ShowNetにおけるバックボーン設計と運用について語る_ShowNet2021_conf_mini_3_sr-based_backbone

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1. ShowNet 2021: SR-based Backbone • SR-MPLSによる 柔軟なトラフィック制御 • Flex Algoによる優先制御 • Egress Peer Engineeringによる 計測実験 • 世界最先端・最大規模の SRv6相互接続性検証 • SR-MPLS網とSRv6網の相互接続 • 400Gbps、Flex Ethernetによる 200Gbpsなどの広帯域リンク ShowNet 2019からの進化: コントロールプ レーンはルーティングプロトコルを使用した 自動設定
2. 今年はShowNet全体がL3VPNに • L3VPNはSR-MPLS / SRv6に期待さ れるユースケースの一つ • 向こう5-10年のSR関連技術の普 及を見据え、ShowNetでもバッ クボーン全体をL3VPN化 • アンダーレイをIS-ISで構築し、 VPNはBGPで制御 • 来場者・出展社のトラフィック は全てこのL3VPNを通る ptx10001-36mr ne8000-m14 asr9904 c8201 ncs55a1 ne8000-f1a mx204 Provider Edge Provider Edge asr9902 ne8000-x4
3. SR-MPLS網とSRv6網の相互接続 • インターワークゲートウェイにて、 SR-MPLSのラベルとSRv6のSIDを相互変換 ne8000-m14 asr9904 fx201 fx201 mx10003 n936000cd-gx SRv6網 （サービス・DC） SR-MPLS / SRv6 相互変換を行う インターワークゲートウェイ SR-MPLS網 （バックボーン） ne8000-f1a ncs55a1 ne8000-x4 asr9902 ptx1001-mr36
4. コントロールプレーンのシングルスタック化 • 構築・運用負荷軽減のため、コントロールプレーンで 使用するL3プロトコルをシングルスタック化 ne8000-m14 asr9904 fx201 fx201 mx10003 n936000cd-gx ne8000-f1a ncs55a1 ne8000-x4 asr9902 ptx1001-mr36 SRv6網のコントロールプ レーンは IPv6 link-local only SR-MPLS網のコントロールプ レーンはIPv4 only
5. SRv6相互接続検証 • SIDの配布や経路制御をIS-IS/BGPで実施 • Cisco: ASR9904, Nexus 93600cd-gx • 古河電工: FX201 • Huawei: NE8000-M14 • Juniper Networks: MX10003 • SRv6 L3VPNのオーバーレイは End.DT4/6のFunctionで構成 • 今回の4社5機種構成でSRv6による L3VPNを実運用したのはおそらく世界初 • I-Dの解釈違いなどの解消のため、 コントリビュータ各社が実装をアップデートした結果、 相互接続が実現 ne8000-m14 asr9904 fx201 fx201 mx10003 n936000cd-gx SRv6によるネットワーク
6. SRv6のHeader構造 • Segment RoutingのDataplane にIPv6 Headerを使う方式 • パケットの中に経由点の情報を埋め込み、 それに従ってルーティングする仕組み • 経由点の情報としてIPv6アドレスを使用 • パケット自身が経由点の情報を持つため、 網側に複雑な経路情報を持たせる必要が ない • IPv6 AddressのSubnet以降のIF ID部分に L3VPN等の情報を埋め込むProgrammability を持つ RFC8754 IPv6 Segment Routing Header (SRH)
7. SRv6 Network Programming • RFC8986 SRv6 Network Programming • SRv6 SID は128ビットのIPv6アドレス表記 • Locator: SRv6のノードへルーティングするためのビット • Function: SRv6のノードにおいて取られるアクションを示すビット • Argument [optional]: アクションで使用される引数 • ShowNet 2021ではFunctionとしてL3VPNを利用 Locator Function Argument 2001 : 3e8 : 6 : deviceID : function : 6666 : 7777 : 8888 VLAN番号でもVRFでも 好きな情報が書き込める ShowNet2021ではL3VPNに利用
