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相亲网站建设策划方案,电子商务网站的建设报告,vi设计公司排行榜,网站建设比较好文章目录为什么需要G-SRv6如何实现G-SRv6G-SRv6在智能云网中的应用G-SRv6#xff08;Generalized Segment Routing over IPv6#xff0c;通用 SRv6#xff09;是一种兼容SRv6的通用机制#xff0c;支持携带多种类型不同长度的SID#xff0c;这些SID称为G-SID#xff08;G…文章目录为什么需要G-SRv6如何实现G-SRv6G-SRv6在智能云网中的应用G-SRv6Generalized Segment Routing over IPv6通用 SRv6是一种兼容SRv6的通用机制支持携带多种类型不同长度的SID这些SID称为G-SIDGeneralized SID通用 SID。G-SRv6通过携带压缩类型的通用SID最多可减少75%的Segment List也称为 SID List开销从而解决SRv6的报文头开销问题。此外G-SRv6还支持普通SRv6 SID和压缩SID混合编程网络按需升级部分节点即可部署G-SRv6实现从SRv6到G-SRv6的平滑升级和存量演进。为什么需要G-SRv6SRv6报文头开销问题SRv6是基于源路由理念而设计的新一代IP承载协议其丰富的网络编程能力能够很好地满足新的网络服务需求。SRHSegment Routing Header扩展报文头是实现SRv6的关键扩展。在封装模式下SRv6头节点会对报文封装上外层IPv6报文头和SRH扩展报文头再进行转发但这带来了一定的报文头开销而且当SRv6 SID数目很多时SRH扩展报文头的长度将进一步增长。由此可能产生如下问题。有效传输效率下降SRv6报文头开销过大带来的第一个问题是每个报文携带的载荷变小有效传输效率下降。如下图所示Segment RoutingSR主要应用于两种数据平面分别形成SR-MPLSSegment Routing with MPLS基于MPLS的段路由和SRv6Segment Routing over IPv6基于IPv6的段路由。SRv6采用128 bit的IPv6地址作为SID而SR-MPLS采用32 bit的MPLS标签作为SID二者相比SRv6的SID长度是SR-MPLS SID长度的4倍。SR的两种数据平面使用SRv6进行数据转发时头节点会给报文封装外层IPv6报文头和SRH其中SRH里携带Segment List。在大规模网络中如果需要逐跳指定转发路径则会引入较多的SRv6 SID。比如在端到端严格显式路径转发场景下使用的SRv6 SID数目可能超过5个甚至达到10个。当使用10个SRv6 SID时IPv6报文头包括如下3个部分40 Byte的IPv6基本报文头、8 Byte的固定头部以及1016 Byte的Segment List合计长度将达到40 8 1016 208 Byte具体如下图所示。使用10个SRv6 SID时SRv6报文头开销报文的总长度是有限的过长的报文头会带来更多的传输开销导致SRv6报文里IPv6载荷占比下降传输效率降低。现网老旧设备不兼容SRv6报文头开销过大带来的第二个问题是SID栈太深导致对现网设备的兼容性不好而兼容现网设备也是任何新协议取得成功的关键。支持SRv6需要对网络设备的软硬件进行升级。软件需要升级支持SRv6相关控制协议比如IGP、BGP扩展支持SRv6等这对现有网络设备的影响可控。硬件设备升级则存在比较大的挑战面临着大量的投资。SRv6赋予了IPv6地址更为丰富的含义同时还引入了SRH和转发平面TLVType Length Value类型长度值封装等机制。这些机制带来了丰富的网络编程能力但与此同时也对网络硬件设备的处理能力提出了更高的要求。通常为了实现高性能的报文处理和转发对SRH扩展头和TLV的处理都需要用硬件来实现。另外为了支持更精细化的流量工程、SFCService Function Chaining业务功能链和IOAMIn-situ OperationsAdministrationand Maintenance随流操作管理和维护等功能网络硬件设备需要具备处理更深SRv6 SID栈的能力。下图给出了SRv6对网络设备SID栈处理能力要求的初步评估。可以看到支持L3VPN over SRv6 BE不需要引入SRH扩展报文头支持L3VPN over SRv6 BE TI-LFA需要具备大约4层左右SRv6 SID栈的处理能力如果要支持L3VPN over SRv6 TE Policy可能需要设备具备10层的SRv6 SID栈的处理能力如果要支持基于SRv6的SFC和IOAM则需要更高的SRv6 SID栈的处理能力。