Segment Routing详解第二卷流量工程 PDF下载

编辑推荐

★业界期待：＊自2013年思科提出Segment Routing以来，该解决方案已经得到了业界的广泛接受，并对IP网络演进产生了极其重大的影响，成为了事实上的SDN标准。 ★作者知名：＊本书英文原版是业界首部Segment Routing专著的第二卷，由Segment Routing之父Clarence联合其他思科资深专家一同撰写，内容系统、翔实、权威。 ★译者团队：＊本书译者及审校者均是Segment Routing的知名专家，有着非常深厚的理论基础和大量的研发/实践经验。本书译者与原书作者进行了大量而深入的沟通，在此基础上对原书内容进行了订正和补充，力求准确。 ★延展学习：＊全书参考并引用了大量的IETF RFC和草案，方便读者进一步扩展学习。；

内容简介

本书详细介绍SEGMENT ROUTING流量工程（以下简称为SR-TE）解决方案以及SDN控制器与SEGMENT ROUTING基础设施的集成，并提供了相关各种协议的教程。通过本书（本系列丛书第二卷），读者能够更加深入地理解SEGMENT ROUTING技术如何推动网络简化、扩展和自动化，如何结合SDN实现大规模流量工程，如何对业务进行监控和维护，提高网络可见性等。本书适合电信运营商、OTT、大中型企业、设备制造商、软件开发商、系统集成商等广大IP网络从业人员以及在校本科高年级学生、硕士、博士等阅读与学习。

作者简介

★作者简介克拉伦斯·菲尔斯菲尔斯（Clarence Filsfils）：思科院士，在思科工作20年，拥有极其丰富的创新、产业化、市场推广和实际部署经验，受到全球运营商、OTT和大型企业客户的尊敬和信赖。克拉伦斯是Segment Routing技术的发明者和推动者，拥有超过40项相关专利。由于在Segment Routing上的突出贡献, 他和他的团队获得了思科先锋奖, 这是思科内部用于奖励创新的最高荣誉. 在之前的职业生涯中, 克拉伦斯还发明了快速路由收敛技术, 拥有超过30项相关专利；同时还领导思科QoS的设计和实现, 拥有20项相关专利；以及负责大型IP/MPLS网络的实际部署工作等。克拉伦斯经常在业界重要的学术会议上发表演讲，他也是一位多产的作者，著作包括超过140项专利、Sigcomm 2015论文、IETF标准（8个RFC、20个草案）以及多部书籍。克拉伦斯拥有比利时列日大学计算机科学硕士学位以及比利时布鲁塞尔自由大学索尔维商学院管理硕士学位。克里斯?米克尔森(Kris Michielsen): 思科技术主管, 拥有超过20年的网络行业经验。从Segment Routing技术首次正式公布之前至今，一直是思科Segment Routing团队的核心成员。作为《Segment Routing详解 (第一卷)》的共同作者，克里斯?米克尔森拥有CCIE证书 (No.1898)以及比利时鲁汶大学电子工程/机电工程双硕士学位。弗朗索瓦?克拉德(Francois Clad): 思科软件工程师，专注于Segment Routing技术。弗朗索瓦设计了用于流量工程的SR原生路径算法，参与了SRv6架构的开发，现在专注于SR服务编程。参与了多项与欧洲的大学/研究机构在SR方面的研究合作，发表了8个IETF草案和众多学术文章，正在进行15项专利申请。弗朗索瓦在2014年获得法国斯特拉斯堡大学计算机科学博士学位。丹尼尔?沃耶（Daniel Voyer）：加拿大贝尔技术院士，网络和数据中心首席架构师。丹尼尔在电信行业拥有20年的经验，专注于解决网络挑战和创新架构方面的研发，活跃于多个IETF工作组。★译者简介苏远超：思科首席工程师，工业和信息化部通信科技委专家成员，是国内最早的Segment Routing推动者和践行者，也是首部Segment Routing专著《Segment Routing详解（第一卷)》的中文译者。兼任思科大中华区SP CTO，负责SP总体技术战略。在电信行业已服务17年之久。曾任国内电信运营商/互联网运营商全国骨干网的主要设计者。于2010年加入思科中国，在积极领导和推动全球新技术在中国落地的同时，也着力于将中国的最佳实践和创新向全球推广, 推动整个业界的进步。钟庆：思科资深系统工程师，拥有丰富的电信行业经验和深厚的技术背景，在电信行业已服务15年之久。曾长期从事IP相关技术的规划设计和咨询工作，担任国内电信运营商IP骨干网和承载网的主要规划设计者，深入了解电信运营商骨干网、城域网、IDC网络的现状与发展。于2012年加入思科中国，紧跟业界技术发展趋势，大力推进SDN、NFV等新技术的应用和落地。主要技术研究方向：SDN、NFV、Segment Routing等。钟庆拥有中国科学技术大学电子工程与信息科学学士/硕士学位及三个CCIE证书。★审校者简介蔡德忠（Dennis Cai）：阿里云基础设施首席网络架构师，负责阿里巴巴集团基础网络的架构设计工作，主持设计了阿里全新一代高可靠，高智能和低延时（HAIL）数据中心网络架构，主持设计了基于SDN和 Segment Routing技术的阿里全球网络流量调度系统，以及领导了阿里巴巴集团 IPv6 的架构设计和部署工作。在加入阿里巴巴之前，是思科杰出工程师，在美国思科公司任运营商事业群全球市场解决方案的首席架构师。联合著作或贡献过多项Internet RFCs标准，在计算网络领域拥有超过十项的美国和欧洲专利，清华大学本科、北京大学和美国 DePaul University 计算机科学硕士。蒋治春：腾讯资深网络架构师，是Segment Routing专著《Segment Routing详解（第一卷）》的中文译者。拥有丰富的电信和互联网行业经验和资深的技术背景，在行业已服务17年之久。2002年至2006年供职于中国电信广州研究院，曾参与中国电信城域网规范的制定和实施。2006年加入思科中国，2011年起担任思科总部运营商路由器架构事业部产品经理和市场技术工程师。2018年加入腾讯公司，供职于网络平台部架构中心，负责腾讯DCI网络的架构设计工作。

