Traffic Engineering source-routed · piano dati MPLS

Segment Routing MPLS

Traffic engineering source-initiated su data plane MPLS. Nessuno stato RSVP-TE, nessun overhead di segnalazione per LSP: solo una pila di etichette calcolata all'head-end da un database topologico distribuito.

Underlay SR-MPLS con TI-LFA

Quattro router in un anello. Il percorso primario tra R1 e R3 utilizza l'hop superiore; in caso di guasto di R2, TI-LFA pre-programma uno stack di repair label tramite R4 in meno di 50 ms.

Topologia SR-MPLS: quattro router in anello con un percorso primario da R1 a R3 via R2 e un backup TI-LFA via R4
SR-MPLS: percorso primario da R1 a R2 a R3 con una repair list TI-LFA via R4 (reroute sub-50 ms).

Cos'è SR-MPLS

Segment Routing (SR), definito in RFC 8402, distribuisce un insieme di istruzioni topologiche, i segmenti, tramite estensioni IGP standard (IS-IS: RFC 8667, OSPF: RFC 8665). Ogni segmento è rappresentato come etichetta MPLS. Il router di head-end impone una pila di etichette che codifica il percorso esplicito completo; nei nodi intermedi non viene mantenuto alcuno stato di segnalazione per LSP.

Il risultato è un data plane semplificato: i nodi di transito eseguono il forwarding MPLS standard senza database di adiacenza RSVP, senza FEC LDP per prefisso e senza la latenza di setup del percorso tipica del modello ottico. Tutta l'intelligenza di ingegneria del traffico si sposta all'origine, abilitando policy per classe di flusso, per VPN o per applicazione senza turbolenze del control plane.

SR-MPLS coesiste con LDP e lo sostituisce progressivamente nei core brownfield. La RFC 8661 definisce l'interworking LDP-SR affinché gli operatori possano migrare in modo incrementale: i nodi compatibili con SR annunciano sia SID SR sia etichette LDP, abilitando LSP end-to-end su reti miste senza un passaggio in flag-day.

Fast Reroute: TI-LFA

Topology-Independent Loop-Free Alternate (TI-LFA, RFC 9855; remote-LFA associato nella RFC 8102) calcola percorsi di backup preprogrammati, privi di loop per costruzione, senza le lacune di copertura del LFA classico. Il ripristino è inferiore a 50 ms sull'hardware che lo supporta. TI-LFA protegge dai guasti di nodo, collegamento e SRLG: il percorso di backup è codificato come lista di segmenti di riparazione inserita nel PLR prima che il percorso primario venga rimosso dalla tabella di forwarding.

Flexible Algorithm (Flex-Algo)

IGP Flexible Algorithm (RFC 9350) consente a una singola topologia fisica di trasportare più piani logici. Ogni definizione Flex-Algo imposta un tipo di metrica, costo IGP, ritardo minimo del collegamento unidirezionale o TE metric, oltre a un insieme di vincoli di collegamento, e l'IGP calcola i percorsi più brevi secondo tali regole. OcNOS-SP annuncia ogni algoritmo tramite IS-IS SR, e ogni prefix-SID viene risolto per algoritmo, così il traffico segue in modo nativo il piano a basso ritardo o ad affinità limitata. Un servizio sensibile alla latenza e un servizio best-effort percorrono gli stessi collegamenti su piani diversi, senza policy SR-TE e senza controller esterno.

Flex-Algo e TI-LFA lavorano insieme. Il backup fast-reroute per un prefisso viene calcolato all'interno dello stesso algoritmo del percorso primario, così un flusso ottimizzato per il ritardo viene reinstradato su un altro percorso a basso ritardo anziché tornare al percorso più breve predefinito. Ogni piano mantiene la propria protezione inferiore a 50 ms.