SRv6对网络设备SID栈处理能力要求初步评估随着SID数目增加SID在SRv6报文中的位置可能超过硬件一次读取的深度导致硬件进行二次读取造成转发性能下降。更严重的是SRv6报文处理对硬件要求高现网部分老旧设备难以支持深度的报文头复制操作必须升级硬件这些问题也导致运营商现网无法平滑升级到SRv6。MTU 超限风险较大SRv6报文头开销过大带来的第三个问题就是报文头增大可能导致MTUMaximum Transmission Unit最大传输单元超限。SRv6的一个独特优势就是支持TI-LFA和中间节点保护等新技术这些技术使用SRv6显式路径作为故障后的修复路径提升了IP网络故障保护成功率是构建确定性IP网络的重要技术。但是SRv6保护常常会在原始报文里增加13个16 Byte128 bit的SID强制报文沿着指定路径转发这样就有可能导致SRv6的报文长度进一步增加如下图所示。SRv6报文长度变化示意图通常只有IPv6源节点和目的节点才会解析IPv6扩展头部所以只有IPv6源节点始发IPv6报文时才会进行IPv6 MTU分片中间节点转发IPv6报文时不进行IPv6 MTU分片。当IPv6报文长度大于出接口IPv6 MTU时设备会丢弃报文并进行Path MTU发现。SRv6使用IPv6作为数据平面协议MTU问题对SRv6的影响较大。为什么说G-SRv6是更高效的SRv6G-SRv6是一种兼容SRv6的演进型方案G-SRv6保留了原来SRv6具有的源路由、Native IPv6、可编程和简化协议等优点还解决了业界对于SRv6报文头过长的担忧。G-SRv6作为一种更高效的SRv6对于SRv6的广泛部署具有重要的促进意义。相比于SRv6G-SRv6的技术价值可体现在以下几个方面。提高传输效率如下图所示G-SRv6使用32 bit的压缩SID时最多可减少75%的Segment List开销显著地提高了网络传输效率。比如传递相同大小的数据块如果使用SRv6耗费10GB流量使用G-SRv6可能仅需耗费7GB流量。在SD-WANSoftware Defined Wide Area Network软件定义广域网等对传输效率敏感的场景中G-SRv6可以很好地帮助客户降低成本。使用10个SRv6 SID时SRv6报文头开销提升转发性能SRv6转发的主要转发动作是读取Segments LeftSL指向的Segment List中的活跃SID并复制到IPv6报文头中的DADestination Address目的地址字段。使用G-SRv6时由于整个Segment List变短所以硬件读取Segment List中SID的深度变浅了避免了硬件二次读取的发生。在华为某款设备使用10层SID的转发测试中基于SRv6的转发速率为400Mpps而基于G-SRv6的转发速率则可以达到620Mpps实现了55%的转发性能提升。由于G-SRv6降低了对设备硬件能力的要求所以现网部分老旧设备通过软件升级也可以支持G-SRv6避免了硬件升级带来的额外成本更有利于现网平滑升级。防止MTU超限G-SRv6场景使用TI-LFA保护时可能新增13个32 bit的压缩SID增加的长度比SRv6场景显著缩短可以大大降低MTU超限的风险。如何实现G-SRv6在SRv6的基础上如何实现G-SRv6呢下面我们通过G-SRv6的基本概念和报文转发流程来说明G-SRv6的工作实现展示G-SRv6对于SRv6的良好兼容性。G-SID在SRv6中SID是一个128 bit的IPv6地址。其格式目前由5部分组成如下图所示。SRv6 SID格式示意图在一个SRv6域中SRv6 SID都是从同一个地址块中分配出来的因此都具有相同的地址前缀Common Prefix比如2001:DB8:1:1::/64。同时对于表征节点的End SID和表征链路的End.X SID来说由于含义单一通常Arguments字段设置为默认值0Padding部分也为0。因此在整个128 bit SRv6 SID中存在差异的部分目前只有Node ID和Function ID两部分。G-SRv6通过将这些冗余信息从Segment List中删除仅携带变化的Node ID和Function ID从而实现压缩。在转发的过程中G-SRv6也不需要像SRv6那样将128 bit SID更新到IPv6目的地址字段仅需将变化的Node ID与Function ID更新到IPv6的目的地址的对应部分即可生成新的IPv6目的地址。这就是G-SRv6压缩的基本思想具体如下图所示。在当前G-SRv6方案中使用G-SIDGeneralized SID通用SID直接指代压缩SID。G-SID 可以是一个压缩 SID也可以是一个标准 SRv6 SID 或其他 SID因此称为通用 SID。G-SRv6压缩的基本思想G-SID Container为了兼容SRH需要在SRH中按照128 bit对齐的方式来编排G-SID即一个128 bit单元需要排放4个32 bit的G-SID或8个16bit的G-SID。