Что такое сетевой сегмент в чем заключается процесс называемый маршрутизацией

В чем заключается смысл Подключения типа «Мост»??)))

Общие сведения о сетевом мосте

Сетевой мост предлагает простой способ соединения сегментов локальной сети. Чтобы представить, как работает сетевой мост, необходимо сначала понять, что такое сетевой сегмент. Сегмент локальной сети — это часть сетевой среды передачи, связывающая между собой группу компьютеров. Например, допустим, что имеется три компьютера: компьютер A, компьютер B и компьютер C. На компьютере A установлено два сетевых адаптера Ethernet, а на компьютерах B и C — по одному адаптеру Ethernet. Кабель Ethernet, подключающий A к B, образует один сегмент локальной сети. Если с помощью другого кабеля Ethernet соединить A и C, получится еще один сегмент сети.

Обычно для создания нескольких сегментов в сети используется один из двух методов: маршрутизация или мостовые соединения. IP-маршрутизация — наиболее распространенный способ соединения сетевых сегментов. Однако для его реализации приходится либо приобретать аппаратные маршрутизаторы, либо устанавливать в местах перехода между сегментами дополнительные компьютеры, играющие роль маршрутизаторов. IP-маршрутизация требует сложной настройки IP-адресов для каждого компьютера в каждом сетевом сегменте, и каждый сегмент необходимо настроить как отдельную подсеть. IP-маршрутизация хорошо подходит для больших сетей, где важное значение имеет масштабируемость и где имеются квалифицированные специалисты по настройке и сопровождению сети. Второй метод, основанный на аппаратных мостах, не требует такой сложной настройки, как IP-маршрутизация, но в этом случае понадобится дополнительное оборудование для мостов. Если речь идет о домашней или небольшой офисной сети, или если на покупку дорогостоящего мостового оборудования нет средств или отсутствуют опытные специалисты по администрированию сети с IP-маршрутизацией, то ни один из этих двух вариантов сегментации нельзя признать вполне подходящим.

Если же использовать программный сетевой мост, то для соединения сегментов локальной сети достаточно выбрать значки соответствующих сетевых подключений и выполнить команду Подключения типа мост. Предусмотрены кнопки, позволяющие включать мост и добавлять в него другие подключения. Сетевой мост управляет сетевыми сегментами и создает одну подсеть для всей сети. Не требуется никакой настройки, не нужно приобретать дополнительное оборудование, такое как мосты или маршрутизаторы. Если IP-сеть состоит из одной подсети, существенно упрощается IP-адресация, распределение адресов и разрешение имен.

Сетевой мост может создавать подключения между сетевыми средами разных типов. Чтобы в традиционной сети можно было использовать несколько видов среды передачи данных, необходимо создать свою подсеть для каждой такой среды и организовать пересылку пакетов между всеми этими подсетями. Пересылка пакетов требуется потому, что в разных сетевых средах действуют разные протоколы. Сетевой мост автоматизирует настройку конфигурации, необходимой для передачи данных из среды одного типа в среду другого типа.

На компьютере Windows XP может существовать только один сетевой мост, но он может объединять столько различных сетевых подключений, сколько компьютер физически способен поддержать. Сведения о создании сетевого моста см. в разделе Объединение подключений в мост.

Источник

Основные принципы работы сетевой маршрутизации

Маршрутизация в IP-сетях

Маршрутизация служит для приема пакета от одного устройства и передачи его по сети другому устройству через другие сети. Если в сети нет маршрутизаторов, то не поддерживается маршрутизация. Маршрутизаторы направляют (перенаправляют) трафик во все сети, составляющие объединенную сеть.

Для маршрутизации пакета маршрутизатор должен владеть следующей информацией:

Маршрутизатор узнает об удаленных сетях от соседних маршрутизаторов или от сетевого администратора. Затем маршрутизатор строит таблицу маршрутизации, которая описывает, как найти удаленные сети.

Если сеть подключена непосредственно к маршрутизатору, он уже знает, как направить пакет в эту сеть. Если же сеть не подключена напрямую, маршрутизатор должен узнать (изучить) пути доступа к удаленной сети с помощью статической маршрутизации (ввод администратором вручную местоположения всех сетей в таблицу маршрутизации) или с помощью динамической маршрутизации.

