基于SRv6网络故障保护技术要求

基于SRv6网络故障保护技术要求本文件规定了SRv6网络故障保护关键技术及技术要求，包括SRv6TI-LFA技术、指定中间节点保护技术、尾节点保护技术、防微环技术及SRv6端到端保护技术等。本文件适用于SRV6组网下常见网络故障场景，包括SRv6BE节点/链路失效、SRv6Policy中间节点/尾节点失效、微环及SRv6Poliey故障场景等。2规范性引用文件本文件没有规范性引用文件。3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1与拓扑无关的无环路备份topologyindependentloopfreealternate一种应用于分段路由网络中的快速重路由技术，简称为TI-LFA.TI-LFA相对于传统IPFRR技术，可在IGP网络中提供与拓扑无关的故障保护能力，同时提供的保护路径和IGP收敛后的路径一致，减少业务中断。主要应用于TI-LFA和指定中间节点保护场景中，作为故障节点的上游节点执行代理转发与故障保护功能。用于在SRv6网络中提供SRH尾节点保护功能，即将原定发往该节点的流量转发给另一个具有相同功能的镜像节点。定义MirrorSID在对应的Endpoint行为为End.M.一种在网络拓扑变化时，由于各节点LSDB未完全同步，可能存在收敛路径不一致情况，并由此产生的暂态网络环路现象。以下缩略语适用于本文件。双向转发检测等价路由负荷分担快速重路由BidirectionalForwardingDetectionEqual-CostMulti-P2无环备份路径链路状态数据库本地修复点PointofLocalRepaire无缝双向转发检测SeamlessBidirectionalForwarding分段路由技术IPv6数据面的分段路由技术IPv6分段路由头部拓扑无关的无环备份路径双向主动测量协议Two-WayActiveNeasurenentPr非等值负载分担5SRv6网络故障保护场景IP网络为实现网络故障保护能力，通常需要部署相应故障保护方案，提高网络健壮性与业务可靠性。以IP/MPLS为转发面的传统IP网络中，通常部署FRR(FastReroute,快速重路由)技术实现流量快速切换，提升网络故障恢复能力。FRR技术受限于保护范围以及场景限制，通常会配合多跳BFD实现网络故障保护，如BFD+HSB(HotStandby,热备份)实现TE的端到端保护，BFD+VPNFRR实现PE的故障保护等。SRv6网络中，同样可基于FRR、BFD等技术实现网络故障保护，但BFD存在容量受限，部署复杂等问题，难以满足未来更低时延的网络故障保护要求。为此，针对SRv6组网中的不同故障场景，提出相应的本地故障保护方案，以满足未来网络高性能故障保护需求。SRv6故障保护场景主要包括SRv6BE链路/节点故障场景、SRv6Policy链路/节点故障场景、SRv6尾节点故障场景及SRv6微环场景，如图1所示。需要说明的是，SRv6头节点故障场景一般使用接入侧双归进行保护，与传统保护方案一致，不再单独说明非泰的阳图1SRvó网络常见故障场景以CE1去往CE2的流量为例，在PEI-PE3之间是SRv6Domain,该域中的所有节点都支持5.1SRv6BE链路/节点故障SRv6BE转发遵循IGP最短路径转发，全网节点基于相同的LSDB,采用SPF算法计算最优路由。SRv6BE场景下，链路/节点故障后，网络会进行IGP拓扑收敛，并根据收敛结果找到备 5在PQ节点，则需要指定P节点到Q节点的无环转发路径，即指定P节点到Q节点的RepairSegmentList。本例中最远的P节点C到最近的Q节点D之间的RepairSegmentList可以为节点C的End.XSID正④③图2SRv6TI-LFA保护原理当链路B-E故障时，数据转发过程描述如下。1)节点B收到目的地址为6:的报文，根据6::查找转发表，主出接口为Ifl。2)节点B查询到Ifl接口状态为Down,使用备份表项转发，备份出接口为I12,并使用"H.Insert"的方式封装SegmentList3:1,新增1个SRH扩展报文头，将用于修复故障的SegmentList和目的地址6::封装在SRH扩展报文头3)节点C收到报文以后，识别目的地址3::1是End.XSID,所以需要执行End.XSID对应的指令：将SL减1,外层Pv6地址更新为6:,并按3::1绑定的出接口和下一跳沿着链路C-D转发到节点D。此时SL=0,若该segment为PSP属性，则按照PSP操作去掉SRH扩展报文头，如果不支持PSP属性，则最后一跳弹出。