如果排不满则需要使用0进行填充对齐128 bit。因此G-SRv6方案定义了G-SID Container的概念用于明确表示128 bit的单元。G-SID Container是一个128 bit的值一个G-SID Container可以包含一个普通的SRv6 SID或多个G-SID例如14个32 bit的G-SID如下图所示。G-SID ContainerG-SRH引入G-SID之后多种类型的SID可以被编码到SRv6 SRH中所以这个SRH我们称为G-SRH。G-SRH与SRH格式保持一致但Segment List支持128 bit SRv6 SID和32 bit G-SID混合编码。如下图所示原本的128 bit SID变为现在的G-SID ContainerG-SID Container可以承载一个SRv6 SID或多个G-SID。G-SRH格式当128 bit SRv6 SID和32 bit G-SID混编在G-SRH中时其编码示例如下图所示。G-SRv6 Segment List编码在G-SRv6中一段路径可以由SRv6压缩子路径和SRv6子路径组成这两段子路径由各自的SID来编码体现SRv6压缩子路径由支持压缩的一系列G-SID编码体现其中第一个G-SID是一个128 bit支持压缩的SRv6 SID后续是多个32 bit的压缩SID。第一个G-SID携带包含Common Prefix的完整128 bit信息用于构建完整可路由SID。SRv6子路径由128 bit的G-SID也即SRv6 SID编码。所有G-SID在Segment List中按照128 bit编排因此如果G-SID无法排满128 bit则需补齐对应的Padding。COC Flavor当前SRv6是将SL指针指向的活跃SID更新到IPv6报文头的目的地址字段。但将G-SID编码到G-SRH中之后每次更新的SID不一定是128 bit SID还可能是32 bit G-SID因而还需要定义32 bit G-SID更新的动作。为指示处理SRv6压缩SIDG-SRv6定义了一种COC Flavor特征。当节点处理携带COC Flavor的SID时表示需要将Segment List中下一个32 bit的G-SID更新到目的地址字段。一个G-SID Container可能包含多个G-SID为了定位下一个G-SID在G-SID Container中的具体位置还需要新增SISID IndexSI在G-SRv6报文头目的地址字段中Arguments的最低2位。为了方便硬件实现和未来扩展可以使用128 bit的SRv6 SID没有Padding使得SI的位置在整个128 bit的最低2位如下图所示。SI指针位置在生成压缩SID时需预留空间给SI其初始值为0。在转发的过程中只有当目的地址字段的SID为可压缩SID时目的地址中的SI字段才有意义。此时SL指示了G-SRH中的活跃的G-SID Container而SI指示了G-SID在该G-SID Container中的位置。按照Segment List的倒序排列规则即Segment List[0]为最后一跳Segment List[n]为第一跳G-SID的排列顺序也是倒序的即SI 3时定位到G-SID Container的最低32 bit值SI 0时定位到G-SID Container的最高32 bit值。G-SRv6方案更新目的地址的思想为通过携带COC Flavor的SID指示更新下一个位于G-SRH的32 bit G-SID到IPv6报文头的目的地址进行转发。G-SRv6压缩处理流程由COC Flavor触发操作也局限在携带COC Flavor的SID之内对已有SID以及SRH的处理无影响。以纯压缩路径搭配128 bit的VPN SID为例G-SRH的Segment List编码与G-SID更新示例如下图所示。结合SRv6 SID编码规则压缩路径在Segment List中的编码规则为SRv6压缩路径的开始由一个128 bit的携带COC Flavor的SID指示该COC Flavor SID携带了完整的SID信息包含Common Prefix等信息可用于与后续G-SID恢复出完整的下一个SID。压缩路径中间的G-SID均为携带COC Flavor的G-SID指示下一个G-SID是32 bit G-SID。压缩路径的最后一个G-SID不能携带COC Flavor。其与目的地址中其他部分组成的完整SID将被节点按照128 bit SRv6 SID处理更新下一个128 bit的SRv6 SID到IPv6目的地址字段从而实现从32 bit G-SID到普通SRv6 SID的变化。