SDN配合SR实现流量工程

网络运营商承受着越来越大的压力,业务要求他们能够快速部署具有更严格SLA和更高弹性的服务,同时降低总体网络复杂性。 许多公司正在考虑或已经在网络中部署了流量工程。 但是流量工程并不简单 : 随着网络规模扩张和路径数量的增加,管理会变得非常复杂。 通过摆脱在网络中继续增加其他TE协议的需求,诸如分段路由(SR) 之类的新技术提供了新的思路。 但是光靠SR就够了吗?

本文将讨论分段路由技术跟 SDN 控制器比如 Juniper Northstar 控制器的结合, 帮助运营商简化 SR 部署, 降低流量工程的规划和运维复杂度,从而提高整体网络和服务的可靠性.

Northstar 简介

NorthStar是Juniper用于广域网(WAN)业务场景的SDN控制器。 它自动创建和管理网络上的MPLS流量工程路径(LSP)。 例如当链接失败或检测到拥塞时,NorthStar无需人为干预即可修改LSP路径。 这大大减少了操作网络所需的人工工作量,从而提高了整个网络和服务的可靠性,是通往“自驱动网络”的重要基石。

NorthStar如何工作?

让我们先看看 Northstar 如何工作. Northstar 从3个来源接收输入, 如下图1蓝色箭头所示:

图 1

来自网络的输入: NorthStar与真实网络紧密耦合以实时感知网络中发生的事件。作为网络控制平面的扩展,Northstar能够主动控制网络, 而不象传统网络管理系统(NMS) 那样只做被动监控。Northstar通过BGP-LS或IGP协议获取网络拓扑信息。这种方式为NorthStar提供了网络链接,网络节点及其属性(例如链接带宽, IGP metric, SRLG和SR SID)的布局。如果网络格局发生变更(比如碰到链路故障),它将立即触发BGP-LS或IGP更新,以便NorthStar采取措施。 NorthStar还会从LSP入口路由器通过PCEP协议接收状态报告,以便NorthStar知悉每条 MPLS LSP的状态,例如LSP当前状态是UP还是DOWN。NorthStar还将从网络接收遥测信息. 比如每条LSP的流量信息. 以及每条链接的延迟信息.

图形操作界面输入: Northstar可通过图形界面接收管理员的输入, 比如网络带宽这样对流量工程LSP的前置要求, 以及流量工程的具体部署协议比如PCEP, NETCONF或其它协议.

REST API输入: NorthStar可通过REST API接收输入。任何通过GUI手动请求的内容都可以通过REST API调用来请求,这使NorthStar可以很方便地与网络编排系统或其他自动化应用集成

根据这些输入,NorthStar可以计算出MPLS LSP在网络中采用的路径。这些LSP可以是SR LSP或RSVP LSP。它即可以修改现有LSP路径,也可以从零创建新的LSP。 Northstar通过使用PCEP协议告知入口路由器LSP的完整路径,包括LSP名称,出口节点IP地址以及NorthStar希望LSP在网络上路由的每一跳转发路径来完成此操作。

NorthStar 和Segment Routing

在segment-routed场景下,NorthStar发送的PCEP消息可以包含与每一跳关联的adjacency SID。 这会将LSP固定到特定路径(请参见图2)。 另外PCEP消息也可以只包含由node SID所表示的松散路径,从而利用ECMP带来多路径负载均衡等好处。 入口路由器在收到PCEP消息后将在自己的路由表和/转发表中安装指向目标节点的SR路径.它还将通过PCEP发送消息给NorthStar,通知它LSP现在已经启动并正在运行,从而让NorthStar确认意图已得到执行。

图 2

NorthStar的能力使管理员的工作变得更加轻松. 它自动创建和管理基于SR的LSP,而传统方法则需要使用笔和纸手动计算路径并在路由器上手动配置LSP。

Key Capabilities of NorthStar

Northstar的关键能力

多样化路径计算:对于要求高度冗余性的服务,NorthStar可以计算出若干对不同路由的LSP。 这意味着如果某网元发生故障,最多仅一对LSP会受到影响,而其它LSP仍处于运行状态并承载流量。

自动化闭环:NorthStar在自动化闭环中扮演着重要角色,为通往“自驱动网络”的演进提供了重要的基石。 如图3所示, NorthStar根据用户要求计算LSP路径,并在网络上实际部署生效。 但网络不是静态实体, 它更像是一种生物,容易受到干扰,例如链路故障或流量模式发生变化并导致拥塞。 通过前面讨论的协议与遥测技术结合,使NorthStar在任何时间都可以高度了解网络中发生的事情。 这构成了到NorthStar的反馈闭环,该闭环根据观察到的条件可继续调整LSP的路径。 未来我们将演示NorthStar如何使用自动化闭环在最小延迟路径上如何实现自动避免拥塞(ACA)。

图3

自动化的网络自愈:高度自动化的数据收集和网络分析工具Juniper HealthBot在检测到某个网元运行状况欠佳时,会自动请求NorthStar重新路由通过该网元的所有LSP。 该方案对于处理不容易被注意的隐性“灰色故障”特别有用。

总结

NorthStar为广域网业务带来了高度的自动化。 我们将在以后继续研究其几个关键用例。