OcNOS-SP Implementation

OcNOS-SP implementa SR-MPLS sulle famiglie di silicio per service provider Broadcom Qumran e Jericho, dalle piattaforme edge compatte Qumran2a e Qumran2u all'aggregazione Qumran2c e Qumran2c+, fino ai router di core Jericho2c+. L'implementazione copre l'intero set di funzionalità edge e core SP:

Control Plane: IS-IS SR

IS-IS con estensioni SR (RFC 8667). Node SID, Adjacency SID, Anycast SID. Annuncio Prefix-SID con flag N e P. Flexible Algorithms (RFC 9350) per assegnazione SID topology-aware.

Traffic Engineering: SR-TE

Policy SR-TE con liste di segmenti esplicite. Steering all'head-end per color + endpoint. Calcolo del percorso delegato al PCE via PCEP (RFC 8231). ODN (On-Demand Next-hop) per la selezione automatica del percorso in base agli SLA.

Fast Reroute: TI-LFA

TI-LFA abilitato per interfaccia. Protegge dai guasti di nodo e di collegamento. Percorso di backup preinstallato nella tabella di forwarding hardware. Ripristino in meno di 50 ms sulle piattaforme SP supportate.

ECMP e load balancing

SR ECMP su più next-hop con hashing di flusso a 5-tuple. Percorsi equicosto risolti per SID tramite la tabella di forwarding MPLS. Supporto dell'entropy label per flusso per la visibilità del load balancing.

Interoperabilità LDP

Interworking LDP-SR secondo la RFC 8661 per la migrazione brownfield. Mapping server per l'associazione da prefix SID a etichetta LDP. Funzionalità di nodo di confine SR-LDP: nessuna migrazione del core in flag-day richiesta.

BFD per SR

BFD per MPLS LSP (RFC 5884) con binding alle policy SR-TE. Rilevazione di guasti sub-secondo che alimenta lo switchover TI-LFA. Allocazione del discriminator per policy SR.

Telemetria

Modelli YANG OpenConfig SR. Streaming gNMI di utilizzo dei SID, distribuzione ECMP e stato delle policy TE. Compatibile con Prometheus tramite collector gRPC.

Coesistenza SRv6

SR-MPLS e SRv6 possono essere distribuiti sullo stesso nodo OcNOS-SP. Steering per VPN tra i piani dati MPLS e IPv6. Funzione di interworking per lo stitching SRv6-SR-MPLS tra domini.

OcNOS-Validated Hardware

Solo a titolo di riferimento. Le piattaforme seguenti rappresentano un sottoinsieme indicativo dell'hardware validato per SR-MPLS. L'elenco completo e aggiornato delle piattaforme qualificate, con ASIC, densità di porte e copertura delle versioni, è mantenuto nella OcNOS Hardware Compatibility List.

UfiSpace S9610-36D
Jericho2c+ · 36×400G
Edgecore AS9947-36XKB
Jericho2c+ · 24×100G + 12×400G
UfiSpace S9600-56DX
Qumran2c · 48×100G + 8×400G
UfiSpace S9610-46DX
Qumran2c+ · 40×100G + 6×400G
UfiSpace S9600-32X
Qumran2c · 32×100G
UfiSpace S9600-64X
Qumran2c · 64×100G
UfiSpace S9510-28DC
Qumran2a · 24×25G + 2×100G + 2×400G
UfiSpace S9510-30XC
Qumran2u · 28×25G + 2×100G

