SRv6技術(shù)在的IP專線場(chǎng)景的應(yīng)用探討

馬晨暉

摘要：在云網(wǎng)融合時(shí)代大背景下，靈活敏捷的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力直接影響運(yùn)營(yíng)商的競(jìng)爭(zhēng)力。SR（Segment Routing）是源路由技術(shù)的一種，SRv6是 SR 技術(shù)在 IPv6 網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。SRv6的出現(xiàn)是一個(gè)巨大的創(chuàng)新，它結(jié)合 SDN 技術(shù)使能可編程的網(wǎng)絡(luò)，這為云網(wǎng)時(shí)代的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)服務(wù)、增值網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供了創(chuàng)新的土壤。本文通過(guò)對(duì)比傳統(tǒng)MPLS協(xié)議與SRv6協(xié)議的優(yōu)劣，詳細(xì)分析了2B專線市場(chǎng)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，并給出承載網(wǎng)部署SRv6專線建議。

關(guān)鍵詞：云網(wǎng)融合;SDN;專線;SRv6

中圖分類號(hào)：TP393? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）14-0024-02

1 概述

隨著企業(yè)ICT轉(zhuǎn)型的發(fā)展，在通信市場(chǎng)中越來(lái)越多的運(yùn)營(yíng)商的收入和利潤(rùn)增長(zhǎng)來(lái)源于2B業(yè)務(wù)。而在2B市場(chǎng)中，專線是重要的業(yè)務(wù)支柱。隨著企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型不斷加深，企業(yè)的ICT架構(gòu)在發(fā)生變化，對(duì)專線的需求也在發(fā)生變化。企業(yè)上云[1]蓬勃發(fā)展，帶來(lái)大量上云、多云訪問(wèn)、云間互聯(lián)等專線訴求。專線市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇，靈活組網(wǎng)、帶寬動(dòng)態(tài)調(diào)整、敏捷開(kāi)通能力成為用戶選擇專線的重要考慮因素。

傳統(tǒng)IP專線采用MPLS（Multi-Protocol Label Switching，多協(xié)議標(biāo)簽交換）協(xié)議，在應(yīng)對(duì)“任意連接”的訴求時(shí)，存在諸多問(wèn)題：

（1）可擴(kuò)展性不足，無(wú)法滿足連接數(shù)量增加和快速開(kāi)通的訴求;

（2）無(wú)SLA保障能力，無(wú)法滿足連接質(zhì)量的訴求;

（3）可靠性不足，無(wú)法滿足連接質(zhì)量的訴求;

（4）存量設(shè)備多，新技術(shù)部署困難;

（5）運(yùn)維效率低，無(wú)法對(duì)連接進(jìn)行實(shí)時(shí)感知和質(zhì)量保障。

上訴問(wèn)題直接影響專線服務(wù)質(zhì)量，為專線市場(chǎng)開(kāi)拓帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。為滿足5G和云時(shí)代下的業(yè)務(wù)需求，實(shí)現(xiàn)“任意連接”，建立新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和協(xié)議尤為必要。

通過(guò)構(gòu)建基于SRv6的城域網(wǎng)架構(gòu)和協(xié)議，達(dá)到協(xié)議極簡(jiǎn)統(tǒng)一，規(guī)模彈性可擴(kuò)展，路徑靈活可編程，業(yè)務(wù)健壯高可靠以及網(wǎng)絡(luò)平滑可演進(jìn)五個(gè)目標(biāo)，解決傳統(tǒng)IP/MPLS網(wǎng)絡(luò)存在的不足，最終實(shí)現(xiàn)IP承載網(wǎng)對(duì)新時(shí)代下業(yè)務(wù)訴求的滿足。

2 SRv6技術(shù)背景、原理簡(jiǎn)介、技術(shù)優(yōu)勢(shì)

SR（Segment Routing）最早是由思科發(fā)明的一種源路由協(xié)議。SR的引入，在控制面上去掉了傳統(tǒng)MPLS復(fù)雜的LDP/RSVP-TE協(xié)議，轉(zhuǎn)發(fā)面擺脫了對(duì)MPLS標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)的依賴，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、部署和維護(hù);實(shí)現(xiàn)了任意拓?fù)?00%保護(hù)倒換全覆蓋，極大地降低了可靠性保障技術(shù)的部署難度。

