv6 Sid本身就攜帶路由信息,所以,SRv6計算備份路徑只需要指定P到Q的顯示路徑即可。節點B到節點F的備份路徑為<3::1>。

RUXIABIAOSUOSHI,JIEDIANBGENJUTI-LFAJISUANJIEGUOYUXIANANZHUANGBEIFENZHUANFABIAO,YONGYUZHUXIAYITIAOGUZHANGDESHIHOUJIHUOBEIFENXIAYITIAO,XIUGAIDAOJIEDIANFDEKEDAXING。

快3开奖结果查询BIAO1-1TI-LFABEIFENZHUANFABIAO

當Link B->E故障:
1)節點B收到目的地址為6::的報文,根據6::查找轉發表,主出接口為Intf1。
2)節點B查詢到Intf1接口狀態為Down,使用備份表項轉發,備份出接口為Intf2,并使用T.Insert的方式封裝Segment List 3::1, 新增1個SRH擴展頭,將用于修復故障的Segment List和目的地址封裝在SRH擴展頭。SL初始化為1。
快3开奖结果查询3)節點C收到報文,SL—,將6::0替換為外層IPv6地址,POP SRH擴展頭,并按3::1關聯的下一跳沿著Link C->D轉發到節點D(不查路由表,根據報文頭封裝3::1指定的出接口轉發)。

快3开奖结果查询JIEDIANDGENJU6::0CHALUYOUBIAOYANZHUZUIDUANLUJINGZHUANFADAOMUDEDIZHIF。

GENJUSHANGMIANDEGONGZUOYUANLIMIAOSHUKEYIKANDAO,TI-LFAKEYIZHENZHENGZUODAOYUTUOPUWUGUAN,MANZU100%TUOPUFUGAIDEGUZHANGBAOHU。BUJINRUCI,TAHUANJUYOURUXIAYOUSHI:

BEIFENLUJINGHESHOULIANHOUZUIDUANLUJINGDADUOSHUQINGKUANGXIASHIYIZHIDE,ZHEJIANSHAOLELUJINGQIEHUANDECISHU。TI-LFASUANFASHIJIYUSHOULIANHOUZUIDUANLUJINGJISUANDE,ZHIYOUSHAOSHULIANLUGUZHANGHEJIEDIANGUZHANGSHOULIANHOULUJINGBUYIZHIDEQINGKUANGXIACAIHUICHUXIANBEIFENLUJINGHESHOULIANHOULUJINGBUYIZHIDEQINGKUANG。

不需要額外的協議以及維護額外的狀態。TI-LFA備份路徑依賴IGP SR實現,這樣減少了為部署可靠性技術引入的額外協議的部署。
(未完待續)


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SDNLAB君 發表于19-12-16
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