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FAQ

Domande frequenti

Che cos'è SR-MPLS?
SR-MPLS (Segment Routing sul piano dati MPLS) è un segment routing che utilizza etichette MPLS per l'inoltro, con etichette distribuite dall'IGP anziché da un protocollo di etichette separato. Indirizza il traffico lungo percorsi ingegnerizzati riutilizzando il piano di inoltro MPLS esistente.
In che modo SR-MPLS utilizza IS-IS o OSPF?
SR-MPLS estende IS-IS o OSPF per annunciare gli identificatori di segmento come etichette MPLS, così è l'IGP stesso a distribuire le etichette. Ciò elimina la necessità che LDP assegni le etichette e consente a ogni nodo di costruire percorsi label-switched a partire dalle informazioni di routing che già diffonde.
Che cos'è l'SRGB in SR-MPLS?
Lo SRGB (Segment Routing Global Block) è l'intervallo di etichette MPLS riservato ai segmenti di prefisso globali. Un prefix-SID è un indice all'interno di questo blocco, per cui un nodo calcola l'etichetta locale di una destinazione aggiungendo l'indice alla base dello SRGB, ottenendo un'assegnazione di etichette coerente.
Qual è la differenza tra SR-MPLS e SRv6?
SR-MPLS inoltra tramite etichette MPLS e mantiene un piano dati MPLS, mentre SRv6 inoltra sul piano dati IPv6 nativo utilizzando gli indirizzi IPv6 come segmenti. SR-MPLS è adatto alle reti che già operano MPLS, laddove SRv6 elimina MPLS a favore di un inoltro esclusivamente IPv6.
SR-MPLS necessita ancora di LDP?
No, SR-MPLS non necessita di LDP né di RSVP-TE. L'IGP distribuisce le etichette tramite prefix-SID e adjacency-SID, e TI-LFA fornisce il reroute rapido, cosicché un unico IGP gestisce la distribuzione delle etichette, il traffic engineering e la protezione che in precedenza richiedevano protocolli distinti.
In cosa si differenzia SR-MPLS dal MPLS tradizionale con LDP o RSVP-TE?
Il MPLS tradizionale si basa su LDP o RSVP-TE per segnalare e mantenere lo stato per ogni LSP a ciascun hop. SR-MPLS conserva lo stesso piano di forwarding MPLS, ma l'IGP distribuisce le etichette come segment ID, così il nodo di testa imposta il percorso senza un protocollo di segnalazione separato. La RFC 8660 lo definisce. OcNOS-SP può eseguire SR-MPLS e RSVP-TE insieme su un unico router.
Che cos'è IS-IS segment routing?
IS-IS segment routing estende il protocollo link-state IS-IS per annunciare gli identificatori di segmento come etichette MPLS, secondo quanto definito nella RFC 8667. Ogni router diffonde sub-TLV prefix-SID e adjacency-SID, così che il solo IGP costruisca percorsi a commutazione di etichetta senza LDP. OcNOS-SP implementa IS-IS SR con SID di nodo e di adiacenza, oltre a Flexible Algorithm per una selezione dei percorsi consapevole della topologia.
Che cos'è TI-LFA in SR-MPLS?
TI-LFA (Topology Independent Loop-Free Alternate), specificato nella RFC 9855, utilizza il segment routing per pre-calcolare un percorso di backup privo di loop per ogni destinazione. In caso di guasto di collegamento, nodo o SRLG, il point of local repair inserisce uno stack di etichette di riparazione e ripristina il traffico in meno di 50 ms. OcNOS-SP abilita TI-LFA per interfaccia, con il backup preinstallato nella tabella di forwarding hardware.
Che cos'è Flex-Algo (IGP Flexible Algorithm)?
Flex-Algo, ovvero IGP Flexible Algorithm (RFC 9350), consente all'IGP di calcolare percorsi basati su vincoli utilizzando una metrica e vincoli diversi dal percorso più breve predefinito, ad esempio la latenza minima o una topologia limitata per affinità. Ogni algoritmo è associato a un prefix-SID, così il traffico segue nativamente il percorso personalizzato. OcNOS-SP supporta Flexible Algorithm con IS-IS SR per un'assegnazione di SID consapevole della topologia.
EVPN può funzionare su SR-MPLS?
Sì. EVPN (RFC 7432) è un piano di controllo BGP per servizi Ethernet che inoltra su un piano dati MPLS, perciò le sue etichette di servizio percorrono i percorsi a commutazione di etichetta SR-MPLS nello stesso modo in cui lo farebbero su LDP o RSVP-TE. Eseguire EVPN su SR-MPLS offre ai servizi Ethernet i vantaggi del segment routing: la selezione dei percorsi basata sull'origine e la protezione TI-LFA.