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目　录

第　1章 简介

1.1　第 一卷的主观性简介　1

1.2　术语　1

1.3　设计目标　2

1.3.1　IP优化的解决方案　2

1.3.2　简单的解决方案　2

1.3.3　可扩展的解决方案　3

1.3.4　模块化的解决方案　3

1.3.5　创新的解决方案　5

1.4　服务等级保证　5

1.5　流量矩阵　6

1.6　容量规划　7

1.7　对集中式计算的依赖　7

1.7.1　不相交路径　8

1.7.2　跨域　8

1.7.3　带宽代理　8

1.7.4　多层优化　9

1.8　用Segment/Segment列表表达流量工程意图　9

1.9　SR Policy　11

1.10　BSID　11

1.11　需要多少个Segment　12

1.12　基于着色业务路由的自动化　13

1.13　SR-TE进程　14

1.13.1　一个进程，多重角色　14

1.13.2　组件　15

1.13.3　SR-TE数据库　16

1.13.4　SR原生算法　16

1.13.5　与其他进程和外部API的交互　17

1.13.6　新的命令行　18

1.14　服务编程　18

1.15　领先运营商团队　19

1.16　SR-TE思科团队　20

1.17　标准化　21

1.18　本书内容组织顺序　22

1.19　参考文献　22

第　2章 SR Policy

2.1　简介　25

2.1.1　SR Policy的显式候选路径　27

2.1.2　路径验证和选择　29

2.1.3　低延迟动态候选路径　31

2.1.4　避免特定链路的动态候选路径　32

2.1.5　在Segment列表中编码路径　34

2.2　SR Policy模型　35

2.2.1　Segment列表　36

2.2.2　候选路径　36

2.3　BSID　39

2.4　SR Policy配置　41

2.5　小结　46

2.6　参考文献　47

第3章　显式候选路径

3.1　简介　49

3.2　SR-MPLS标签　50

3.3　Segment描述符　53

3.4　验证显式候选路径　56

3.5　实际应用中的考虑　60

3.6　控制器发起的显式候选路径　61

3.7　TDM迁移　62

3.8　使用Anycast-SID的双平面不相交路径　65

3.9　小结　70

3.10　参考文献　70

第4章　动态候选路径

4.1　简介　71

4.1.1　表示动态路径的目标和约束条件　72

4.1.2　计算路径 = 解决最优化问题　72

4.1.3　SR原生算法与基于电路算法的对比　73

4.2　分布式计算　74

4.2.1　头端计算低延迟路径　75

4.2.2　头端计算带约束条件路径　79

4.2.3　其他的应用场景和限制　83

4.3　集中式计算　84

4.3.1　SR PCE　84

4.3.2　SR PCE计算不相交路径　86

4.3.3　SR PCE计算跨域端到端路径　93

4.4　小结　101

4.5　参考文献　102

第5章　自动引流

5.1　简介　104

5.2　BGP路由着色　106

5.2.1　BGP颜色扩展团体属性　106

5.2.2　在出口PE处对BGP路由着色　107

5.2.3　颜色使用冲突　109

5.3　VPN前缀自动引流　110

5.4　引导具有不同SLA的多个前缀　118

5.5　EVPN自动引流　123

5.6　其他业务路由　127

5.7　禁用自动引流　127

5.8　适用性　128

5.9　小结　129

5.10　参考文献　130

第6章　按需下一跳

6.1　着色　132

6.2　按需生成候选路径　132

6.3　与SR-TE解决方案无缝集成　133

6.4　拆除ODN候选路径　134

6.5　示例说明：域内ODN　134

6.6　示例说明：跨域ODN　139

6.7　ODN仅用于授权颜色　142

6.8　小结　143

6.9　参考文献　144

第7章　灵活算法

7.1　Prefix-SID算法　146

7.2　算法定义　152

7.2.1　一致性　154

7.2.2　定义通告　155

7.3　路径计算　159

7.4　TI-LFA备份路径　161

7.5　与SR-TE集成　164

7.5.1　ODN/自动引流　166

7.5.2　跨域路径　168

7.6　双平面不相交路径应用场景　169

7.7　Flex-Algo Anycast-SID应用场景　176

7.8　小结　182