SRv6在繼承SR全部的特點(diǎn)的同時(shí)，通過(guò)與IPv6的結(jié)合獲得了更為強(qiáng)大的生命力：SRv6的SID（Segment ID）是IPv6地址，因此天然具有IP的可達(dá)性，使得業(yè)務(wù)的開(kāi)通速度更快，端到端跨域組網(wǎng)更為便捷，策略更加靈活;IPv6超大的地址空間，使得SRv6的SID除了標(biāo)識(shí)路徑，可以標(biāo)識(shí)任何功能、對(duì)象、內(nèi)容等等;IPv6報(bào)文頭部以及各種擴(kuò)展頭，可以攜帶信息更多，甚至無(wú)限擴(kuò)展，使得SRv6具備強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)可編程性，提供了網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用深度結(jié)合的可能。圖1是SRv6的報(bào)文幀結(jié)構(gòu)[2]。

IPv6報(bào)文頭中的Next Header使用路由報(bào)頭（Routing Header 43），業(yè)界已經(jīng)定義多種類型的路由報(bào)頭，SRH是其中一種。SRv6報(bào)文是在IPv6報(bào)文攜帶SRH頭，在SRH頭中，有一個(gè)Segment list，包含了SID序列，每個(gè)SRv6 SID都是一種網(wǎng)絡(luò)指令，又分為三個(gè)部分：Locator，F(xiàn)unction和Args，Locator表示到達(dá)該節(jié)點(diǎn)的路由信息，承擔(dān)路由功能，所以要在SRv6域內(nèi)唯一，用于指示其他節(jié)點(diǎn)如何到達(dá)分配SID的節(jié)點(diǎn)，F(xiàn)unction用于定義節(jié)點(diǎn)本地需要執(zhí)行的功能，可以標(biāo)示設(shè)備的任何功能，比如某個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)行為，或者某種業(yè)務(wù)，Args是可選的，作為對(duì)Function的補(bǔ)充。每個(gè)SID的長(zhǎng)度是128 bits，Locator，F(xiàn)unction和Args的長(zhǎng)度可以靈活配置。

同時(shí)，SRv6作為SDN的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用，兼具全局最優(yōu)和分布智能的優(yōu)勢(shì)，并且基于源路由技術(shù)，每條流的狀態(tài)僅在頭結(jié)點(diǎn)維護(hù)，中間節(jié)點(diǎn)無(wú)須感知流狀態(tài)，使連接的擴(kuò)展性得到了極大的提升。SRv6 BE（SRv6 Best Effert）通過(guò)IGP和BGP優(yōu)選最短路徑路由來(lái)指導(dǎo)流量轉(zhuǎn)發(fā);SRv6 TE（SRv6 Traffic Engineering）使用基于約束計(jì)算后的路徑進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，控制器完成路徑計(jì)算后，在報(bào)文中會(huì)攜帶需要經(jīng)過(guò)的指定節(jié)點(diǎn)，可以給業(yè)務(wù)提供時(shí)延/帶寬/路徑分離等定制化SLA要求的路徑，根據(jù)不同業(yè)務(wù)提供按需的SLA保障。

3 專線場(chǎng)景需求分析

隨著新一代數(shù)字化革命浪潮席卷全球，企業(yè)2B應(yīng)用朝著云化、視頻化和靈活化發(fā)展演進(jìn)。據(jù)IDC Research Reports分析，到2025年，85%的企業(yè)應(yīng)用將會(huì)部署在云端;超清視頻監(jiān)控及視頻會(huì)議作為政務(wù)、金融、海關(guān)、教育各行業(yè)的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)，持續(xù)井噴發(fā)展。VR應(yīng)用不斷向各行業(yè)滲透;同時(shí)，靈活連接、靈活帶寬、靈活業(yè)務(wù)成為2B業(yè)務(wù)發(fā)展的主旋律。

敏捷隨需、大帶寬承載成為專線業(yè)務(wù)基礎(chǔ)需求;企業(yè)分支靈活組網(wǎng)、云間按需互聯(lián)、企業(yè)一點(diǎn)靈活入多云、一線靈活多業(yè)務(wù)需要更靈活的專線承載;最為重要的是，隨著企業(yè)將應(yīng)用從LAN搬到云端，2B應(yīng)用視頻化發(fā)展演進(jìn)，醫(yī)療云、桌面云、企業(yè)通信上云、行業(yè)視頻等典型應(yīng)用對(duì)業(yè)務(wù)體驗(yàn)和服務(wù)質(zhì)量均有較高要求，需要網(wǎng)絡(luò)提供高質(zhì)承載保障。

4 SRv6部署方案

IP專線PTN和互聯(lián)網(wǎng)接入專線解決方案，基于優(yōu)質(zhì)、廣覆蓋的PTN和PON城域網(wǎng)面向廣大大中企業(yè)和行業(yè)客戶，提供點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)、多點(diǎn)到多點(diǎn)、企業(yè)入云的L2和L3組網(wǎng)互聯(lián)。

