SDN配合SR實現流量工程

網絡運營商承受著越來越大的壓力,業務要求他們能夠快速部署具有更嚴格SLA和更高彈性的服務,同時降低總體網絡復雜性。 許多公司正在考慮或已經在網絡中部署了流量工程。 但是流量工程并不簡單 : 隨著網絡規模擴張和路徑數量的增加,管理會變得非常復雜。 通過擺脫在網絡中繼續增加其他TE協議的需求,諸如分段路由(SR) 之類的新技術提供了新的思路。 但是光靠SR就夠了嗎?

本文將討論分段路由技術跟 SDN 控制器比如 Juniper Northstar 控制器的結合, 幫助運營商簡化 SR 部署, 降低流量工程的規劃和運維復雜度,從而提高整體網絡和服務的可靠性.

Northstar 簡介

NorthStar是Juniper用于廣域網(WAN)業務場景的SDN控制器。 它自動創建和管理網絡上的MPLS流量工程路徑(LSP)。 例如當鏈接失敗或檢測到擁塞時,NorthStar無需人為干預即可修改LSP路徑。 這大大減少了操作網絡所需的人工工作量,從而提高了整個網絡和服務的可靠性,是通往“自驅動網絡”的重要基石。

NorthStar如何工作?

讓我們先看看 Northstar 如何工作. Northstar 從3個來源接收輸入, 如下圖1藍色箭頭所示:

圖 1

? 來自網絡的輸入: NorthStar與真實網絡緊密耦合以實時感知網絡中發生的事件。作為網絡控制平面的擴展,Northstar能夠主動控制網絡, 而不象傳統網絡管理系統(NMS) 那樣只做被動監控。Northstar通過BGP-LS或IGP協議獲取網絡拓撲信息。這種方式為NorthStar提供了網絡鏈接,網絡節點及其屬性(例如鏈接帶寬, IGP metric, SRLG和SR SID)的布局。如果網絡格局發生變更(比如碰到鏈路故障),它將立即觸發BGP-LS或IGP更新,以便NorthStar采取措施。 NorthStar還會從LSP入口路由器通過PCEP協議接收狀態報告,以便NorthStar知悉每條 MPLS LSP的狀態,例如LSP當前狀態是UP還是DOWN。NorthStar還將從網絡接收遙測信息. 比如每條LSP的流量信息. 以及每條鏈接的延遲信息.

? 圖形操作界面輸入: Northstar可通過圖形界面接收管理員的輸入, 比如網絡帶寬這樣對流量工程LSP的前置要求, 以及流量工程的具體部署協議比如PCEP, NETCONF或其它協議.

? REST API輸入: NorthStar可通過REST API接收輸入。任何通過GUI手動請求的內容都可以通過REST API調用來請求,這使NorthStar可以很方便地與網絡編排系統或其他自動化應用集成

根據這些輸入,NorthStar可以計算出MPLS LSP在網絡中采用的路徑。這些LSP可以是SR LSP或RSVP LSP。它即可以修改現有LSP路徑,也可以從零創建新的LSP。 Northstar通過使用PCEP協議告知入口路由器LSP的完整路徑,包括LSP名稱,出口節點IP地址以及NorthStar希望LSP在網絡上路由的每一跳轉發路徑來完成此操作。

NorthStar 和Segment Routing

在segment-routed場景下,NorthStar發送的PCEP消息可以包含與每一跳關聯的adjacency SID。 這會將LSP固定到特定路徑(請參見圖2)。 另外PCEP消息也可以只包含由node SID所表示的松散路徑,從而利用ECMP帶來多路徑負載均衡等好處。 入口路由器在收到PCEP消息后將在自己的路由表和/轉發表中安裝指向目標節點的SR路徑.它還將通過PCEP發送消息給NorthStar,通知它LSP現在已經啟動并正在運行,從而讓NorthStar確認意圖已得到執行。

圖 2

NorthStar的能力使管理員的工作變得更加輕松. 它自動創建和管理基于SR的LSP,而傳統方法則需要使用筆和紙手動計算路徑并在路由器上手動配置LSP。

Key Capabilities of NorthStar

Northstar的關鍵能力

? 多樣化路徑計算:對于要求高度冗余性的服務,NorthStar可以計算出若干對不同路由的LSP。 這意味著如果某網元發生故障,最多僅一對LSP會受到影響,而其它LSP仍處于運行狀態并承載流量。

? 自動化閉環:NorthStar在自動化閉環中扮演著重要角色,為通往“自驅動網絡”的演進提供了重要的基石。 如圖3所示, NorthStar根據用戶要求計算LSP路徑,并在網絡上實際部署生效。 但網絡不是靜態實體, 它更像是一種生物,容易受到干擾,例如鏈路故障或流量模式發生變化并導致擁塞。 通過前面討論的協議與遙測技術結合,使NorthStar在任何時間都可以高度了解網絡中發生的事情。 這構成了到NorthStar的反饋閉環,該閉環根據觀察到的條件可繼續調整LSP的路徑。 未來我們將演示NorthStar如何使用自動化閉環在最小延遲路徑上如何實現自動避免擁塞(ACA)。

圖3

? 自動化的網絡自愈:高度自動化的數據收集和網絡分析工具Juniper HealthBot在檢測到某個網元運行狀況欠佳時,會自動請求NorthStar重新路由通過該網元的所有LSP。 該方案對于處理不容易被注意的隱性“灰色故障”特別有用。

總結

NorthStar為廣域網業務帶來了高度的自動化。 我們將在以后繼續研究其幾個關鍵用例。

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