Динамическая маршрутизация — это процесс протокола маршрутизации, определяющий взаимодействие устройства с соседними маршрутизаторами. Маршрутизатор будет обновлять сведения о каждой изученной им сети. Если в сети произойдет изменение, протокол динамической маршрутизации автоматически информирует об изменении все маршрутизаторы. Если же используется статическая маршрутизация, обновить таблицы маршрутизации на всех устройствах придется системному администратору.

Что такое маршрутизатор (шлюз, gateway)?

Маршрутизатором, или шлюзом, называется узел сети с несколькими IP-интерфейсами (содержащими свой MAC-адрес и IP-адрес), подключенными к разным IP-сетям, осуществляющий на основе решения задачи маршрутизации перенаправление дейтаграмм из одной сети в другую для доставки от отправителя к получателю.

Маршрутизаторы представляют собой либо специализированные вычислительные машины, либо компьютеры с несколькими IP-интерфейсами, работа которых управляется специальным программным обеспечением.

Процесс IP-маршрутизации

Кадр, сгенерированный интерфейсом Ethernet 1 маршрутизатора, имеет аппаратный адрес источника от интерфейса Ethernet 1 и аппаратный адрес назначения для сетевого адаптера хоста В. Важно отметить, что, несмотря на изменения аппаратных адресов источника и назначения, в каждом передавшем пакет интерфейсе маршрутизатора, IP-адреса источника и назначения никогда не изменяются. Пакет никоим образом не модифицируется, но меняются кадры.

В крупных сетях процесс происходит аналогично, но пакету придется пройти больше участков по пути к хосту назначения.

Таблицы маршрутизации

В стеке TCP/IP маршрутизаторы и конечные узлы принимают решения о том, кому передавать пакет для его успешной доставки узлу назначения, на основании так называемых таблиц маршрутизации (routing tables).

Таблица представляет собой типичный пример таблицы маршрутов, использующей IP-адреса сетей, для сети, представленной на рисунке.

Таблица маршрутизации для Router 2

В таблице представлена таблица маршрутизации многомаршрутная, так как содержится два маршрута до сети 116.0.0.0. В случае построения одномаршрутной таблицы маршрутизации, необходимо указывать только один путь до сети 116.0.0.0 по наименьшему значению метрики.

Как нетрудно видеть, в таблице определено несколько маршрутов с разными параметрами. Читать каждую такую запись в таблице маршрутизации нужно следующим образом:

Чтобы доставить пакет в сеть с адресом из поля Сетевой адрес и маской из поля Маска сети, нужно с интерфейса с IP-адресом из поля Интерфейс послать пакет по IP-адресу из поля Адрес шлюза, а «стоимость» такой доставки будет равна числу из поля Метрика.

Для отправки пакета следующему маршрутизатору требуется знание его локального адреса, но в стеке TCP/IP в таблицах маршрутизации принято использование только IP-адресов для сохранения их универсального формата, не зависящего от типа сетей, входящих в интерсеть. Для нахождения локального адреса по известному IP-адресу необходимо воспользоваться протоколом ARP.

Специфичный для узла маршрут содержит вместо номера сети полный IP-адрес, то есть адрес, имеющий ненулевую информацию не только в поле номера сети, но и в поле номера узла. Предполагается, что для такого конечного узла маршрут должен выбираться не так, как для всех остальных узлов сети, к которой он относится. В случае, когда в таблице есть разные записи о продвижении пакетов для всей сети N и ее отдельного узла, имеющего адрес N,D, при поступлении пакета, адресованного узлу N,D, маршрутизатор отдаст предпочтение записи для N,D.

Записи в таблице маршрутизации, относящиеся к сетям, непосредственно подключенным к маршрутизатору, в поле «Метрика» содержат нули («подключено»).

Алгоритмы маршрутизации

Основные требования к алгоритмам маршрутизации:

Существуют различные алгоритмы построения таблиц для одношаговой маршрутизации. Их можно разделить на три класса:

Независимо от алгоритма, используемого для построения таблицы маршрутизации, результат их работы имеет единый формат. За счет этого в одной и той же сети различные узлы могут строить таблицы маршрутизации по своим алгоритмам, а затем обмениваться между собой недостающими данными, так как форматы этих таблиц фиксированы. Поэтому маршрутизатор, работающий по алгоритму адаптивной маршрутизации, может снабдить конечный узел, применяющий алгоритм фиксированной маршрутизации, сведениями о пути к сети, о которой конечный узел ничего не знает.

