PRP技术交流

大纲 术介绍 术介绍 实例介绍 本期工程组网 大纲 术介绍 术介绍 本期工程组网 外环为 环为 外环和内环都传送数据包和控制包 ， 内环的控制包携带外环数据包的控制信息 ， 反之亦然 。 1） 节点数据操作 x x 下环 上环 将其它接口转发过来的报文插入 将途径本节点的报文简单转发到下一个节点 。 接收从环上来的数据报 ，送 3处理 。 将报文从环上剥离 。 单播报文接收：同时执行 多播报文接收：同时执行 对所有包执行 x x 2） 高效带宽利用 目的地址剥离： 单播报文在目的点被剥离 空间复用机制： 非重叠复用和重叠复用两种 带宽自动分配： 无冗余带宽： 外环和内环互为备份 ， 故障自愈无需类似 0%冗余带宽 。 广播和多播的支持： 环上仅有一个拷贝 ， 中间节点接收的同时传递到下一个节点 ， 有源节点负责剥离 。 二层快速转发： 二层转发有硬件直接完成 ， 无需送入 3处理 ， 增加了吞吐量 。 3） 高效带宽利用 空间复用机制 A E D C B 非重叠复用 独占最大带宽 A E D C B 重叠复用 共享最大带宽 共享 4） 故障自愈单点故障 、 高低优先级故障共存 C 5） 故障自愈多点 环被分割， 6） 拓朴发现正常情况 A E D C B A A, o A A, o , o A A, o , o , o A A, o , o , o , o A A, o , o , o , o , o 取拓朴信息 拓朴包被剥离 7） 拓朴发现 A E D C B A A, o A A, o , A A, o , , A A, o , , , o A A, o , , , o , o 取拓朴信息 拓朴包被剥离 8） 即插即用节点删除 说明： 将 A、 环将在 A、 ， 业务不间断 。 将 A、 两处环回将消除 ， 环恢复双环结构 ， 环上节点的拓朴信息中不再有 A E D C B A E D C B 9） 即插即用节点加入 A E D C B A E D C B 说明： 准备好需加入节点 B， 启动正常 ， 将 A、 环将在 A、 业务不间断 。 将 两处环回将消除 ， 环恢复双环结构 ， 环上节点的拓朴信息中有 可以看到 的业务经由 10） 多播和广播支持 A E D C B 说明： 对于多播报文 ， 环上节点快速执行转发 ， 有硬件完成 ， 并同时接收一份 ， 送 3处理 。 当该报文回到源节点时 ， 执行源地址剥离 。 报文被剥离 报文直接被转发 同时送 11） 公平算法 明： D、 00， 在 无拥塞 。 E D C B 其它节点 700M E D C B 其它节点 700M 700M 12） 公平算法 明： 00 仍然可以无阻塞转发 。但是在 00时 ， 4*700依据公平算法 00M，然后向上游节点 C 通过 递拥塞信息 E D C B 其它节点 700M 700M 700M E D C B 其它节点 400M 700M 700M 700M 拥塞 13） 625M 550M 公平算法 明： 节点的拥塞信息后 ， 立即降低下发的流量 ， 随着 依据公平算法， 节点下发的流量变为 550M，然后继续向上游节点 依次持续，最后各节点均发送 625M，公平享有带宽 。 E D C B 其它节点 625M 拥塞解除 E D C B 其它节点 550M 700M 700M 拥塞 625M 625M 拥塞 14） 队列调度 、 说明： 取 调度顺序为 x、 x、 x，其中 L 取 度顺序为 s、 x、 x、 x、 s ，其中 s、 L P 15） 其它特性 支持 宽支持平滑扩展， 155M 10G，甚至 40G； N问题； 持所有 网合并，相互透明，共享环网物理链路和环网带宽； 提供完善的操作和维护平台，真正做到可运营可管理。 16） 带宽高利用率和 空间复用、 2队列调度 节点处理的高效率 ：对于非本节点数据仅硬件完成 需 吐量高。 保护机制和环网弹性 ：提供 50需 50%冗余带宽。 服务提供简单化 ：完全分布式存取控制 ， 带宽由公平算法动态分配 ， 拓朴自动发现 ， 用 节点 可升级易维护性 ：支持节点即插即用 ， 可支持 2 32节点 ，增加删除节点不影响现有业务 。 