骨干网络从IP/MPLS演进到SRv6改造策略分析

科技   2024-12-24 00:26   广东  

从传统的IP/MPLS骨干网络演进到SRv6骨干网络,是为了满足现代网络对灵活性、简化、可编程性和扩展性的需求。

1. IP/MPLS骨干网络的局限性

虽然IP/MPLS网络已经被广泛部署,但它在以下方面存在一定的局限性:

复杂性:

  • 协议栈复杂:IP/MPLS需要维护多种协议栈,例如LDP(标签分发协议)、RSVP-TE(资源预留协议-流量工程)、IGP(内部网关协议)等,这增加了配置和运维的复杂性。

  • 状态依赖:MPLS需要在网络中的每个节点维护大量的状态信息(如标签和路径信息),对大规模网络的扩展性构成挑战。

流量工程限制:

  • 动态调整能力不足:RSVP-TE虽然可以实现流量工程,但其路径计算和调整机制较为复杂,难以灵活应对实时流量变化。

  • 资源利用效率有限:静态路径配置可能导致网络资源的低效使用。


2. SRv6的优势

SRv6通过利用IPv6的扩展性和可编程性,克服了IP/MPLS的许多局限性:

协议简化:

  • SRv6基于IPv6,不再需要LDP、RSVP-TE等复杂协议,仅依赖IGP(如OSPF或ISIS)即可完成路径计算和段信息分发,简化了网络协议栈。

  • 没有传统MPLS标签的额外开销,直接使用IPv6地址和Segment Routing Header(SRH)实现流量控制。

状态减少:

  • SRv6采用无状态架构,只在源节点编码路径信息,中间节点无需维护路径状态,大大减轻了设备负担,提升了网络扩展性。

灵活性和可编程性:

  • 支持灵活的路径编程,可以通过源节点动态调整路径,实现实时流量工程。

  • 原生支持服务链,数据包可按需在多个网络功能之间流转(如防火墙、负载均衡等)。

与IPv6的无缝集成:

  • SRv6直接基于IPv6协议,利用其扩展头机制嵌入路径信息,推动网络向IPv6迁移。

  • 提供更大的地址空间和更强的扩展能力。


3、SRV6网络演进

1)渐进式演进

演进路线为传统MPLS->SR-MPLS ->SRv6,演进步骤具体为:

第一步,从传统 MPLS 演进到 SR-MPLS,实现控制而简化。从6种协议简化为3种,其中 Transport 层而从 IGP/LDP/RSVP-TE/BGP-LU(BGP Labeled UnicastProtocol,BGP 标然单播协议)简化为SR 扩展的 IGP 协议以及 BGP-LU 实现跨域互通:业务层而从T-LDP(Targeted Label Distribution Protocol,定向标签分发协议)、VLL(VirtualLeasedLine,虚拟租用线)、VPLS(Virtual PrivateLAN Service,虚拟专用局域网业务)、MP-BGP 演进到只保留 MP-BGP 作为业务协议。其中 MP-BGP 包括 BGP IPV6/VPNV4/VPNV6/EVPN/MVPN 等地址族,作为多业务统一承载协议。

但是由于 MPLS 转发不具备 Native IP 属性,且存在多 MPLS 域之间无法天然互通的情况,很多业务需要使用基于 IP 的其他协议穿越 MPLS 孤岛,如 SD-WAN业务使用的 VXLAN/GRE(Generic Routing Encapsulation,通用路由封装协议),Wholesale 业务使用的 L2TP 等,导致依然存在很多种转发面协议。

第二步,从 SR-MPLS 演进到 SRv6,实现数据而统一,端到端 IPv6 0nly 转发。跨域场景也不再需要 BGP-LU,只需要 IPv6 转发即可。网络同时获得了可编程能力,以及对未来多变需求的扩展能力。

2)直线式演进

演进路线为直接从传统 MPLS 演进到 SRv6 目标网络

传统 MPLS和SR-MPLS 普遍采用基于 IPv4 的控制协议,如 IS-ISIPv4/0SPFv2/BGP IPv4/LDP 等,SRv6 则采用基于 IPv6 的控制协议,如 IS-ISIPv6/0SPFV3/BGP IPv6,因此无论是从 SR-MPLS 到 SRv6,还是从传统 MPLS 直接到 SRv6,演进思路类似:

(1)IGP IPv4 演进为 IGP IPv4 和 IPv6 双栈:

(2)BGP IPv4 邻居演进为 BGP IPv4 和 IPv6 邻居双栈:

(3)业务从使用 MPLS 隧道或 SR-MPLS 隧道演进为使用 SRv6 转发。

应综合考虑网络现状、新技术试点及项目进度等因素,选择演进路线

4、SRV6网络改造策略

(1)SRv6 0verlay

SRv6 0verlay 是一类方案的统称:业务首尾端点均升级支持SRv6中间节点无需升级,即可实现 E2E SRv6 业务开通。之后可增量升级部分关键节点支持SRv6,实现业务流量调优诉求。

该方案适用于大多数基于现有 MPLS 网络的演进场景,或者新建业务端点 PE场景。仅升级业务端点设备支持 SRv6,即可建立端到端的SRv6 VPN 业务,中间P 节点只需要提供 IPv6 报文的转发。在演进过程中,SRv6 与 MPLS 双栈共存,新业务使用 SRv6 转发,老业务使用 MPLS 转发。在同一个业务中,如果业务端点数量很多,无法同时升级支持 SRv6,也可以与 MPLS 双栈共存。

(2)SRv6 MPLS Interworking

SRv6 0verlay 方案适用于两端 PE 均升级支持 SRv6,中间网络不支持 SRv6的场景。但网络中也存在新建独立 SRv6 区域,不希望部署 MPLS 协议栈的场景;或者逐区域升级 SRv6,升级之后所有业务均使用 SRv6 承载的场景,此时业务端点一边为 SRv6,一边为 MPLS,则需要提供 SRv6与MPLS Interworking 方案。该方案适用于新建 SRv6 域未部署 MPLS 协议栈的场景;或者某 MPLS 区域演进到 SRv6 后删除 MPLS 协议栈的场景。此时业务端点一边为 SRv6,一边为 MPLS,需要交界节点提供二者之间的互通。

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