Простая маршрутизация

Это способ маршрутизации не изменяющийся при изменении топологии и состоянии сети передачи данных (СПД).

Простая маршрутизация обеспечивается различными алгоритмами, типичными из которых являются следующие:

В целом, простая маршрутизация не обеспечивает направленную передачу пакета и имеет низкую эффективности. Основным ее достоинством является обеспечение устойчивой работы сети при выходе из строя различных частей сети.

Фиксированная маршрутизация

Этот алгоритм применяется в сетях с простой топологией связей и основан на ручном составлении таблицы маршрутизации администратором сети. Алгоритм часто эффективно работает также для магистралей крупных сетей, так как сама магистраль может иметь простую структуру с очевидными наилучшими путями следования пакетов в подсети, присоединенные к магистрали, выделяют следующие алгоритмы:

Адаптивная маршрутизация

Это основной вид алгоритмов маршрутизации, применяющихся маршрутизаторами в современных сетях со сложной топологией. Адаптивная маршрутизация основана на том, что маршрутизаторы периодически обмениваются специальной топологической информацией об имеющихся в интерсети сетях, а также о связях между маршрутизаторами. Обычно учитывается не только топология связей, но и их пропускная способность и состояние.

Адаптивные протоколы позволяют всем маршрутизаторам собирать информацию о топологии связей в сети, оперативно отрабатывая все изменения конфигурации связей. Эти протоколы имеют распределенный характер, который выражается в том, что в сети отсутствуют какие-либо выделенные маршрутизаторы, которые бы собирали и обобщали топологическую информацию: эта работа распределена между всеми маршрутизаторами, выделяют следующие алгоритмы:

Показатели алгоритмов (метрики)

Маршрутные таблицы содержат информацию, которую используют программы коммутации для выбора наилучшего маршрута. Чем характеризуется построение маршрутных таблиц? Какова особенность природы информации, которую они содержат? В данном разделе, посвященном показателям алгоритмов, сделана попытка ответить на вопрос о том, каким образом алгоритм определяет предпочтительность одного маршрута по сравнению с другими.

В алгоритмах маршрутизации используется множество различных показателей. Сложные алгоритмы маршрутизации при выборе маршрута могут базироваться на множестве показателей, комбинируя их таким образом, что в результате получается один гибридный показатель. Ниже перечислены показатели, которые используются в алгоритмах маршрутизации:

Длина маршрута

Длина маршрута является наиболее общим показателем маршрутизации. Некоторые протоколы маршрутизации позволяют администраторам сети назначать произвольные цены на каждый канал сети. В этом случае длиной тракта является сумма расходов, связанных с каждым каналом, который был траверсирован. Другие протоколы маршрутизации определяют «количество пересылок» (количество хопов), т. е. показатель, характеризующий число проходов, которые пакет должен совершить на пути от источника до пункта назначения через элементы объединения сетей (такие как маршрутизаторы).

Надежность

Надежность, в контексте алгоритмов маршрутизации, относится к надежности каждого канала сети (обычно описываемой в терминах соотношения бит/ошибка). Некоторые каналы сети могут отказывать чаще, чем другие. Отказы одних каналов сети могут быть устранены легче или быстрее, чем отказы других каналов. При назначении оценок надежности могут быть приняты в расчет любые факторы надежности. Оценки надежности обычно назначаются каналам сети администраторами. Как правило, это произвольные цифровые величины.

Задержка

Под задержкой маршрутизации обычно понимают отрезок времени, необходимый для передвижения пакета от источника до пункта назначения через объединенную сеть. Задержка зависит от многих факторов, включая полосу пропускания промежуточных каналов сети, очереди в порт каждого маршрутизатора на пути передвижения пакета, перегруженность сети на всех промежуточных каналах сети и физическое расстояние, на которое необходимо переместить пакет. Т. к. здесь имеет место конгломерация нескольких важных переменных, задержка является наиболее общим и полезным показателем.

Полоса пропускания

Полоса пропускания относится к имеющейся мощности трафика какого-либо канала. При прочих равных показателях, канал Ethernet 10 Mbps предпочтителен любой арендованной линии с полосой пропускания 64 Кбайт/с. Хотя полоса пропускания является оценкой максимально достижимой пропускной способности канала, маршруты, проходящие через каналы с большей полосой пропускания, не обязательно будут лучше маршрутов, проходящих через менее быстродействующие каналы.

