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运营技术广角
分段路由网络研究及其在流量工程中的应用
何晓明1,卢泉,邢亮2
(1.中国电信股份有限公司广州研究院,广东广州510630
2.中国电信集因公司,北京100032)
摘要:分段路由网络是对P路由技术的继承和创新,在实现网络虚拟化、快速重路由、网络可编程、负载均
衡和流量工程等方面具有独特优势。深入研究了分段路由的实现机制,全面介绍和剖析了IGP和BCP支持分
段路由网络的协议扩展,探讨了分段路由在运营商网络中典型应用场景的流量工程实现。随着技术的成熟和
标准的完善,分段路由网络将具有广阔的应用前景。
关键词:分段路由;流量工程;路由协议;SDN控制器
中图分类号:TN919.21
文献标识码:A
doi:10.119595isn.1000-0801.2016179
Study on segment routing network and its
application in traffic engineering
HE Xiaoming LU Quan, XING Liang
1. Guangzhou Research Institute of China Telecom C o., ltd, Guangzhou 510630, China
2. China Telecommunications Corporation, Beijing 100032, China
Abstract: Segment routing network is the inheritance and innovation of IP routing tcchnology, which has man
unique advantages in the realization of network virtualization, fast re-routing, network programming, load balancing
and traffic engineering, and so on Segment routing mechanism was studied in depth, and the protocol extensions of
interior gateway protocols (IGP)and border gateway protocol (BGP) for segment routing were introduced and
analyzed in detail. Furthermore, the realization of traffic engineering for segment routing in typical application
scenarios of the operator networks was explored. With the maturity of technology and standardization, segment
routing network will promise to have broad application prospects
Key words: segment routing, traffic engineering, routing protocol, SDN controller
间节点维护策略状态,这样可大大简化网络为维护策略状
引言
态信息所需复杂信令协议的支持。 SPRING有助于实现网帑
为IP报文指定转发路径、而不是按照传统P网络的虚拟化、快速重路由( fast reroute,FRR)、网络可编程、OAM
最短路径转发的网络能力,称为基于源路由网络(he负载均衡和流量工程等网络功能。MPLS( multi-protocol
source
packet routing in networking, SPRING)"。 SPRING的 label switching,多协议标签交换)作为一种成熟可商用的
核心思想是由报文头部维护策略状态,无需转发路径的中标签交换技术,已经在各大运营商网络得到广泛部署,主
收稿日期:2016-04-14:修回日期:2016-06-14
万方数据
187,
电信科
要用于提供二/三层VPN服务。然而,MPLS支持流量工
程及快速重路由需要更为复杂的信令协议,如CR-LDP、2分段路由网络研究
RSVP-TE等,网络设备需要维护每条ISP的状态信息
由 Cisco发起的分段路由( segment routing,SR)网络是
设备开销大,存在严重的扩展性问题,因此,除了某些特一种基于源路由网络,目前正由IEIF的 SPRING工作组
殊应用(如为骨干网少数关键节点和链路提供局部保进行标准化。根据ETF“分段路由结构”draf的定义,分段
护)外,一般极少使用。尽管采用独立的路径计算单元路由是指主机或网络边缘人口节点为P报文添加一个包
( path computation element,PCE)替代边缘人口设备( label含一串按序排列的、被称为“分段”的指令列表的报文头
edge router,LER)选择 TE ISP可以大大减轻设备控制面部,中间节点根据报头列表中的顶层段标识进行P报文
的负担(维护流量工程数据库需要足够多的存備,路径计的逐跳转发。分段路由的思想是把报文流经过的一条端到
算需要消耗大量计算资源),已部分体现了SDN思想,但端的路径划分成多个分段,每一分段以段标识SID)来标
网络设备仍需运行RSVP-TE等信令来维护每条LSP的状识。对于MPIS网络,“分段路由结构"draf定义了5种段
态信息,对控制面的功能要求高。
标识:IGP段标识、 BGP pek段标识、 LDP ISP段标识、
SDN近年来受到广泛关注,并成为运营商、设备制造RSVP- IE ISP段标识和 BGP SP段标识。对 IGP SID而
商、学术界研究和应用的热点领域。根据开放网络基金组言,可以是节点标识( node SI)、地址前缀标识( prefix
织( Open Networking Foundation,ONF)对SDN的定义,在SID),也可以是邻接标识( ADJ-SID)。对于纯P6网络,SID
SDN架构中,控制平面和数据平面解耦,网络智能和状态编码成IPv6地址,为支持分段路由功能,IEF专门定义了
逻辑集中,底层网络基础设施抽象于上层应用。SDN终极一种新的IPv6路由扩展头部。
目标是简化网络设备的复杂性,实现网络虚拟化和网络应在每个分段里,转发设备根据转发表( wanding
用的开放可编程,快速提供业务部署。当前最具革命性的 information base,FIB)查找段标识对应的下一跳,最终转发
SDN技术当属由ONF主导的 Openl low协议,基于到该段标识的发起者。由于SD是通过ICP向全网通告,
Openflow的SDN通过集中的SDN控制器发现和维护全这样,IP报文在每个分段里都按照ECMP感知的最短路径
网拓扑信息,根据自定义策略为每一跳转发设备下发流转优先( shortest path first,SPF)算法进行转发。由一串段标识
发表,底层转发设备依据流表实现业务流的转发、过滤和列表指定的端到端路径通常由SDN控制器根据网络资源
丢弃等动作。然而, Openflow网络当前仍面临流表的扩展的利用情况以及业务需求等因素来确定,当然也可手工配
性、硬件芯片技术制约网络转发性能、新旧设备共存及网置。网络设备只需支持OSPF、ISIS等基本路由协议,无需