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承载网保护技术FRR承载网保护技术FRR
承载网保护技术-FRR(一)
摘 要: FRR是一项旨在解决高可靠性网络中,故障发生后信令协议收敛相对较慢的问题,保证流量较少的丢失。FRR技术包括IP FRR、LDP FRR、TE FRR、VPN FRR,分别应用于不同的场景,以保证业务端到端的快速收敛。本文介绍了部分FRR(IP FRR、LDP FRR)技术的实现原理,描述了其部署上的局限性,并给出了一些简单的部署建议。
关键词:FRR、IP FRR、LDP FRR、面向连接、无状态、有状态
一、背景介绍
电信网络发展至今,几网合一、简化网络模型的需求日益迫切。融合后的广义NGN,将形成“承载”和“业务”分离的网络模型,基于“一个核心”承载各种不同的业务。
利用MPLS/MBGP技术,基于业务部署的VPN,彻底改变了传统IP网络“尽力而为”的服务模型,提供不同等级的服务承诺,真正实现了对多业务的承载,使得IP作为NGN的承载部分成为趋势。
但同时,承载网的角色对IP网络提出了新的需求。
电信级高可靠性
严格Qos保证
网络安全
电信级管理
本文将针对“电信级高可靠性”相关技术进行讨论。
二、高可靠性需求
业务需求:
语音、视频等业务对延迟和抖动的敏感,对承载网的可靠性要求更高
技术层面:
IP网络本身用以转发流量的拓扑,以及用来驱动建立MPLS LSP的拓扑,都是靠IP信令协议来建立的。另外,信令协议产生的初衷,便是对拓扑变化的自动感知、重新收敛。到目前为止,IP信令协议在技术上的成熟度,已基本可以让我们信赖其正确性和容错能力。现在,需要解决的,就是速度的问题,对变化的响应速度。
收敛,是网络行为。需要在感知环境变化或故障后,作出响应。但是,无论对于何种形式的流量转发,都是本机的操作行为。所以从目前来看,收敛是要滞后于流量转发操作的,两者时间上相差一个数量级。那么,故障发生后,在收敛之前这段存在拓扑黑洞的时间内,如何正确的指导转发,尽量的减少流量的丢失?现在提出一种解决方案——FRR。
FRR技术
快速重路由——是在故障发生后,依靠之前建立的备用方案,快速的将流量进行重新路由。所以,FRR的重点在于如何在信令层面建立备用方案,即如何进行FRR的方法。而重路由(或重转发)操作本身,只是在设备上实现的简单动作。
三、IP FRR
IP转发的讨论
对于IP转发,根本上来说,其信令协议建立和维护的只是某个节点本身的转发信息,转发也是逐跳进行的单机行为。对于一个节点,只要按照自己的转发信息将流量送往自己的下一跳节点,就已是“尽力而为”了。信令的建立是非面向连接的,或者说是“无状态”的;转发同样也是“无状态”的。
IP FRR的实现
IP转发所依据的转发信息,主要包括两个部分:区分流量的依据(例如:目的地址)和流量的去向(即下一跳节点)。网络出现故障后,原本的下一跳变得不可达,通过协议的能力一段时间后将重新找到一个可用的下一跳。但是,为了在一个新的可用下一跳被找到之前,使流量不丢失或很少量丢失(依据产品实现性能),我们可以人为地为原本的下一跳指定一个备用的下一跳。在检测到原本主用下一跳不可用时,直接将流量倒换到备用下一跳节点,同时等待协议收敛将转发信息刷新。
IP FRR在信令层面建立备用转发方案时,是针对转发条目信息(或者说其中的“目的地址”元素),为其人为指定备用下一跳。因为是纯粹的本机行为,所以只要相应的转发条目存在,便可在本地成功的实现。并在故障发生后迅速切换,临时指导转发,将流量倒换至人为指定的备用下一跳。
IP FRR局限性
IP FRR备用方案的建立,不会对协议建立的原有拓扑和流量转发有所影响。即本机的动作,包括备用方案的建立和流量的转发,都不会影响其下一跳节点以及其备用下一跳节点。然而,临时状态中,流量在被倒换至备用下一跳之后的去向和状态,我们便不得而知。
请考虑如下拓扑:
例一:假如链路cost如图分布时,将形成如下流量模型
例二:假如链路cost如图分布时,将形成如下流量模型
IP FRR是完全的单机行为,备用下一跳路由器的下一跳,不能是自己本身或自己的主用下一跳。总之,必须在网络方案的设计上来规避IP FRR的局限性,必要时全网实施,以保证其部署后的可用。
IP的FRR可以称之为FRR,因为信令建立和流量转发都是单机行为。对于本机而言所需要知道的仅仅是下一跳在哪而已;所需要做得仅仅是独立的完成自身这一跳的转发,而IP FRR已完成了自己的这种职责。
IP FRR部署建议
组网建议:
双平面网络,两个平面之间互为保护,网络部署简单;单平面网络,需要人工计算确保每条备份路由没有发生环路,需要全网去考虑IGP的Cost值的部署,存在部署复杂的情况。
典型案例:
移动T局一期,双平面网络,两个平面之间互为保护。
四、LDP FRR
MPLS转发的讨论
LSP是基于拓
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