該方案的部署方式如下：

（1）不同租戶業(yè)務(wù)采用L3VPN/L3EVPN隔離，公網(wǎng)隧道采用SRv6承載。

（2）BAS/SR支持SRv6場(chǎng)景，云骨干與城域網(wǎng)絡(luò)部署E2E L3EVPN Over SRv6跨域方案。

（3） BAS/SR不支持SRv6場(chǎng)景（老設(shè)備或者三方設(shè)備），城域網(wǎng)絡(luò)從BAS/SR到落地PE采用MPLS。

（4） 自動(dòng)開(kāi)通SRv6隧道

該方案價(jià)值和優(yōu)勢(shì)：在網(wǎng)絡(luò)向SRv6的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)過(guò)程中，承載網(wǎng)規(guī)模大，往往難以一次性完成演進(jìn)來(lái)實(shí)現(xiàn)整網(wǎng)SRv6承載，而在末端設(shè)備上部署SRv6不需要整網(wǎng)SRv6的支持。專線業(yè)務(wù)在接入點(diǎn)之間承載，承載網(wǎng)不感知業(yè)務(wù)，僅傳遞接入點(diǎn)的IPv6路由即可，方案部署非常簡(jiǎn)單。

云間互聯(lián)方案提供各地理分布的云資源池間的連接。通過(guò)云網(wǎng)協(xié)同，支持云間互聯(lián)專線業(yè)務(wù)的敏捷發(fā)放，結(jié)合SRv6 Policy可以實(shí)現(xiàn)云間互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的SLA保障。

根據(jù)云業(yè)務(wù)與云互聯(lián)承載的協(xié)同方案不同，包括兩大承載場(chǎng)景：（1）云互聯(lián)不感知租戶信息，跨DC業(yè)務(wù)E2E Overlay部署;提供差異化的L3VPN管道，根據(jù)專線的業(yè)務(wù)等級(jí)入不同的管道;（2）云互聯(lián)感知租戶信息，云互聯(lián)與DC分段對(duì)接，可以提供基于租戶級(jí)的差異化承載。

對(duì)于端到端Overlay方式，由于云骨干不感知租戶信息，無(wú)法支持租戶級(jí)的業(yè)務(wù)管控調(diào)度能力;而感知租戶信息的分段對(duì)接方案，需要通過(guò)協(xié)同器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和租戶的協(xié)同對(duì)接，能夠提供租戶級(jí)的差異化承載保障，總體方案如圖4所示。

在上述方案中，以租戶VPC為粒度在云PE上部署L3VPN或EVPN L3VPN，通過(guò)VRF實(shí)現(xiàn)不同租戶VPC間路由隔離。云PE與云POP背靠背組網(wǎng)，互相作為PE和CE，通過(guò)VLAN對(duì)接，每租戶VPC每VLAN子接口連接，通過(guò)三層網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議（靜態(tài)路由或者EBGP）互通。每個(gè)云PE提供兩條物理鏈路，分別為上云專線和云互聯(lián)專線使用，通過(guò)部署SRv6 TE隧道提供SLA保障，承載租戶的SRv6 L3VPN/ EVPN L3VPN業(yè)務(wù)。云互聯(lián)業(yè)務(wù)通過(guò)統(tǒng)一Potal入口申請(qǐng)，協(xié)同層進(jìn)行E2E業(yè)務(wù)分解，通過(guò)調(diào)用云骨干SDN控制器和云管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)分段開(kāi)通，協(xié)同實(shí)現(xiàn)云互聯(lián)業(yè)務(wù)E2E自動(dòng)發(fā)放打通，實(shí)現(xiàn)智慧運(yùn)營(yíng)。

5總結(jié)

在專線部署場(chǎng)景中，SRv6 EVPN使復(fù)雜的業(yè)務(wù)跨域簡(jiǎn)化為路由跨域，將分段業(yè)務(wù)發(fā)放簡(jiǎn)化成兩點(diǎn)發(fā)放，避開(kāi)中間網(wǎng)絡(luò)多廠商插花組網(wǎng)存在的協(xié)同難題。同時(shí)，端到端業(yè)務(wù)部署，無(wú)逐段復(fù)雜的狀態(tài)聯(lián)動(dòng)，使OAM和可靠性方案得到極大簡(jiǎn)化。未來(lái)只需關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)升級(jí)支持SRv6，承載網(wǎng)就可基于SRv6進(jìn)行路徑控制，提供精細(xì)化承載保障，平滑演進(jìn)，發(fā)揮最大作用和效果。

參考文獻(xiàn)：

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【通聯(lián)編輯：光文玲】