7.9　参考文献　183

第8章　网络弹性

8.1　本地故障检测　186

8.2　域内IGP泛洪　189

8.3　跨域BGP-LS更新　191

8.4　显式路径的验证　193

8.4.1　Segment表示为Segment描述符　194

8.4.2　Segment表示为MPLS标签　197

8.5　头端重新计算动态路径　199

8.6　SR PCE重新计算动态路径　202

8.7　成员Prefix-SID的IGP收敛　203

8.7.1　IGP回顾　203

8.7.2　显式候选路径　203

8.7.3　动态候选路径　205

8.8　利用Anycast-SID　207

8.9　TI-LFA保护　209

8.9.1　成员Prefix-SID　210

8.9.2　成员Adj-SID　212

8.9.3　TI-LFA 适用于Flex-Algo Segment　215

8.10　不受保护的SR Policy　215

8.11　其他机制　217

8.11.1　SR IGP微环路避免　217

8.11.2　SR Policy存活性检测　219

8.11.3　用于SR Policy中间Segment的TI-LFA保护　219

8.12　同时作用　220

8.13　小结　221

8.14　参考文献　222

第9章　BSID和SRLB

9.1　定义　224

9.2　显式分配　228

9.3　简化/可扩展　234

9.4　网络隐藏/业务独立　237

9.5　引导至远端RSVP-TE隧道　238

9.6　小结　239

9.7　参考文献　240

第　10章 自动引流进阶

10.1　具有多种颜色的业务路由　241

10.2　在入口PE上着色业务路由　243

10.3　自动引流和BGP多路径　246

10.4　仅颜色引流　250

10.5　小结　255

10.6　参考文献　255

第　11章 自动路由和基于策略的引流

11.1　自动路由　257

11.2　伪线优选路径　260

11.3　静态路由　261

11.4　小结　262

11.5　参考文献　262

第　12章 SR-TE数据库

12.1　概述　263

12.2　头端　265

12.3　SR PCE　271

12.3.1　BGP-LS　271

12.3.2　PCEP　273

12.4　整合多域拓扑　276

12.4.1　节点上的域边界　277

12.4.2　链路上的域边界　278

12.5　小结　282

12.6　参考文献　283

第　13章 SR PCE

13.1　SR-TE进程　286

13.2　部署　288

13.2.1　SR PCE配置　288

13.2.2　头端配置　290

13.2.3　部署建议　291

13.3　集中式路径计算　292

13.3.1　头端发起的路径　293

13.3.2　PCE发起的路径　297

13.4　应用驱动的路径　300

13.5　高可用性　304

13.5.1　头端向所有PCE报告　304

13.5.2　故障检测　308

13.5.3　故障时PCC重新委托路径给备用PCE　309

13.5.4　PCE之间的PCEP状态同步会话　312

13.6　BGP SR-TE　318

13.7　小结　321

13.8　参考文献　321

第　14章 SR BGP EPE

14.1　简介　324

14.2　SRBGP EPE　325

14.3　Segment类型　328

14.4　配置　330

14.5　在BGP-LS中分发SR EPE信息　334

14.5.1　BGP Peering-SID TLV　335

14.5.2　单跳BGP会话　336

14.5.3　多跳BGP会话　339

14.6　应用场景　343

14.6.1　SR Policy使用Peering-SID　343

14.6.2　用于跨域SR Policy路径的SR EPE　345

14.7　小结　346

14.8　参考文献　346

第　15章 性能测量—链路延迟

15.1　性能测量框架　347

15.2　链路延迟的构成　348

15.3　链路延迟测量　349

15.3.1　探测数据包格式　350

15.3.2　测量方法　358

15.3.3　配置　360

15.3.4　验证　362

15.4　通告延迟度量　364

15.4.1　延迟度量的IGP/BGP-LS通告　364

15.4.2　配置　373

15.4.3　遥测中的延迟测量数据　373

15.5　在SR-TE中使用链路延迟　374

15.6　小结　375