Источник

Что такое сетевой сегмент?

Кто-нибудь может объяснить, что такое сегмент сети?

Например, является ли мой компьютер сетевым сегментом? А мой модем или роутер?

3 ответа 3

Давным-давно, когда 10 Мбит / с Ethernet были в моде, у вас был кабель для подключения к сетке и к нему. Все устройства в сети должны были быть физически подключены к одному кабелю. В статьях из Википедии и «thinnet», и «thinnet» есть отличные картинки о том, как выглядят кабели.

Таким образом, этот единственный кабель, соединяющий все устройства, был сегментом. Поскольку все устройства прослушивали и передавали по одному и тому же кабелю (он же медиа), любое устройство могло легко общаться с любым другим устройством. Если вы хотите общаться с устройством по другому кабелю (например, по сети), одно из устройств на этом кабеле должно быть маршрутизатором и перенаправлять ваш трафик туда и обратно.

Длина кабеля имела максимальную длину, которую они могли выдержать до ухудшения сигнала. Но вы можете подключить повторители, которые обновят сигнал в этой точке и существенно увеличат длину кабеля и, следовательно, сегмента.

Теперь у нас есть переключатели. Таким образом, больше нет прямой электрической связи между устройствами. Каждое устройство подключается к коммутатору, и коммутатор интеллектуально повторяет трафик там, где это необходимо. Но, по логике вещей, кажется, что все устройства по-прежнему говорят по одному и тому же кабелю в толстые / тонкие дни. Как и в случае с ретранслятором, описанным выше, устройства, пытающиеся общаться «через» коммутатор, не знают или не заботятся о его наличии. Таким образом, можно сказать, что переключатель расширяет сегмент так же, как это делает ретранслятор.

Подумай об этом так. Если коллега был рядом, вы можете просто кричать ему и общаться с ним. Вам не нужен его номер телефона или вам нужно знать, где он. Он является частью вашего «сегмента сети».

Теперь предположим, что вам нужно использовать телефон, чтобы поговорить с другим коллегой, но он не на расстоянии крика. Вам нужно взять трубку и набрать его номер. Он не в вашем «сегменте сети», потому что вам нужно использовать посредническое устройство, телефон, чтобы поговорить с ним. Телефон переводит ваш голос в электронный сигнал, который затем декодируется на его стороне.

Хотя я не администратор сети (у них есть собственный странный язык, и это правильно), я почти никогда не слышал, чтобы кто-то использовал этот термин. Чаще они используют более специфичные для ИТ термины, такие как широковещательный домен, коллизионный домен, пограничная зона и т.д. И т.д.

Сегмент сети может быть скорее термином связи.

Источник

Сегментная маршрутизация

Эдриан Фаррел (Adrian Farrel), Рон Боника (Ron Bonica)

Сегментная маршрутизация (Segment Routing, SR) – это новая технология инжиниринга трафика, разрабатываемая рабочей группой SPRING в составе IETF. Для SR определяется две инкапсуляции плоскости передачи (forwarding plane): MLPS (Multiprotocol Label Switching) и IPv6 с заголовком расширения сегментной маршрутизации (Segment Routing Extension Header). В этой статье мы обсу­дим исторический контекст, описав протоколы плоскости передачи и плоскости управления MPLS, объясним, как работает сегментная маршрутизация, введем концепцию плоскости передачи MPLS-SR и покажем, как работает плоскость управления SR. И, наконец, мы сравним SR с традиционными системами MPLS и перечислим ее уникальные преимущества.

