基于SRv6網(wǎng)絡(luò)故障保護技術(shù)要求

基于SRv6網(wǎng)絡(luò)故障保護技術(shù)要求本文件規(guī)定了SRv6網(wǎng)絡(luò)故障保護關(guān)鍵技術(shù)及技術(shù)要求，包括SRv6TI-LFA技術(shù)、指定中間節(jié)點保護技術(shù)、尾節(jié)點保護技術(shù)、防微環(huán)技術(shù)及SRv6端到端保護技術(shù)等。本文件適用于SRV6組網(wǎng)下常見網(wǎng)絡(luò)故障場景，包括SRv6BE節(jié)點/鏈路失效、SRv6Policy中間節(jié)點/尾節(jié)點失效、微環(huán)及SRv6Poliey故障場景等。2規(guī)范性引用文件本文件沒有規(guī)范性引用文件。3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1與拓撲無關(guān)的無環(huán)路備份topologyindependentloopfreealternate一種應(yīng)用于分段路由網(wǎng)絡(luò)中的快速重路由技術(shù)，簡稱為TI-LFA.TI-LFA相對于傳統(tǒng)IPFRR技術(shù)，可在IGP網(wǎng)絡(luò)中提供與拓撲無關(guān)的故障保護能力，同時提供的保護路徑和IGP收斂后的路徑一致，減少業(yè)務(wù)中斷。主要應(yīng)用于TI-LFA和指定中間節(jié)點保護場景中，作為故障節(jié)點的上游節(jié)點執(zhí)行代理轉(zhuǎn)發(fā)與故障保護功能。用于在SRv6網(wǎng)絡(luò)中提供SRH尾節(jié)點保護功能，即將原定發(fā)往該節(jié)點的流量轉(zhuǎn)發(fā)給另一個具有相同功能的鏡像節(jié)點。定義MirrorSID在對應(yīng)的Endpoint行為為End.M.一種在網(wǎng)絡(luò)拓撲變化時，由于各節(jié)點LSDB未完全同步，可能存在收斂路徑不一致情況，并由此產(chǎn)生的暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)路現(xiàn)象。以下縮略語適用于本文件。雙向轉(zhuǎn)發(fā)檢測等價路由負荷分擔(dān)快速重路由BidirectionalForwardingDetectionEqual-CostMulti-P2無環(huán)備份路徑鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫本地修復(fù)點PointofLocalRepaire無縫雙向轉(zhuǎn)發(fā)檢測SeamlessBidirectionalForwarding分段路由技術(shù)IPv6數(shù)據(jù)面的分段路由技術(shù)IPv6分段路由頭部拓撲無關(guān)的無環(huán)備份路徑雙向主動測量協(xié)議Two-WayActiveNeasurenentPr非等值負載分擔(dān)5SRv6網(wǎng)絡(luò)故障保護場景IP網(wǎng)絡(luò)為實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障保護能力，通常需要部署相應(yīng)故障保護方案，提高網(wǎng)絡(luò)健壯性與業(yè)務(wù)可靠性。以IP/MPLS為轉(zhuǎn)發(fā)面的傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)中，通常部署FRR(FastReroute,快速重路由)技術(shù)實現(xiàn)流量快速切換，提升網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)能力。FRR技術(shù)受限于保護范圍以及場景限制，通常會配合多跳BFD實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障保護，如BFD+HSB(HotStandby,熱備份)實現(xiàn)TE的端到端保護，BFD+VPNFRR實現(xiàn)PE的故障保護等。SRv6網(wǎng)絡(luò)中，同樣可基于FRR、BFD等技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障保護，但BFD存在容量受限，部署復(fù)雜等問題，難以滿足未來更低時延的網(wǎng)絡(luò)故障保護要求。