4)节点D收到报文以后，根据报文的目的地址6::查找IPv6路由表，沿着最短路径转发到目的地址F。7SRv6指定中间节点保护技术7.1SRv6指定中间节点保护技术实现原理节点在处理SRv6报文时，需要执行的转发行为是SL减1,并将下层SID复制到IPV6报文头的目的地址字段。但是当某一个Endpoint节点故障时，无法完成对应SID的处理动作，出现丢包。为解决上述问题，需要由Endpoint节点的上游节点(即PLR)代替它完成转发处理。当Endpoint节点发生故障时，报文需绕过发生故障的Endpoint节点，由PLR直接将报文转发至下一个Endpoint节点。PLR的出端口检测到故障，由PLR执行的具体保护流程如下：1)当在PLR的FIB表中可以找到通往故障端点的路由时：如果PLR没有直接连接到故障Endpoint节点，则执行正常的TI-LFA:如果PLR直接连接到故障Endpoint节点，PLR将旁路故6障Endpoint节点，将IPV6目的地址改为SRH中的下一个Endpoint节点的IPV6地址，这样可以避免将报文转发到故障Endpoint节点。2)当在PLR的FIB表中找不到通往故障Endpoint节点的路由时：通过绕过故障端点将数据包直接转发到下一个Endpoint节点。从报文的处理逻辑来看，PLR感知到报文的下一跳接口故障，并且下一跳是报文目的地址且SL>0时，PLR代替Endpoimt节点执行End行为，将SL减1,并将下层要处理的SID更新到外层IPv6报文头，然后按照下层SID的指令进行转发，从而绕过故障节点，实现SRv6Endpoint节点故障的保护。7.2SRv6指定中间节点保护技术要求SRv6指定中间节点保护技术应满足小于50ms的流量中断时间要求7.3SRv6指定中间节点保护应用示例以图3为例，SRv6指定中间节点故障的保护过程如下。1)节点A向目的节点F转发报文，并在SRv6SRH中指定经过中间节点E。2)节点E故障的时候，节点B感知到报文下一跳接口故障，而下一跳正好是报文当前的目的地址5:,且SL>0,所以节点B执行代理转发行为，将SL减1,并将下层SID6::复制到外层IPv6报文头的目的地址字段。此时由于SL=0,如果该segment为PSP属性。则节点B去掉SRH扩展报文头，然后根据目的地址6:查表转发。3)由于目的地址6::的主下一跳依然是节点E,但是节点B不是该目的地址的倒数第二跳且SL=0,所以节点B不再符合代理转发条件，而是按照正常TI-LFA转发流程切换到备份路径转发，备份路径的RepairSegmentList为<3:l>,所以节点B使用“H.Insert”的方式封装SegmentList3::1,新增1个SRH扩展报文头，经过备份路径转发到节点F。4)在节点A感知到节点E故障，且IGP完成收敛以后，节点A删除到节点E的路由转发表项，所以节点A根据5:查表转发的时候，无法命中路由，此时节点A就要作为PLR执行代理转发行为，SL减1,并将下层SID6:更新到外层IPv6报文头，然后根据目的地址6:查表转发到节点B。节点B如果完成收敛，则按照收敛后的最短路径将报文转发到节点F:节点B如果未完成收敛，则按照TI-LFA流程经过备份路径转发到节点F。通过上述方式，就绕过了故障节点E。④DeviceEDeviceD8封装，封装中的SRH即上文所述的修复列表所示。按照修复列表，报文可以被转发到备出口节点。备出口节点在报文封装中获取镜像SID,将该报文转发到与主目的节点转发相同的一个目的节点。8.2SRv6尾节点保护技术要求SRv6尾节点保护应满足不大于50ms的流量中断时间要求8.3SRv6尾节点保护应用示例图4描述了一个SRv6L3VPN场景，节点A是头节点PE,节点F和G是尾节点PE,CE双归到节点F和G。在这个场景中，P节点不会维护到私网的路由表，业务报文必须要在PE节点进行终结才能继续往CE转发。所以，对于PE节点故障，必须通过冗余保护才能确保业务不中断。在本示例中，节点F和节点G上配置的Locator分别为6:/64和7:/64,VPNSID分别为6:100和7:100,同时在节点G上针对节点F的Locator6:/64配置镜像SID(MirrorSID),取值为7::1。节点G收到节点F发布的VPN路由时，会根据MirrorSID的配置生成双归PE的VPNSID的镜像表项：<7:1,6::100>:<7::100>,这个镜像表项表示<7::1,6::100>这两层SID与7:100这个SID是等价的。DeviceA①DeviceBtP节点G配置MirorSID以后，会在IGP