這篇文章講述了新的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制和它能否成為OpenFlow的替代品。

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IP包轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)傳統(tǒng)上依賴于能以最短路徑到達(dá)目的地的IP地址。但由于不同路徑上流量的類型不盡相同，因此它往往取決于不同的應(yīng)用類型。例如，實(shí)時(shí)的 UC&C應(yīng)用程序通常更喜歡低延時(shí)，低抖動(dòng)的路徑，而大數(shù)據(jù)應(yīng)用則更喜歡低丟包率的高帶寬通道。根據(jù)應(yīng)用的需要將流量進(jìn)行分段管理是非常有用的。然而，策略路由很難去搭建，而且它是靜態(tài)的(或者接近動(dòng)態(tài)的，如果你有優(yōu)秀的自動(dòng)化工具)。

多個(gè)應(yīng)用程序之間需要同一級(jí)別的服務(wù)也需要使用策略路由。問(wèn)題是，這些應(yīng)用程序獲取帶寬時(shí)，通信類帶寬的分配是滿了的嗎?如何讓網(wǎng)絡(luò)告訴應(yīng)用程序，在沒有帶寬的情況下還能知道所需的流量類別?這就是為什么我們需要軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)的原因，因?yàn)樗寫?yīng)用程序或策略管理器來(lái)進(jìn)行流量轉(zhuǎn)發(fā)。OpenFlow技術(shù)有能力使其應(yīng)用政策變得動(dòng)態(tài)化，現(xiàn)在，一個(gè)相對(duì)較新的技術(shù)提供了另一種方法：分段路由(SR)。

什么是分段路由?

SR(分段路由)是SDN技術(shù)的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，是用來(lái)替代OpenFlow的。SR是由思科提出來(lái)的，并已通過(guò)IETF標(biāo)準(zhǔn)化認(rèn)證。一些廠商正在部署這項(xiàng)技術(shù)，有一些客戶也正在使用它。

經(jīng)驗(yàn)豐富的網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人員團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開始密切關(guān)注SR。你可以在互聯(lián)網(wǎng)上找到大量有關(guān)SR的文件，但我發(fā)現(xiàn)有些資料漏掉了一些重要的細(xì)節(jié)(如每個(gè)路由器/節(jié)點(diǎn)的分配標(biāo)簽)。下面是有關(guān)SR的一些較好的、詳細(xì)的背景資料：

• 思科軟件戰(zhàn)略(可觀看思科高級(jí)副總裁與Sumeet Arora的20分鐘對(duì)話)
• SR概述(可觀看思科研究員Clarence Filfils12分鐘的技術(shù)簡(jiǎn)報(bào))
• 分段路由101(可觀看IPSpace.net播客)

SR使用路徑標(biāo)簽機(jī)制(多協(xié)議標(biāo)簽交換，或者M(jìn)PLS，或是在IPv4或IPv6中的路徑包頭的標(biāo)簽)來(lái)指定路由數(shù)據(jù)包必須通過(guò)的網(wǎng)絡(luò)路徑。數(shù)據(jù)包必須通過(guò)在標(biāo)簽路徑中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)，但也有可能會(huì)通過(guò)其他中間節(jié)點(diǎn)，這使得它的功能非常類似于IPv4的松散源路由機(jī)制。松散源路由機(jī)制減少了路由數(shù)據(jù)包到其希望高達(dá)的的目的地所需的標(biāo)簽數(shù)量，網(wǎng)絡(luò)沿著標(biāo)簽列表中節(jié)點(diǎn)之間的最短路徑轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。

和MPLS不一樣，每個(gè)路由器是一個(gè)節(jié)點(diǎn)，SR在每一個(gè)節(jié)點(diǎn)上分配固定的、32位的標(biāo)簽(用于開發(fā)和分配，而不訴諸到正在進(jìn)行維護(hù)標(biāo)簽機(jī)制工作的電子表格中)。標(biāo)簽是固定的，不是動(dòng)態(tài)的，類似于在 MPLS的3層VPN，能使故障排除更加容易。標(biāo)簽和拓?fù)湫畔⑼ㄟ^(guò)三種路由協(xié)議(中間系統(tǒng)到中間系統(tǒng);開放最短路徑優(yōu)先;邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議)中的一種，延伸傳播至整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中。SR不需要標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議，從而消除了路由協(xié)議和標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議之間需要同步的障礙。

像PCE(路徑計(jì)算元件)這樣的外部系統(tǒng)，應(yīng)用了SR后，可以定義路徑。一個(gè)PCE能夠創(chuàng)建不共享拓?fù)浠驈呐繑?shù)據(jù)流中分離出來(lái)的實(shí)時(shí)UC&C流量路徑。PCE與路由協(xié)議交互以獲得拓?fù)浜推渌畔ⅲ糜诖_定添加到數(shù)據(jù)包的標(biāo)簽組。其結(jié)果是，在一個(gè)SR系統(tǒng)上既包含了運(yùn)行在控制平面上用于收集拓?fù)湫畔⒌穆酚善鳎舶嗽赑CE上運(yùn)行的使用該拓?fù)湫畔?lái)計(jì)算不同應(yīng)用路徑的路由協(xié)議。

當(dāng)PCE確定某個(gè)flow應(yīng)該經(jīng)過(guò)所有路徑而非最短路徑時(shí)，它會(huì)發(fā)送一個(gè)標(biāo)簽堆棧條目到該flow的入口路由器，其他路由器無(wú)需接收來(lái)自PCE的任何信息，就編程轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議來(lái)說(shuō)，SR已是非常高效的了。

SR和OpenFlow有何不同?

OpenFlow必須加載沿著源頭到目的地的路徑進(jìn)入控制器開關(guān)的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)，SR與僅在入口路由器插入MPLS包頭的松散源路由是不同的，它是在PCE 上定義編碼轉(zhuǎn)發(fā)路徑的。SR程序和MPLS標(biāo)簽棧為每個(gè)flow提供該flow的入口路由器路徑，而不是讓flow通過(guò)同一條路徑到達(dá)所有交換機(jī)入口。

另一個(gè)區(qū)別是，一個(gè)OpenFlow控制器從所有的交換機(jī)/路由器收集相鄰關(guān)系信息，并使用該信息來(lái)做出轉(zhuǎn)發(fā)決定。而SR PCE依靠路由協(xié)議進(jìn)行拓?fù)湫畔⑹占蜆?biāo)簽傳播。SR機(jī)制使用在硬件上運(yùn)行的路由協(xié)議，有可能使得這些協(xié)議的新版本更難以部署，難度水平取決于系統(tǒng)架構(gòu)。

有一個(gè)替代選擇，這是好事

當(dāng)我看到SR能提供類似于SDN的功能時(shí)，我覺得它是替代OpenFlow的第一選擇。SR需要更多的開發(fā)，以便它能達(dá)到像一些OpenFlow產(chǎn)品具有的雙向應(yīng)用的能力。另外，更積極的的一面是，把flow引向多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，SR看起來(lái)可能比OpenFlow機(jī)制更為有效。

正如任何新技術(shù)一樣，它將需要幾年時(shí)間去完善整個(gè)系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)IT人員也將需要對(duì)這項(xiàng)新技術(shù)有一個(gè)更好的理解，了解其如何才能實(shí)現(xiàn)最佳部署。