為此，針對SRv6組網(wǎng)中的不同故障場景，提出相應(yīng)的本地故障保護方案，以滿足未來網(wǎng)絡(luò)高性能故障保護需求。SRv6故障保護場景主要包括SRv6BE鏈路/節(jié)點故障場景、SRv6Policy鏈路/節(jié)點故障場景、SRv6尾節(jié)點故障場景及SRv6微環(huán)場景，如圖1所示。需要說明的是，SRv6頭節(jié)點故障場景一般使用接入側(cè)雙歸進行保護，與傳統(tǒng)保護方案一致，不再單獨說明非泰的陽圖1SRvó網(wǎng)絡(luò)常見故障場景以CE1去往CE2的流量為例，在PEI-PE3之間是SRv6Domain,該域中的所有節(jié)點都支持5.1SRv6BE鏈路/節(jié)點故障SRv6BE轉(zhuǎn)發(fā)遵循IGP最短路徑轉(zhuǎn)發(fā)，全網(wǎng)節(jié)點基于相同的LSDB,采用SPF算法計算最優(yōu)路由。SRv6BE場景下，鏈路/節(jié)點故障后，網(wǎng)絡(luò)會進行IGP拓撲收斂，并根據(jù)收斂結(jié)果找到備 5在PQ節(jié)點，則需要指定P節(jié)點到Q節(jié)點的無環(huán)轉(zhuǎn)發(fā)路徑，即指定P節(jié)點到Q節(jié)點的RepairSegmentList。本例中最遠的P節(jié)點C到最近的Q節(jié)點D之間的RepairSegmentList可以為節(jié)點C的End.XSID正④③圖2SRv6TI-LFA保護原理當鏈路B-E故障時，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過程描述如下。1)節(jié)點B收到目的地址為6:的報文，根據(jù)6::查找轉(zhuǎn)發(fā)表，主出接口為Ifl。2)節(jié)點B查詢到Ifl接口狀態(tài)為Down,使用備份表項轉(zhuǎn)發(fā)，備份出接口為I12,并使用"H.Insert"的方式封裝SegmentList3:1,新增1個SRH擴展報文頭，將用于修復(fù)故障的SegmentList和目的地址6::封裝在SRH擴展報文頭3)節(jié)點C收到報文以后，識別目的地址3::1是End.XSID,所以需要執(zhí)行End.XSID對應(yīng)的指令：將SL減1,外層Pv6地址更新為6:,并按3::1綁定的出接口和下一跳沿著鏈路C-D轉(zhuǎn)發(fā)到節(jié)點D。此時SL=0,若該segment為PSP屬性，則按照PSP操作去掉SRH擴展報文頭，如果不支持PSP屬性，則最后一跳彈出。4)節(jié)點D收到報文以后，根據(jù)報文的目的地址6::查找IPv6路由表，沿著最短路徑轉(zhuǎn)發(fā)到目的地址F。7SRv6指定中間節(jié)點保護技術(shù)7.1SRv6指定中間節(jié)點保護技術(shù)實現(xiàn)原理節(jié)點在處理SRv6報文時，需要執(zhí)行的轉(zhuǎn)發(fā)行為是SL減1,并將下層SID復(fù)制到IPV6報文頭的目的地址字段。但是當某一個Endpoint節(jié)點故障時，無法完成對應(yīng)SID的處理動作，出現(xiàn)丟包。為解決上述問題，需要由Endpoint節(jié)點的上游節(jié)點(即PLR)代替它完成轉(zhuǎn)發(fā)處理。當Endpoint節(jié)點發(fā)生故障時，報文需繞過發(fā)生故障的Endpoint節(jié)點，由PLR直接將報文轉(zhuǎn)發(fā)至下一個Endpoint節(jié)點。PLR的出端口檢測到故障，由PLR執(zhí)行的具體保護流程如下：1)當在PLR的FIB表中可以找到通往故障端點的路由時：如果PLR沒有直接連接到故障Endpoint節(jié)點，則執(zhí)行正常的TI-LFA:如果PLR直接連接到故障Endpoint節(jié)點，PLR將旁路故6障Endpoint節(jié)點，將IPV6目的地址改為SRH中的下一個Endpoint節(jié)點的IPV6地址，這樣可以避免將報文轉(zhuǎn)發(fā)到故障Endpoint節(jié)點。2)當在PLR的FIB表中找不到通往故障Endpoint節(jié)點的路由時：通過繞過故障端點將數(shù)據(jù)包直接轉(zhuǎn)發(fā)到下一個Endpoint節(jié)點。