15.7　参考文献　376

第　16章 SR-TE操作

16.1　SR Policy路径的加权负载均衡　378

16.2　SR Policy失效丢弃　380

16.3　SR-MPLS操作　380

16.3.1　第 一个Segment　380

16.3.2　倒数第二跳弹出及显式空标签　381

16.3.3　MPLS TTL及流量分类　382

16.4　不一致的SRGB　382

16.5　具有相同偏好值的候选路径　385

16.6　小结　385

16.7　参考文献　386

第　17章 BGP-LS教程

17.1　BGP-LS部署场景　388

17.2　BGP-LS拓扑模型　389

17.3　BGP-LS通告　391

17.3.1　BGP-LS NLRI　392

17.3.2　节点NLRI　395

17.3.3　链路NLRI　396

17.3.4　前缀NLRI　397

17.3.5　流量工程策略NLRI　398

17.3.6　链路状态属性　399

17.4　SR EPE　399

17.4.1　PeerNode-SID的BGP-LS通告　399

17.4.2　PeerAdj-SID的BGP-LS通告　400

17.4.3　PeerSet-SID的BGP-LS通告　401

17.5　配置　401

17.6　ISIS拓扑　402

17.6.1　节点NLRI　406

17.6.2　链路NLRI　408

17.6.3　前缀NLRI　409

17.7　OSPF拓扑　411

17.7.1　节点NLRI　414

17.7.2　链路NLRI　417

17.7.3　前缀NLRI　422

17.8　参考文献　424

第　18章 PCEP教程

18.1　简介　427

18.2　PCEP会话建立及维护　428

18.3　SR Policy路径建立及维护　430

18.3.1　PCC发起的SR Policy路径　430

18.3.2　PCE发起的SR Policy路径　432

18.3.3　PCE更新SR Policy路径　433

18.4　PCEP消息　434

18.4.1　PCEP打开消息　436

18.4.2　PCEP关闭消息　438

18.4.3　PCEP存活消息　438

18.4.4　PCEP请求消息　438

18.4.5　PCEP应答消息　442

18.4.6　PCEP报告消息　446

18.4.7　PCEP更新消息　453

18.4.8　PCEP发起消息　455

18.4.9　不相交关联对象　459

18.5　参考文献　461

第　19章 BGP SR-TE教程

19.1　SR Policy地址族　463

19.1.1　SR Policy NLRI　464

19.1.2　隧道封装属性　465

19.2　SR Policy BGP操作　470

19.2.1　BGP最优路径选择　470

19.2.2　NLRI区分符字段的使用　471

19.2.3　目标头端节点　472

19.3　示例　473

19.4　参考文献　483

第　20章 遥测教程

20.1　遥测配置　486

20.1.1　需要流式传输哪些数据　486

20.1.2　发往哪里以及如何发送　490

20.1.3　何时发送　491

20.2　采集器和分析平台　492

20.3　参考文献　492

附录A　本书第 一卷简介

A.1　本书目标　493

A.2　我们为什么启动SR项目　494

A.3　SDN和OpenFlow的影响　501

A.4　100％覆盖率的IPFRR和最优修复路径　505

A.5　其他好处　506

A.6　团队介绍　507

A.7　保持简单　509

A.8　标准化和多厂商共识　510

A.9　全局标签　511

A.10　SR-MPLS　513

A.11　SRv6　513

A.12　行业获益　514

A.13　参考文献　515

附录B　确认本书第 一卷的直觉

B.1　晴天的雨衣和雨鞋　517

B.2　ECMP支持和多路径　518

媒体评论

SDN/NFV/AI标准与产业推进委员会主席，工业和信息化部科技委常务副主任，中国电信集团公司科学技术委员会主任韦乐平 “随愿网络（IBN）”是继SDN/NFV 后网络发展的下一目标。“随愿网络”的落地要求网络基础设施具备高度的扩展性、灵活性和敏捷性。过去数年的快速发展表明，Segment Routing 将是支撑“随愿网络”的基本构建模块。《Segment Routing 详解（第二卷)》聚焦于Segment Routing 流量工程的创新及应用，这对于正在进行的网络转型改造、5G 承