这种编码规则支持普通SRv6 SID与压缩SID混编从而支持从SRv6网络存量演进、平滑升级到G-SRv6网络。G-SRH的Segment List编码与G-SID更新示例报文转发流程以穿越压缩与非压缩的SRv6域为例说明G-SRv6方案的转发过程。如下图所示假设报文需要从节点N0转发至节点N10仅节点N5不支持压缩因此2001:DB8:A1::5:1将被完整的编码在Segment List中。节点N10为End.DT4类型的VPN SID2001:DB8:A:10:10::也作为128 bit的SID被完整编码到Segment List中。因此节点N1、N2、N3、N6、N7、N8对应的SID中均携带COC Flavor指示下一个SID为压缩SID。编码之后的Segment List如下图所示。混编转发示意图转发流程描述如下节点N1收到数据包时目的地址2001:DB8:A:1:1::在本地SID表中N1命中到本地发布的携带COC Flavor的End.X SID此时SRH中SL 5SI 0因此SL减1SI 3指向2:1将G-SID 2:1更新到IPv6目的地址中转发到下一个节点N2。此时目的地址为2001:DB8:A:2:1::3。节点N2收到数据包时目的地址2001:DB8:A:2:1::3在本地SID表中N2命中到本地发布的携带COC Flavor的End.X SID此时SL 4由于SI为3所以N2将SI减1将G-SRH中的下一个G-SID 3:1更新到目的地址中转发到下一个节点。此时目的地址为2001:DB8:A:3:1::2。节点N3的操作同节点N2将IPv6目的地址更新为2001:DB8:A:4:2::1并转发到节点N4。节点N4收到数据包时目的地址2001:DB8:A:4:2::1在本地SID表中N4命中到本地发布的End.X SID因此SL - 1 3将2001:DB8:A1::5:1复制到目的地址中进行转发。节点N5是一个普通SRv6节点将执行SRv6转发动作更新IPv6目的地址为2001:DB8:A:6:1::转发到下一个节点。节点N6收到数据包时目的地址2001:DB8:A:6:1::在本地SID表中N6命中到本地发布的COC Flavor End.X SID此时SRH中SL 2SI 0所以SL减1SI 3指向7:1将G-SID 7:1更新到目的地址中转发到下一个节点。此时目的地址为2001:DB8:A:7:1::3。同理节点N7、N8收到数据包时处理COC Flavor SID更新目的地址转发数据包。节点N9收到数据包之后步骤同节点N4由于目的地址中SID在本地SID表中N9命中到本地发布的End.X SID无COC Flavor所以N9将SL减1并将SL指向的VPN SID复制到目的地址中转发到节点N10。节点N10按照VPN SID的指令进行后续处理。G-SRv6在智能云网中的应用智能云网是面向云时代的全新业务网实现算力在云和网络之间调度为千行百业输送充沛算力帮助企业成功实现数字化转型。如下图所示华为运营商智能云网解决方案的目标网络架构主要包括智能云城域网、智能云骨干网和智能管控层这三个部分。智能云城域采用Spine-Leaf结构易于实现接入点扩展接入。智能云骨干的网PE和云PE采用Full-mesh方式组网在实现一跳业务路径可达的基础上还能易于扩展接入各种云和智能云城域网。智能管控层实现了网络的智能管理和业务的智能运维同时通过北向接口将网络能力呈现给企业用户。G-SRv6在智能云网解决方案中的应用智能云网基于G-SRv6实现无缝跨域多段组网变端到端业务一跳入云。结合G-SRv6的可编程能力与智能管控器网络可以实现基于时延的智能选路实现用户无感知的业务路径切换。全网统一采用G-SRv6 TI-LFA保护技术还可以实现全网任意位置故障的50毫秒恢复。智能云网解决方案主要依托于运营商的IP RAN网络、PON城域网络和新建的切片云专网再结合云骨干网络可以应用于下图中的6大业务场景满足不同客户差异化的接入需求实现固移融合。业务类型说明在上图中有很多业务需要跨越多个网络区域并且有很高的SLA要求因此都可以使用G-SRv6技术在存量IP RAN网络里主要是存量IP RAN企业上云和5G 2B固移融合专线业务。IP RAN网络存在很多老旧设备这些设备可能很难处理较深的SRv6 SID栈。通过G-SRv6减小SRv6 SID栈深可以降低对于设备硬件能力的要求从而促进现网的平滑演进。在切片云专网里网络切片最小可能划分到100M粒度在未来可能出现更小带宽的网络切片带宽资源比较宝贵通过G-SRv6减小报文头开销提升报文传输效率可以有效地帮助用户降低资费。在城域网络里主要是公众、教育、政企用户的固定宽带上云加速业务对于业务的时延要求比较严苛。而业务的时延包括网络传输时延和设备处理时延通过网络切片技术预留资源可以确保网络传输时延通过G-SRv6可以提升报文转发性能减少设备处理时延。