8. IS-IS Extension for SRv6: draft-ietf-lsr-isis-srv6-extensions • ISISでSRv6のLocator情報などを広告するのに使用 • 主に以下のTLVを拡張 • IS-IS Router CAPABILITY TLV (242) : 自身の Capability を広告 • IPv6 TE Router ID Sub-TLV (12) : IPv6 TE Router ID (16 octets) • SRv6 Capabilities Sub-TLV (25) : SRv6 Capabilityの有無 • Node MSD Sub-TLV (23) : Maximum SID Depth (MSD) • SRv6 Locator TLV (27) : Locator と Endpoint Function の SIDを広告 • SRv6 End SID Sub-TLV (5): Endpoint Function とそれに紐付く SIDを広告 • 上記がすべてのTLVではないですが、ShowNetで今回利用し たTLVに関しては問題なく接続できました
9. 課題が多かったのはBGP… draft-ietf-bess-srv6-services • BGP Prefix-SID TLVにてSIDの広告を行うが、Draft上変更 が非常に多い • もともと使っていたType-4 TLVはすでにdeprecated • ReferenceのRFCが5549から8950に変更 • SRv6 SID Structure Sub-Sub-TLV という新しいTLVが登場、これ 以前とのインオペが取れず • Structure Sub-Sub-TLVに対応していても解釈の違い • 結果として、全ベンダがHotstage中にVersion up • 無事にサービスの疎通を確認
10. SRv6 SID in ShowNet2021 • SRv6 SID Design: 2001:3e8:6:deviceID:function::/64 RP/0/RSP0/CPU0:asr9904.noc#show segment-routing srv6 sid Tue Apr 13 14:24:57.475 JST *** Locator: 'shownet' *** SID Behavior Context Owner State RW -------------------------- ---------------- ------------------------------ ------------------ ----- -- 2001:3e8:6:5:1:: End (PSP) 'default':1 sidmgr InUse Y 2001:3e8:6:5:11:: End.OP 'default' sidmgr InUse Y 2001:3e8:6:5:40:: End.DT4 'vrf-global' bgp-290 InUse Y 2001:3e8:6:5:41:: End.X (PSP) [Te0/1/0/0.212, Link-Local] isis-291 InUse Y 2001:3e8:6:5:42:: End.X (PSP) [Te0/1/0/1.218, Link-Local] isis-291 InUse Y 2001:3e8:6:5:43:: End.DT6 'vrf-global' bgp-290 InUse Y 2001:3e8:6:5:44:: End.X (PSP) [Hu0/0/0/3.208, Link-Local] isis-291 InUse Y 2001:3e8:6:5:45:: End.X (PSP) [Hu0/0/0/5.214, Link-Local] isis-291 InUse Y 2001:3e8:6:5:46:: End.DT6 'vrf-global-srv6' bgp-290 InUse Y 2001:3e8:6:5:47:: End.DT4 'vrf-private' bgp-290 InUse Y 2001:3e8:6:5:48:: End.DT4 'vrf-super-ocn' bgp-290 InUse Y 2001:3e8:6:5:49:: End.DT4 'vrf-cloud' bgp-290 InUse Y 2001:3e8:6:5:4a:: End.DT6 'vrf-private' bgp-290 InUse Y 2001:3e8:6:5:4b:: End.DT6 'vrf-super-ocn' bgp-290 InUse Y 2001:3e8:6:5:4c:: End.DT6 'vrf-private-srv6' bgp-290 InUse Y 2001:3e8:6:5:4d:: End.DT6 'vrf-super-ocn-srv6' bgp-290 InUse Y
11. まとめ • SR-MPLSはコントロールプレーンを含め、マルチベンダで相互 接続性を確保しながらデプロイ可能な段階に到達、FlexAlgoや EPEなどAdvanced featureの実装が進む • SRv6も多様な機器に実装されつつあるが、SR-MPLSに比べると コントロールプレーンは発展途上。今後のDraftの版数が更新さ れたり、ベンダーの実装が進むにつれて相互接続性が失われる 可能性もある。 • ShowNetでは、時代を先取りし、SR-MPLS / SRv6の両方で コントロールプレーンを含めたL3VPNをマルチベンダで実現 • 各種検証・実験のベースとして使用 • 会場ネットワークとして提供