源路由流量工程 · MPLS 数据平面

Segment Routing MPLS

在 MPLS 数据面上实现源发起流量工程:无需 RSVP-TE 状态、无逐 LSP 信令开销:仅在头端基于分布式拓扑数据库计算标签栈。

基于 TI-LFA 的 SR-MPLS 底层网络

四台路由器组成一个环。R1 与 R3 之间的主路径走上行跳;一旦 R2 故障,TI-LFA 会预先编排一条经由 R4 的修复标签栈,可在 50 ms 内完成切换。

SR-MPLS 拓扑:四台路由器组成环网,主用路径经 R2 从 R1 到 R3,TI-LFA 备份路径经 R4
SR-MPLS:主用路径 R1 到 R2 再到 R3,经 R4 的 TI-LFA 修复列表(sub-50 ms 重路由)。

什么是 SR-MPLS

RFC 8402 中定义的段路由(Segment Routing,SR)通过标准 IGP 扩展(IS-IS:RFC 8667,OSPF:RFC 8665)分发一组拓扑指令、段。每个段以 MPLS 标签表示。头端路由器施加一个标签栈,完整编码显式路径;中间节点无需维护任何 per-LSP 信令状态。

由此带来简化的数据平面:中转节点仅执行标准 MPLS 转发,无需 RSVP 邻接数据库,无需逐前缀的 LDP FEC,也没有光学式的路径建立延迟。所有流量工程智能都集中于源节点,可按流类别、按 VPN 或按应用实施策略,而不会扰动控制平面。

SR-MPLS 在存量网络核心中与 LDP 共存并逐步取而代之。RFC 8661 定义了 LDP-SR 互通,使运营商能够增量迁移:支持 SR 的节点同时通告 SR SID 和 LDP 标签,从而在无需一次性割接的情况下,跨混合网络实现端到端 LSP。

Fast Reroute: TI-LFA

Topology-Independent Loop-Free Alternate(TI-LFA,RFC 9855;配套的 remote-LFA 见 RFC 8102)计算预先编程的备份路径,这些路径在构造上即无环,且不存在传统 LFA 的覆盖盲区。在支持的硬件上恢复时间低于 50 毫秒。TI-LFA 防护节点、链路和 SRLG 故障:备份路径被编码为修复段列表,并在主路径从转发表中移除之前于 PLR 处压入。

Flexible Algorithm(Flex-Algo)

IGP Flexible Algorithm(RFC 9350)使单一物理拓扑能够承载多个逻辑平面。每个 Flex-Algo 定义设定一种度量类型(IGP 开销、最小单向链路时延或 TE metric)以及一组链路约束,IGP 在这些规则下计算最短路径。OcNOS-SP 通过 IS-IS SR 通告每种算法,且每个 prefix-SID 按算法逐一解析,因此流量原生地遵循低时延平面或亲和性受限平面。对时延敏感的业务与尽力而为(best-effort)业务在无需 SR-TE 策略、无需外部控制器的情况下,沿相同链路以不同平面传输。

Flex-Algo 与 TI-LFA 协同工作。针对某一前缀的快速重路由备份,是在与主路径相同的算法内计算的,因此经过时延优化的流量会重路由到另一条低时延路径,而不是回退到默认最短路径。每个平面各自维持 50 ms 以内的保护。

OcNOS-SP Implementation

OcNOS-SP 在 Broadcom Qumran 和 Jericho 运营商级芯片系列中全面实现 SR-MPLS,涵盖从 Qumran2a 和 Qumran2u 紧凑型边缘平台,到 Qumran2c 和 Qumran2c+ 汇聚平台,再到 Jericho2c+ 核心路由器。该实现覆盖完整的 SP 边缘和核心功能集:

控制平面:IS-IS SR

支持 SR 扩展(RFC 8667)的 IS-IS:包含 Node SID、Adjacency SID、Anycast SID,以及带 N、P 标志的 Prefix-SID 通告,并通过 Flexible Algorithms(RFC 9350)实现拓扑感知 SID 分配。

流量工程:SR-TE

支持带显式段列表的 SR-TE 策略:以 color + endpoint 在头端引导流量;通过 PCEP(RFC 8231)将路径计算委托给 PCE;并通过 ODN(按需下一跳)实现 SLA 感知的自动路径选择。

Fast Reroute: TI-LFA

按接口启用 TI-LFA。防护节点和链路故障。备份路径预先安装到硬件转发表中。在支持的 SP 平台上实现低于 50 毫秒的恢复。

ECMP & 负载均衡

支持基于 5 元组流哈希的多 next-hop SR ECMP,按 SID 在 MPLS 转发表中解析等价路径,并支持按流的 entropy label 以便负载均衡可视化。

LDP 互通

面向存量网络迁移的 RFC 8661 LDP-SR 互通。用于 prefix SID 到 LDP 标签绑定的映射服务器。SR-LDP 边界节点功能:无需一次性割接式核心迁移。

