5G 網路演進關鍵技術 1 SR

2021-10-05 10:24:52 字數 2344 閱讀 5849

隨著5g技術的逐步演進與發展,近年來以ietf為代表的資料網研究和標準化機構,提出了許多新技術加以應對網路演進變化,不少技術已在實踐應用中不斷成熟,其中較為核心的包括分段路由(segment routing,sr)、乙太網vpn ( ethernet vpn , evpn)、網路切片與能力開放、網路監測 (telemetry)等技術。

sr技術是基於協議簡化統一的一種源路由技術,其做法是在資料分組報頭中插入帶順序的分段(segment)列表,以指示接收到這些資料分組的節點怎麼去處理和**這些資料分組。

sr技術主要實現端到端策略定製,快速布放和網路中流量調優。sr利用了現有的多協議標記交換(multi protocol label switching, mpls)**架構,通過對現有協議,如內部閘道器協議(interior gateway protocol, igp)進行擴充套件,並以更加簡單的方式提供流量工程(traffic engineering, te)、mpls vpn等功能,能使現有網路更好地平滑演進,且同時適用於ipv4和ipv6網路。

基於sr的源路由能力,提供微環避免機制,提供更強的快速重路由(fast reroute ,frr)保護功能,支援任意拓撲的節點和鏈路保護。sr技術同時支援控制器的集中控制模式和**器的分布控制模式,可以實現集中控制和分布控制之問的平衡。

1.1 mpls (多標籤協議交換)

它是操作在osi的2層(資料鏈路層)和3層(網路層)之間的資料**技術。如圖所示

關鍵技術:

(1)ldp標籤分發協議,解決傳統路由技術剝洋蔥式的繁瑣;

通過ldp協議,mpls把路由資訊對映到標籤資訊上,而資料被封裝在了盒子裡,上面貼了標籤,每個經手的人只需要讀標籤就知道盒子該送到哪。ldp自身不維護狀態,**是無連線的,跟著igp走到哪算哪。

(2)rsvp-te基於流量工程擴充套件的資源預留協議,靈活選擇**路徑;

相比於傳統的路由協議基於目的ip的簡單**,rsvp-te最大的優勢在於收集了整網拓撲和鏈路狀態資訊,可以根據業務的需要靈活地選擇流量的**路徑。

技術難點:mpls的雖然解決了很多問題,但mpls是通過在原有igp協議基礎上增加ldp協議來實現標籤的分發,又因為ldp不具有流量工程,增加rsvp-te。然而rsvp信令非常複雜,同時還得維護龐大的鏈路資訊,因此資訊互動效率低下,擴充套件也非常困難。

1.2 srv6

理解sr的幾個特點:

• 源路由:在始發機場西雅圖貼上標籤路徑。

• 無狀態:中間機場不需要知道行李從哪來,最終去往**,而只需要根據標籤**。

• 集中控制:機場**由航空運輸系統集中分配和維護(當然在sr世界裡,表達的路徑標籤也是集中計算和下發的)。

但在這需要強調的是,上面的sr在資料平面仍然是基於mpls的,無論控制面分發標籤是基於ipv4還是ipv6,從本質上來說還是mpls下的segment routing,也就是sr-mpls,也稱為傳統sr。

srv6 特點:

(1)srv6在ipv6報文中新增了srh擴充套件,來替代傳統的mpls下的標籤**功能,並使用128位的ipv6位址作為網線節點標識sid。

(2)當傳輸資料時,srv6在首節點傳輸路徑上和各節點的sid集合起來以segment list的形式放在srh中,並通過sl(segment left)來表示中間節點的數量,以此修改sl值來實現下一跳。

與sr-mpls相比,傳統的sr-mpls是在mpls的基礎上運用了減法和集中的思想,減去ldp集中rsvp,而srv6則是在傳統sr-mpls基礎上,給我們帶來了大一統和程式設計的思想。

srv6為何具有大一統的程式設計特點:

(1)從上面的幀結構對比中我們可以看得出,與傳統sr-mpls的3層型別標籤(vpn/bgp/sr)相比,srv6在標籤分層上更為簡單,只有一種ipv6頭,以此實現統一的**。

(2)由於srv6幀頭的標準性,使得它更能相容現網的ipv6裝置,當中間節點不支援srv6功能時,也可以根據ipv6路由方式來**報文。

(3)srh擴充套件中128位sid特殊的幀結構中定義的function欄位。function欄位支援程式設計自定義,可以根據業務需要靈活地定義任意功能和業務。

sr 演進總結:

從mpls到sr(sr-mpls),通過igp擴充套件sr屬性省略了ldp協議,並實現基於源位址標籤**的集中控制。從sr到srv6,通過在ipv6中增加srh欄位,實現基於ipv6的標籤**,替代傳統的mpls下的標籤**功能。

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