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RÉSUMÉ
Segment Routing est une solution de routage par la source dans les réseaux IP/MPLS. Il permet à un nœud du réseau, dit source, de spécifier un chemin particulier pour un paquet en indiquant ce chemin dans l’en-tête du paquet ouvrant ainsi de nouvelles possibilités en termes de programmation du routage, de protection de chemin, de protection rapide (Fast ReRoute) de lien ou nœud, de simplification et de réduction de la signalisation, de partage de charge ou de l'ingénierie de trafic. Segment Routing s'applique aux réseaux MPLS ou aux réseaux IPv6.
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Segment Routing is solution to provide source routing capabilities in IP/MPLS networks. Segment Routing (SR) allows a node, called the source, to enforce a specific path for a packet, by specify a list of waypoints in the packet header. SR open new opportunities in term of network programmability, path protection, fast protection again list or node failure (Fast ReRoute), simplification, states and signaling reduction in the network, load balancing and traffic engineering. Segment Routing is applicable to MPLS and IPv6 networks. In MPLS networks, Segment Routing MPLS (SR-MPLS) reuse as-is the existing MPLS architecture and data plane and only requires an extension in the control plane.
Auteur(s)
-
Bruno DECRAENE : Ingénieur réseau
INTRODUCTION
Segment Routing (SR) utilise le principe de routage par la source. Un nœud source dirige un paquet à travers une liste ordonnée d’instructions, appelées « segments ». Un segment peut représenter une instruction quelconque, telle qu’une instruction de type topologique (suivre un chemin) ou une instruction de type service (appliquer un service sur ce paquet). Segment Routing permet ainsi à un flux de suivre un chemin spécifique, sans avoir à créer et maintenir des états sur les équipements situés le long de ce chemin. Seul le routeur source maintient un état spécifique, sous la forme d’une liste de segments à ajouter sur le paquet. Cette liste de segments est appelée politique Segment Routing (SR policy). Un segment est identifié par un identifiant de segment (SID : Segment ID).
Segment Routing s’applique au plan de transfert MPLS (SR-MPLS) sans modification de l’architecture MPLS, ni du plan de transfert MPLS. Un segment est identifié par un label. Une liste de segments est encodée sous forme d’une pile de labels. Le segment en cours de traitement correspond au label au sommet de la pile. Une fois le segment terminé, son label est retiré du haut de la pile.
Segment Routing s’applique au plan de transfert IPv6 (SRv6) par la définition d’un nouveau type d’en-tête de routage. Un segment est identifié par une adresse IPv6. Une liste ordonnée de segments est encodée par une liste ordonnée d’adresse IPv6 dans l’en-tête de routage IPv6. Le segment en cours de traitement est indiqué dans le champ adresse destination de l’en-tête IPv6. Le prochain segment est indiqué par un pointeur présent dans l’en-tête de routage.
Segment Routing supporte un plan de contrôle distribué ou centralisé.
Les segments génériques sont typiquement annoncés par les protocoles de routage IP distribués tels que les protocoles de routage interne à états de liens (OSPF et IS-IS) ou protocoles de routage inter-domaine (BGP).
Dans le mode distribué, la politique Segment Routing est calculée par le nœud souhaitant l’utiliser. Ce calcul utilise les informations topologiques et de segments distribuées par le protocole de routage.
Dans le mode centralisé, un contrôleur de réseau calcule la politique Segment Routing et décide quel nœud doit l’utiliser. Un serveur PCE (Path Computation Element) peut remplir ce rôle et dans ce cas utilise le protocole PCEP pour échanger ces informations avec les nœuds sources. Mais d’autres protocoles sont possibles tels que BGP ou NETCONF.
Segment Routing a de nombreuses applications que l’on peut regrouper en trois catégories : une meilleure réaction du réseau aux pannes (Fast ReRoute, convergence IGP sans micro-boucles) ; l’ingénierie de trafic (chemins disjoints, routage spécifique tel qu’une minimisation du délai, optimisation du routage des flux en fonction des capacités du réseau) ; des améliorations dans l’opération du réseau en termes de monitoring et de simplifications.
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MOTS-CLÉS
KEYWORDS
Segment Routing | SR | SR-MPLS | SRv6
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3. Segment Routing IPv6 (SRv6)
SRv6 est la déclinaison de Segment Routing pour le plan de transfert IPv6.
SRv6 identifie un segment par une adresse IPv6.