Передача MPLS
Технологии MPLS уже почти 20 лет. Домен MPLS пред­ставляет собой непрерывный набор маршрутизаторов LSR (Label Switching Router). Пакеты поступают в домен MPLS через входной LSR и покидают его через выходной LSR. Один и тот же LSR может служить входным для одних пакетов и выходным для других.
LSP-маршрут (Label Switched Path) осуществляет соедине­ние между входным и выходным LSR. LSP может проходить по пути наименьших затрат или по пути, определяемому путем инжиниринга трафика.
Когда входной LSR получает пакет, он назначает ему класс эквивалентности передачи (Forwarding Equivalence Class, FEC) и инкапсулирует пакет с помощью стека меток MPLS. Затем он передает пакет следующему транзитному участку, связанному с данным FEC.
Стек меток MPLS содержит одну или несколько записей. Каждая запись из стека меток содержит метку, индикатор времени жизни (TTL), индикатор класса трафика (TC) и нижнюю часть индикатора стека. Эти данные определяют то, как транзитный LSR будет обрабатывать пакет. В этом смысле каждая запись из стека меток представляет собой инструкцию для LSR.
Когда LSR получает пакет, он считывает верхнюю запись в стеке меток и уменьшает TTL. Если TTL еще не равно нулю, то LSR выполняет поиск в своей базе информации о передаче (Forwarding Information Base, FIB) записи, которая соответствует входящей метке.
Если LSR найдет запись FIB, которая соответствует входя­щей метке, то эта запись FIB будет содержать следующие данные:

Действия с меткой следующие:

Найдя подходящую запись FIB, LSR выполняет действие с меткой и пересылает пакет через интерфейс следующего транзитного участка. Это может быть внутренний или внешний интерфейс. Если интерфейс внутренний, то LSR пересылает пакет сам себе и обрабатывает его так, как если бы только что его получил, начиная с самого внешнего заголовка протокола. Если интерфейс внешний, то LSR пересылает пакет, куда следует.
Когда пакет достигает предпоследнего транзитного участка на одном LSP, этот LSR может снять со стека меток последнюю запись и переслать пакет полезной нагрузки вообще без инкапсуляции.
Плоскость управления MPLS
Протоколы маршрутизации
В сетях MPLS активно используются внутренние протоколы маршрутизации IGP (Interior Gateway Protocol) — OSPF или IS-IS. Они служат для изучения топологии сети, выработки путей наименьших затрат и сбора информации для вычис­ления путей инжиниринга трафика. Для рассылки сведений о соединениях и метриках используются обычные объяв­ления IGP, и эти сообщения дополняются информацией, описывающей линки (такой как пропускная способность).
Протокол LDP (Label Distribution Protocol)
LDP – это протокол на основе TCP, который может работать между соседними LSR в сети MPLS. Каждый LSR с помощью этого протокола рассылает метку, которую необходимо использовать при посылке на этот LSR пакетов с инкапсуляцией MPLS для окончательной доставки на некий IP-префикс. По мере того, как каждый LSR получает объявления от других LSR, он создает в FIB соответству­ющие записи, которые указывают, как отобразить метку полученного пакета (метку, которую этот LSP рассылал) в метку пакета, который он пересылает дальше (т.е. которую он узнал от других LSP).
В результате использования LDP трафик пересылается по пути наименьших затрат, а инжиниринг трафика не поддерживается.
Протокол RSVP-TE (Resource Reservation Protocol with TE Extensions)
При использовании RSVP-TE операторы сети админи­стративно назначают атрибуты TE интерфейсам. К числу атрибутов ТЕ относятся (но не ограничиваются ими): доступная полоса пропускания, зарезервированная полоса пропускания и административный цвет. Эти атрибуты TE массово рассылаются с помощью IGP, так что каждый узел в рамках домена IGP содержит идентичную копию базы данных состояния связей (Link State Database, LSDB) и базы данных инжиниринга трафика (Traffic Engineering Database, TED). LSDB описывает топологию IGP, а TED дополняет LSDB атрибутами связей TE.
Сетевым операторам нужны LSP, которые соответствовали бы определенным требованиям. Например, сетевой оператор может потребовать, чтобы LSP начинался с узла A, заканчивался в узле Z, резервировал 100 мегабит в секунду и проходил только по синим интерфейсам. Модуль расчета путей, расположенный в центральном контроллере – например, PCE (Path Computation Element) – или входном LSR, вычисляет путь, который соответствует всем ограниче­ниям. Чтобы создать такой SR-путь, функция расчета путей обращается к LSDB и TED.
RSVP-TE – это протокол сигнализации, работающий непосредственно поверх IP. Он использует сообщение Path, чтобы сигнализировать о пути LSP, а сообщение Resv сообщает о резервировании сетевых ресурсов и под­тверждает создание LSP. Сообщение Path содержит данные о запрошенном LSP (полоса пропускания и т.п.), а также объект ERO (Explicit Route Object), в котором перечисляются все узлы и связи, по которым должен пройти LSP. Сообще­ние Resv сообщает о зарезервированных ресурсах (полоса пропускания и т.п.) и содержит объект RRO (Record Route Object), который подтверждает путь LSP.
Каждый LSR выбирает метку, которую будет использовать для получения трафика по LSP. Он включает эту метку в отправляемое сообщение Resv. Поэтому каждый LSR может создать запись FIB для LSP, которая отображает метку, которую он рассылал, на метку, которую он получил.
RSVP-TE требует, чтобы в сети для каждого LSP поддер­живалось состояние, а протокол является «протоколом мягких состояний». Это означает, что для поддержки LSP в активном состоянии необходим периодический обмен сообщениями Path и Resv.