SR 的 BFD

面向 MPLS LSP 的 BFD(RFC 5884),可与 SR-TE 策略绑定。亚秒级故障检测触发 TI-LFA 切换,并支持按 SR 策略分配 discriminator。

遥测

支持 OpenConfig SR YANG 模型;通过 gNMI 流式上送 SID 利用率、ECMP 分布与 TE 策略状态,并可经 gRPC 采集器与 Prometheus 兼容。

SRv6 共存

SR-MPLS 和 SRv6 可部署在同一 OcNOS-SP 节点上。在 MPLS 与 IPv6 数据平面之间按 VPN 进行引流。用于跨域 SRv6-SR-MPLS 拼接的互通功能。

OcNOS-Validated Hardware

仅供参考。 以下平台是经 SR-MPLS 验证硬件的代表性子集。完整且实时更新的合格平台列表(含 ASIC、端口密度与版本覆盖情况)维护于 OcNOS 硬件兼容性列表中。

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

对比所有 OcNOS 验证平台上的 SR-MPLS 支持

Open Feature Matrix →
常见问题

常见问题

什么是 SR-MPLS?
SR-MPLS(MPLS 数据平面上的 Segment Routing)是一种使用 MPLS 标签进行转发的 segment routing,其标签由 IGP 分发,而非采用独立的标签协议。它在复用现有 MPLS 转发平面的同时,沿着经工程规划的路径引导流量。
SR-MPLS 如何使用 IS-IS 或 OSPF?
SR-MPLS对IS-IS或OSPF进行扩展,以将段标识符作为MPLS标签通告,因此由IGP本身分发标签。这样便无需LDP来分配标签,每个节点都可以根据其已经泛洪的路由信息构建label-switched path。
SR-MPLS 中的 SRGB 是什么?
SRGB(Segment Routing Global Block)是为全局前缀段保留的 MPLS 标签范围。prefix-SID 是该区块内的一个索引,因此节点通过将索引加到 SRGB 基值上来计算目的地的本地标签,从而实现一致的标签分配。
SR-MPLS与SRv6有何区别?
SR-MPLS 使用 MPLS 标签进行转发并保留 MPLS 数据平面,而 SRv6 则以 IPv6 地址作为段,在原生 IPv6 数据平面上进行转发。SR-MPLS 适用于已经运行 MPLS 的网络,而 SRv6 则去除 MPLS,转而采用仅基于 IPv6 的转发。
SR-MPLS 是否仍然需要 LDP?
不需要,SR-MPLS 无需 LDP 或 RSVP-TE。IGP 通过 prefix-SID 和 adjacency-SID 分发标签,TI-LFA 提供快速重路由,因此单一 IGP 即可处理以往需要独立协议才能完成的标签分发、流量工程和保护。
SR-MPLS 与采用 LDP 或 RSVP-TE 的传统 MPLS 有何不同?
传统 MPLS 依赖 LDP 或 RSVP-TE 在每一跳上信令并维护逐 LSP 状态。SR-MPLS 保留相同的 MPLS 转发平面,但由 IGP 将标签作为段 ID 分发,因此头端无需单独的信令协议即可设定路径。RFC 8660 对此进行了定义。OcNOS-SP 可在一台路由器上同时运行 SR-MPLS 和 RSVP-TE。
什么是 IS-IS 段路由?
IS-IS 段路由按 RFC 8667 定义扩展 IS-IS 链路状态协议,将段标识符作为 MPLS 标签进行通告。每台路由器泛洪 prefix-SID 和 adjacency-SID 子 TLV,因此仅凭 IGP 即可在无 LDP 的情况下构建标签交换路径。OcNOS-SP 实现基于节点 SID 和邻接 SID 的 IS-IS SR,并提供用于拓扑感知路径选择的 Flexible Algorithm。
SR-MPLS 中的 TI-LFA 是什么?
TI-LFA(Topology Independent Loop-Free Alternate)由 RFC 9855 规定,利用段路由为每个目的地预先计算无环备份路径。发生链路、节点或 SRLG 故障时,本地修复点会压入修复标签栈,并在 50 毫秒内恢复流量。OcNOS-SP 按接口启用 TI-LFA,并将备份预先安装到硬件转发表中。
什么是 Flex-Algo(IGP Flexible Algorithm)?
Flex-Algo,即 IGP Flexible Algorithm(RFC 9350),使 IGP 能够使用默认最短路径以外的度量和约束(例如最低时延或受亲和性限制的拓扑)来计算基于约束的路径。每个算法映射到一个 prefix-SID,因此流量可原生沿自定义路径转发。OcNOS-SP 通过 IS-IS SR 支持 Flexible Algorithm,实现拓扑感知的 SID 分配。
EVPN 能否在 SR-MPLS 上运行?
是的。EVPN(RFC 7432)是面向以太网服务的 BGP 控制平面,在 MPLS 数据平面上转发,因此其服务标签会像在 LDP 或 RSVP-TE 上一样承载于 SR-MPLS 标签交换路径。在 SR-MPLS 上运行 EVPN,可为以太网服务带来基于源的路径选择和 TI-LFA 保护等段路由优势。