Dans le plan de transfert, SRv6 est un nouveau type d’en-tête de routage IPv6 (Routing Extension Header) appelée en-tête Segment Routing (Segment Routing Header : SRH) représenté en figure 15. Le SRH est principalement constitué d’une liste d’adresses IPv6 identifiant les segments à traverser (Segment List), ainsi que d’un compteur indiquant le nombre de segments restant à parcourir (Segments Left) afin de pouvoir identifier le prochain segment à visiter. Il peut également contenir une liste de données au format TLV. Un champ « Tag » permet enfin d’identifier une classe de paquets.
Trois types de nœuds peuvent être distingués :
-
le nœud source crée le paquet IPv6 avec pour adresse IP destination l’adresse du premier segment. Si plus d’un segment est nécessaire, un en-tête SRH est ajouté. En corolaire, si un seul segment est nécessaire, le paquet envoyé est un paquet IPv6 natif ;
-
les routeurs de transit transportent le paquet vers la destination du segment en cours. Cette destination étant indiquée dans l’adresse de destination IPv6 habituelle, ces routeurs de transit sont des routeurs IPv6 standard. Ils n’ont pas besoin de supporter SRv6 ;
-
les routeurs de terminaison de segments, qui ont annoncé les segments. Ces routeurs annonçant des segments doivent supporter l’extension SRv6 qui peut ne pas être supportée par les routeurs précédemment déployés.
Sur le routeur de terminaison de segment, le traitement du SRH est le suivant :
-
le champ « Segments Left » est décrémenté de 1 ;
-
l’adresse IPv6 indiquée dans Segment List [Segments Left] est copiée dans l’adresse IPv6 de destination de l’en-tête IPv6.
À la date de cet article, SRv6 est moins mature que SR-MPLS car il a été standardisé plus tardivement et parce qu’il nécessite une évolution du plan de transfert des routeurs...
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Segment Routing IPv6 (SRv6)
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - FILSFILS (C.), MICHIELSEN (K.), TALAULIKAR (K.) - Segment Routing Part I. - CreateSpace Independent Publishing Platform.
-
(2) - GUILBAUD (N.), CARTLIDGE (R.) - Google, “Localizing packet loss in a large complex network”. - NANOG 57. https://www.nanog.org/meetings/nanog57/presentations/Tuesday/tues.general.GuilbaudCartlidge.Topology.7.pdf (2013).
-
(3) - LISTE (J.) - SR Data Plane Monitoring (SR-DPM) Demonstration. - Cisco http://www.segment-routing.net/demos/2018-sr-data-plane-monitoring-demo/.
-
(4) - IETF - Topology Independent Fast Reroute using Segment Routing. - draft-bashandy-rtgwg-segment-routing-ti-lfa, https://tools.ietf.org/html/draft-bashandy-rtgwg-segment-routing-ti-lfa-00 (2018).
-
(5) - IETF - Segment Routing with MPLS data plane. - draft-ietf-spring-segment-routing-mpls, https://tools.ietf.org/html/draft-ietf-spring-segment-routing-mpls-14 (2018).
-
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
Segment Routing
http://www.segment-routing.net
HAUT DE PAGE
RFC 2328 - 1998 - OSPF Version 2. IETF.
RFC 3031 - 2001 - Multiprotocol Label Switching Architecture. IETF.
RFC 3032 - 2001 - MPLS Label Stack Encoding. IETF.
RFC 3209 - 2001 - RSVP-TE : Extensions to RSVP for LSP Tunnels. IETF.
RFC 5036 - 2007 - LDP Specification. IETF.
RFC 5440 - 2009 - Path Computation Element (PCE) Communication Protocol (PCEP). IETF.
RFC 5443 - 2009 - LDP IGP Synchronization. IETF.
RFC 5919 - 2010 - Signaling LDP Label Advertisement Completion. IETF.
RFC 6138 - 2011 - LDP IGP Synchronization for Broadcast Networks. IETF.
RFC 7938 - 2016 - Use of BGP for Routing in Large-Scale Data Centers. IETF.
RFC 8231 - 2017 - Path Computation Element Communication Protocol (PCEP) Extensions for Stateful PCE. IETF.
RFC 3107 - 2001 - Carrying Label Information in BGP-4. IETF.
RFC 8029 - 2017 - Detecting Multiprotocol Label Switched (MPLS) Data-Plane Failures. IETF.
RFC 8277 - 2017 - Using BGP to Bind MPLS Labels to Address Prefixes. IETF.
RFC 8402 - 2018 - Segment Routing Architecture. IETF.
ISO 10589 - 2002 - ISO, Intermediate System to Intermediate System Intra-Domain Routeing Exchange Protocol for use in Conjunction with the Protocol for Providing the Connectionless-mode Network Service (ISO 8473), International Standard 10589:2002, Second Edition [ISO 10589].
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