Сегментная маршрутизация
Терминология
Домен SR – это непрерывный набор маршрутизаторов с поддержкой SR. Путь SR (т.е. LSP, просигнализированный по SR) осуществляет соединение в рамках домена SR. Путь SR может проходить по пути наименьших затрат IGP между его начальной и конечной точками. Также он может проходить по пути, вычисленном с помощью инжиниринга трафика.
Путь SR содержит один или несколько сегментов, а сегмент содержит один или несколько транзитных участков маршрутизации. Рабочая группа SPRING предложила множество типов сегментов. Однако наиболее распростра­ненными являются следующие из них:

Сегменты соседства отражают соседские отношения IGP между двумя маршрутизаторами. Как правило, такой сегмент состоит из одного транзитного участка, но их может быть и больше. Префиксные сегменты отражают путь наименьших затрат IGP между любым маршрутизатором и указанным префиксом. Префиксный сегмент содержит один или несколько транзитных участков маршрутизации. Сегменты массовой рассылки похожи на префиксные: они также отражают путь наименьших затрат IGP между любым роутером и указанным префиксом. Разница в том, что в этом случае префикс может объявляться из нескольких точек в сети. Префиксы привязки отражают туннели в домене SR. Такой туннель может быть другим путем SR, LSP, объявленным по LDP, LSP, объявленным по RSVP-TE, либо использовать любую другую инкапсуляцию.
Каждый сегмент идентифицируется идентификатором сегмента (Segment Identifier, SID). Идентификаторы SID для префиксных сегментов и сегментов массовой рассылки используются в рамках всего домена. Поэтому сетевые операторы назначают их с помощью процедуры, похожей на процедуру выделения частных IP-адресов (см. RFC 1918). Напротив, SID сегментов соседства и привязки имеют лишь локальное значение. Эти SID назначаются маршрутизато­рами с поддержкой SR автоматически, без необходимости координации по всему домену.

Рис. 1 Сегменты соседства.

Каждому SID сопоставлена метка MPLS. Как уже гово­рилось, метки MPLS имеют лишь локальное значение. Поэтому SID локального значения можно сопоставлять меткам MPLS напрямую. А вот SID доменного значения требуют специальной обработки.
Каждый SR-маршрутизатор резервирует ряд меток MPLS, называемый глобальным блоком SR (SR Global Block, SRGB). Например, маршрутизатор A может зарезервировать метки с 10 000 по 20 000, в то время как маршрутизатор B резервирует метки с 20 000 по 40 000. Оба маршрутизатора сопоставляют SID меткам MPLS, добавляя SID к наименьше­му значению SRGB. Поэтому маршрутизатор A сопоставляет SID 1 метке MPLS 10 001, а маршрутизатор B сопоставляет тот же самый SID метке MPLS 20 001.
Передача SR
Когда входной SR-маршрутизатор получает пакет, он назначает ему класс FEC и инкапсулирует пакет с помощью стека меток MPLS. Затем он передает пакет следующему транзитному участку, связанному с данным FEC.
Стек меток MPLS отражает путь SR, связанный с данным FEC. Каждая запись в стеке меток соответствует сегменту пути SR.
На рисунке 1 маршрутизатор R1 поддерживает путь SR до R4. Этот путь SR содержит пять сегментов соседства, начинающихся на маршрутизаторах R2, R3, R7, R6 и R5. Входной LSR (R1) создает стек меток с одной записью на каждый сегмент соседства. Потом R1 передает пакет R2, где начинается первый сегмент соседства. R2 обрабатывает внешнюю запись стека меток, снимает ее и пересылает пакет R3. Каждый следующий LSR вниз по потоку повторяет процедуру до тех пор, пока пакет не достигнет R4.
На рисунке 2 маршрутизаторы R1-R6 поддерживают путь SR до R7. Этот путь SR содержит один префиксный сегмент, которому соответствует SID 7. Рассмотрим путь от R4 до R7

Рис. 2 Один префиксный сегмент.