從報文的處理邏輯來看，PLR感知到報文的下一跳接口故障，并且下一跳是報文目的地址且SL>0時，PLR代替Endpoimt節(jié)點執(zhí)行End行為，將SL減1,并將下層要處理的SID更新到外層IPv6報文頭，然后按照下層SID的指令進行轉(zhuǎn)發(fā)，從而繞過故障節(jié)點，實現(xiàn)SRv6Endpoint節(jié)點故障的保護。7.2SRv6指定中間節(jié)點保護技術(shù)要求SRv6指定中間節(jié)點保護技術(shù)應(yīng)滿足小于50ms的流量中斷時間要求7.3SRv6指定中間節(jié)點保護應(yīng)用示例以圖3為例，SRv6指定中間節(jié)點故障的保護過程如下。1)節(jié)點A向目的節(jié)點F轉(zhuǎn)發(fā)報文，并在SRv6SRH中指定經(jīng)過中間節(jié)點E。2)節(jié)點E故障的時候，節(jié)點B感知到報文下一跳接口故障，而下一跳正好是報文當前的目的地址5:,且SL>0,所以節(jié)點B執(zhí)行代理轉(zhuǎn)發(fā)行為，將SL減1,并將下層SID6::復(fù)制到外層IPv6報文頭的目的地址字段。此時由于SL=0,如果該segment為PSP屬性。則節(jié)點B去掉SRH擴展報文頭，然后根據(jù)目的地址6:查表轉(zhuǎn)發(fā)。3)由于目的地址6::的主下一跳依然是節(jié)點E,但是節(jié)點B不是該目的地址的倒數(shù)第二跳且SL=0,所以節(jié)點B不再符合代理轉(zhuǎn)發(fā)條件，而是按照正常TI-LFA轉(zhuǎn)發(fā)流程切換到備份路徑轉(zhuǎn)發(fā)，備份路徑的RepairSegmentList為<3:l>,所以節(jié)點B使用“H.Insert”的方式封裝SegmentList3::1,新增1個SRH擴展報文頭，經(jīng)過備份路徑轉(zhuǎn)發(fā)到節(jié)點F。4)在節(jié)點A感知到節(jié)點E故障，且IGP完成收斂以后，節(jié)點A刪除到節(jié)點E的路由轉(zhuǎn)發(fā)表項，所以節(jié)點A根據(jù)5:查表轉(zhuǎn)發(fā)的時候，無法命中路由，此時節(jié)點A就要作為PLR執(zhí)行代理轉(zhuǎn)發(fā)行為，SL減1,并將下層SID6:更新到外層IPv6報文頭，然后根據(jù)目的地址6:查表轉(zhuǎn)發(fā)到節(jié)點B。節(jié)點B如果完成收斂，則按照收斂后的最短路徑將報文轉(zhuǎn)發(fā)到節(jié)點F:節(jié)點B如果未完成收斂，則按照TI-LFA流程經(jīng)過備份路徑轉(zhuǎn)發(fā)到節(jié)點F。通過上述方式，就繞過了故障節(jié)點E。④DeviceEDeviceD8封裝，封裝中的SRH即上文所述的修復(fù)列表所示。按照修復(fù)列表，報文可以被轉(zhuǎn)發(fā)到備出口節(jié)點。備出口節(jié)點在報文封裝中獲取鏡像SID,將該報文轉(zhuǎn)發(fā)到與主目的節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)相同的一個目的節(jié)點。8.2SRv6尾節(jié)點保護技術(shù)要求SRv6尾節(jié)點保護應(yīng)滿足不大于50ms的流量中斷時間要求8.3SRv6尾節(jié)點保護應(yīng)用示例圖4描述了一個SRv6L3VPN場景，節(jié)點A是頭節(jié)點PE,節(jié)點F和G是尾節(jié)點PE,CE雙歸到節(jié)點F和G。在這個場景中，P節(jié)點不會維護到私網(wǎng)的路由表，業(yè)務(wù)報文必須要在PE節(jié)點進行終結(jié)才能繼續(xù)往CE轉(zhuǎn)發(fā)。所以，對于PE節(jié)點故障，必須通過冗余保護才能確保業(yè)務(wù)不中斷。在本示例中，節(jié)點F和節(jié)點G上配置的Locator分別為6:/64和7:/64,VPNSID分別為6:100和7:100,同時在節(jié)點G上針對節(jié)點F的Locator6:/64配置鏡像SID(MirrorSID),取值為7::1。節(jié)點G收到節(jié)點F發(fā)布的VPN路由時，會根據(jù)MirrorSID的配置生成雙歸PE的VPNSID的鏡像表項：<7:1,6::100>:<7::100>,這個鏡像表項表示<7::1,6::100>這兩層SID與7:100這個SID是等價的。DeviceA①DeviceBtP節(jié)點G配置MirorSID以后，會在IGP