Segment Routing 之 Data-Plane Control-Plane

SR是一种灵活的、可扩展的源路由方法。源选择一条路径，并在包头中将其编码为Segment的有序列表。每个Segment由Segment ID (SID)标识。通过SR，网络不在需要来维护每个应用和每个流的状态。取而代之的是，它完全遵从包头中的转发指令。本篇将针对Segment Routing的Data-Plane & Control-Plane进一步展开介绍。

一、MPLS Data-Plane Operations

1/ MPLS使用现有的MPLS作为Data-Plane：

Segment （SR）-> label （MPLS）
Segment list （SR）-> label stack （MPLS）

2/ 仍然使用“次末跳弹出（PHP）”以及“显式空（Explicit-Null）”

默认: PHP 开启
Explicit-Null label 为非默认，如有需要可以手动enable

二、MPLS Data Plane Operations – PHP：

我们一起来结合下图举例说明：

Node-4 通告了它的loopback接口的IPv4前缀：1.1.1.4/32，prefix-SID：16004. （或者Node-4通告ipv6前缀2001::0101:0104/128，prefix-SID：16004）
Node-4要求使用默认PHP（noPHP-flag=0, ExpNull-flag=0）。PS：在这里Explicit-Null没有被使用。

接下来，我们逐跳的看一下：

在Node-1上执行“Push”动作，查看FIB：压入标签16004，出接口为G0/0/0/0

在Node-2上执行“Swap”动作，查看LFIB：local label，outgoing label，prefix，outgoing interface，next hop的对应关系

在Node-3上执行“Pop”动作，查看LFIB：Outgoing label变成了Pop

在Node-4上，它收到的包就不再带有SID Lable

三、MPLS Data Plane Operations – Explicit-Null：

Explicit-Null需要针对每一个prefix-SID进行配置
针对本地起源的prefix-SID配置E-flag：

老规矩，结合下图举例说明：

这里Node-4通过的loopback接口前缀“NP-flag=1，E-flag=1”，即：禁用PHP，启用Explicit-Null。这里Node-3将与上一个例子中的动作不同：从Node-3的LFIB输出可见：Outgoing Label变成了“Exp-Null-v4”。如果是IPv6，这里就会显示成“Exp-Null-v6”

四、简单高效的MPLS传输服务：

案例走起：

MPLS服务依赖于prefix segment
上图两个PE（Node-1 & Node-2）建立MP-BGP
Node-2通告前缀1.1.1.2/32，prefix-SID：16002
Red VRF中的CE（Node-8）通告前缀10.0.0.0/30

我们看一眼Node-1的输出：

Node-1上有两个VRF：一个是global vrf（或者叫default vrf），一个是RED vrf
Node-1上查看global vrf中的1.1.1.2/32 FIB：
- 1.1.1.2/32为global prefix
- 两个ECMP（等价负载路径）
- 分别push label 16002，两个出接口
Node-1上查看RED vrf中的10.0.0.0/30 FIB：
- 10.0.0.0/32为VPN prefix
- BGP下一跳：1.1.1.2（egress PE）
- 两个ECMP路径：99.1.3.3，99.1.5.5；
- 两个ECMP，分别压入两层标签：一个是prefix-SID 16002，一个是BGP VPN label 90001

五、IGP Control plane：

使用IS-IS或者OSPF
在IGP下配置Segment Routing
Segment Routing同样也支持multi-area，multi-level网络

1/ SR IS-IS Control Plane：

支持IPv4和IPv6
支持Level 1，level 2 和multi-level路由
支持Prefix-SID
支持Adj-SID
支持MPLS的PHP和Explicit-Null

IS-IS的扩展TLV：

IS-IS配置以及database输出：

2/ SR OSPF Control Plane Overview：

支持Multi-area
支持Prefix-SID
支持Adj-SID
支持MPLS的PHP和Explicit-Null

OSPF的扩展：

OSPF配置以及database输出：

3/ Anycast Prefix Segments：

Anycast prefixes: 相同的prefix由多个节点通告
Anycast prefix-SID：相同的prefix使用相同的prefix-SID
流量转发依据IGP最佳路径
如果primary node故障，流量自动re-route到其他节点
注意：通告相同的anycast prefix-SID必须有相同的SRGB！

4/ Anycast Prefix-SID的高可用：

PE1 and PE2 各自通告自己的prefix-SID：16001，16002
PE1 and PE2 都通告了一个 Anycast prefix-SID，16100
正常情况下，流量通过PE1转发（这里假设PE1的IGP最优）

当PE1出现故障时，自动re-route，流量通过PE2转发

例行结束语：Adj-SID & LAN-Adj-SID都不需要配置，当IGP启用了Segment Routing之后，IGP会自动分配。Segment Routing TE，敬请持续关注！