Входной маршрутизатор (R4) создает стек меток, содержащий ровно одну запись, которая представляет префиксный сегмент (т.е. путь наименьших затрат IGP) между R4 и R7. Эта запись в стеке меток содержит метку, соответствующую SID 7. Чтобы вычислить эту метку, R4 добавляет значение SID (7) к базе SRGB, сообщенной следующим транзитным участком R5 (на нашем рисунке это 200). В результате мы получим 207. И, наконец, R4 передает пакет R5.
R5 обрабатывает метку. Для этого он определяет маршрутизатор на пути наименьших затрат IGP, ведущий к R7 (в нашем примере это R6). Затем R5 заменяет метку на значение, которое в R6 соответствует SID 7 (т.е. 307). После этого он передает пакет R6. R6 повторяет процедуру, и пакет прибывает на R7.
На рисунке 3 маршрутизатор R1 поддерживает рассчитан­ный с помощью инжиниринга трафика путь SR до R4 через R7. Этот путь SR содержит два префиксных сегмента. Один префиксный сегмент соответствует пути наименьших затрат IGP от R1 до R7, а второй соответствует пути наименьших затрат IGP от R7 до R4.
Входной LSR (R1) создает стек меток с одной записью на каждый префиксный сегмент. Он вычисляет внутреннее значение метки, прибавляя SID R4 (4) к базе SRGB R7 (300). Он вычисляет внешнее значение метки, прибавляя SID R7 (7) к базе SRGB R2. После этого R1 передает пакет R2. Все маршрутизаторы ниже по течению обрабатывают пакет так, как описано в предыдущем примере, и пакет прибывает на R4.

Рис. 3 Инжиниринг трафика с использованием префиксных сегментов.

Расширения IGP для сегментной маршрутизации
Каждый SR-маршрутизатор выделяет SID и метку:

Сделав это, он создает запись RIB (Routing Information Base – прим. ред.) для каждого из вышеперечисленных сегментов и вносит записи RIB в FIB.
Далее SR-маршрутизатор рассылает с помощью IGP следующую информацию:

IGP рассылает эти данные, в дополнение к ранее упоминавшимся атрибутам связи TE, по всему домену IGP. Поэтому каждый узел в рамках домена IGP содержит идентичную копию базы данных состояния связей (LSDB) и базы данных инжиниринга трафика (TED). LSDB описывает топологию IGP, включая SID и данные SRGB, а TED дополняет LSDB атрибутами связей TE.
Когда рассылка завершается, каждый узел в рамках домена IGP создает по две записи RIB для каждого пре­фиксного сегмента и сегмента массовой рассылки, который не заканчивается на этом узле. Первая запись RIB указы­вает локальному устройству обрабатывать весь входящий трафик IP, направляемый на этот префикс, следующим образом:

Вторая запись RIB указывает локальному устройству обра­батывать весь входящий трафик MPLS, чья самая внешняя метка соответствует сегменту, следующим образом:

Расчет путей
Функция расчета путей рассчитывает пути SR. Получив набор ограничений TE, функция расчета путей выдает на выходе стек меток MPLS, образующих путь SR, который соответствует ограничениям. Чтобы создать такой SR-путь, функция расчета путей обращается к LSDB и TED.
Функция расчета путей может располагаться в цен­тральном контроллере или, наоборот, распределяться по входным LSR.
Анализ
LDP и RSVP-TE – сквозные протоколы сигнализации, которые создают состояния передачи для каждого LSP в LSR. Поскольку LDP и RSVP-TE поддерживают все необходи­мые состояния передачи в LSR, то LSP, обработанный по LDP или RSVP-TE, может быть представлен одной записью стека MPLS.
Напротив, методика SR перемещает часть состояний передачи (хотя только часть) из сети в пакет. Путь SR представлен стеком меток, где каждая запись соответствует сегменту на пути SR. Поэтому сеть поддерживает доста­точно состояний, чтобы пересылать пакеты от входного сегмента к выходному, а пакет – достаточно, чтобы пересы­латься от сегмента к сегменту.
Перенеся информацию о состояниях из сети в пакеты, SR снижает требования к памяти для LSR и объем вычислений, необходимый для поддержания состояний. А ведь про­блема памяти и объема вычислений остается актуальной, несмотря на то, что в последнее время маршрутизаторы стали оснащаться большим количеством вычислительных ресурсов и памяти, а также на доработки протокола RSVP-TE и его реализаций.
Еще более важно то, что перенос информации о состоя­ниях из сети в пакеты устранило потребность в сквозном протоколе сигнализации. Да, для работы SR требуется IGP и модуль расчета путей, но протокол сигнализации, подобный LDP или RSVP-TE, больше не нужен.
Однако ряд дополнительных функций RSVP-TE зависит от сквозной сигнализации и состояний LSP в сети. Это и резервирование полосы пропускания, и обнаружение ошибок, и быстрая перемаршрутизация.
В RSVP-TE функция расчета путей может быть распреде­лена по входным LSR, даже для случая, когда ограничения TE содержат резервирование полосы пропускания. Это возможно, так как в RSVP-TE каждый LSR поддерживает состояние для каждого своего LSP. По этому состоянию можно вычислить остаток пропускной способности на каждом интерфейсе с поддержкой RSVP и разослать эту информацию по IGP. Таким образом, каждый узел в IGP поддерживает LSDB и TED с достаточным количеством информации для работы функции расчета путей.
В SR такого механизма нет. Поэтому на случай, когда ограничения TE включают в себя полосу пропускания, функция расчета путей должна быть централизованной и располагаться в контроллере, обладающем глобальной информацией о распределении полосы пропускания.
В RSVP-TE сквозные механизмы сигнализации также реа­лизуют функциональность OAM (Operation, Administration, Maintenance – процессы, необходимые для управления, администрирования и обслуживания системы – прим. ред.). При отказе соседского сеанса RSVP-TE маршрутизатор LSR выше по течению от места сбоя сигнализирует входному LSR, заставляя запустить процесс восстановления. Если LSR выше по течению от места сбоя настроен соответствующим образом, он может также запустить локальные процедуры восстановления.
В SR восстановление выглядит сложнее. Если сбой проис­ходит на входном сегменте, то какой-либо механизм OAM вне SR обнаруживает сбой и информирует модуль расчета путей. Последний запускает процедуры восстановления и пересчитывает путь SR между входным SR и выходным. Локальные процедуры восстановления для SR теоретически возможны, но стандарта на этот счет пока нет.
Если сбой происходит не в конечной точке сегмента, SR вынужден полагаться на внешние механизмы восстановле­ния. Например, если сбой произошел посреди префиксного сегмента, то SR должен использовать IGP, чтобы обнаружить сбой, разослать изменения топологии и вычислить новый путь наименьших затрат IGP до конечной точки сегмента. В этом примере можно развернуть TI-LFA, чтобы снизить зависимость от сходимости IGP.
Источник: IETF Journal

Выводы
SR поддерживает инжиниринг трафика, в то же время снижая количество состояний, которые должна обрабатывать сеть. Во многих случаях SR делает ненужными протоколы сигнализации MPLS (такие как LDP и RSVP-TE). Потому IETF следует продолжить разработку SR.
В частности, IETF следует продолжить стандартизацию расширений IGP для SR, а также расширений BGP, которые могут потребоваться для того, чтобы SR могла выйти за пределы IGP. Крайне необходимо проработать ключевые функции сети, такие как OAM и возможности передачи энтропии для разрешения выборов ECMP. Кроме того, поставщики сетевого оборудования и сетевые операторы должны совместными усилиями разработать прототипы и поэкспериментировать с SR для того, чтобы IETF получила обратную связь, на основе которой можно будет усовершенствовать SR и подготовить ее к крупномасштабному внедрению.
Весьма вероятно, что сетевые операторы начнут постепенно развертывать SR в ближайшие несколько лет. По мере внедрения сообщество SR будет набирать практический опыт, стандар­ты SR будут дорабатываться, а практика внедрения – совершенствоваться. Кроме того, сетевые операторы выявят сценарии, для которых SR хорошо подойдет, а также ситуации, где лучше использовать LDP и RSVP-TE.
По этим причинам, а также для поддержки большой базы инсталляций, IETF и производители сетевого оборудования должны продолжать доработку и поддержку LDP и RSVP-TE на том же уровне усилий, на котором они сейчас развивают SR.

Источник