17） 大纲 术介绍 术介绍 本期工程组网 1） 概述 通过 合链路状态信息的快速通告、指数退避定时器等技术来实现整个网络的路由快速收敛。 在路由计算方面，主要的思想就是“增量计算”（即，只计算变化的部分，而不是全部计算）。 2） 系统由计算在一台路由器上，路由系统中的路由收敛过程大致可以分解为以下几个步骤： （ 1） （ 2） 进行路由计算； （ 3） （ 4）路由管理平面将变化的路由下刷到 导转发。 3） 若要使得路由收敛的速度加快，就需要针对上述几个关键过程进行优化。 送，以及路由计算过程的优化。其中路由计算的优化是重点。 目前的主流 用经典的 绝大多数情况下，当链路状态信息（对应于生变化时，整个网络拓扑以及路由需要全部重新计算。 4） 在路由计算方面，主要的思想就是“增量计算”（即，只计算变化的部分，而不是全部计算）。 下图所示）：一个部分是网络的顶点（对应于网络中的路由器、共享网段）和边（路由器以及共享网段之间的链路）组成的网络拓扑；另一个部分是挂在顶点上的叶子（网段路由、主机路由）。进行路由计算的路由器称为“根（ ；路由计算的第一步就是根据拓扑计算出以二步就是根据最短路径树计算各个顶点上的叶子（路由）。 节点点在最短路径树上的边不在最短路径树上的边叶子（路由）5） 针对网络拓扑中的最短路径树的增量计算称为 而针对叶子（路由）的增量计算则称为 “增量计算”能够极大地提高单路由器的计算性能，降低 另一方面，普通的路由计算定时器一般在 10秒时间间隔，也阻碍了路由计算的快速进行，因此定时器的优化也成为要点。采用指数退避的形式来控制定时器的超时时间间隔从短间隔逐步增加到长间隔，可以有效的加快路由的计算速度，同时避免了短时间内进行多次的路由计算。本文以下将这种定时器称为“智能定时器”。 在只有少量信息变化的情况下，如果要求整个网络的快速收敛，不仅要求单路由器的快速计算，同时还需要变化的路由信息能够快速的传播到整个网络中，采用“链路状态信息快速通告”的技术可以实现这一需求。 6） 在 络是由顶点（路由器以及共享网段）以及边（路由器之间以及与共享网段之间的链接）构成，最终形成一棵以计算路由器为根的最短路径树；而路由则是附着在树的顶点上的叶子。 些信息并不能直接反映出拓扑的情况以及路由与拓扑的关系，因此 计算出路由。但是， 样当有信息发生变化时， 只负责计算出最短路径树。通过重新组织链路信息， ”状数据库；而计算出的最短路径树则保存在这个“图”中。当链路状态信息发生变化， 而只计算那些受到了影响的部分，而不是全部网络拓扑。 7） 任何一条路由都是网络节点上的“一片树叶”，在 个比喻很形象，同时也反映出了路由与网络节点之间的关系：从根节点看，只要到网络节点的最短路径确定了，那么到节点发布的路由的最短路径也就确定了。因此， 有路由信息改变， 子）发生了变化，之后直接进行路由的选择与更新（基于现有的 由于 由信息与网络节点（发布路由器）之间的关系并不直接，不同发布者发布的相同路由直接也没有直接的联系，因此 下图所示： 248） 一方面以“路由”为基点，将所有发布了这条路由的因素组织在一起，这样在计算路由时可以很直观的在所有因素中选择最佳路由；另一方面以“发布者”为基点，将这个发布者发布的所有路由都集结在一起，这样当 个节点发布的所有路由都会被直接的更新。 特别的，对于 种数据库的组织方式还可以方便的实现三类以及第四类）更新过程，而不用重新进行整个区域的计算。详细的 及 8） 智能定时器 为了能够快速响应网络信息的变化，同时由不会过于频繁的进行路由计算，采用了“智能定时器”的技术。所谓“智能定时器”，是指能够根据预先配置的参数，依照指数退避的规律动态的改变时间间隔的定时器。 智能定时器有三个可配置的参数：初始时间间隔、递增时间间隔、最大时间间隔。定时器最初的时间间隔就是“初始时间间隔”，第二次的时间间隔则是“递增时间间隔”，之后每次的时间间隔都会是前一次的 2倍，即“递增时间间隔” 2n，直到到达“最大时间间隔”为止。 通常情况下，“初始时间间隔”可以配置为 10毫秒左右（或者小于 10毫秒），可以快速响应突然的变化；“递增时间间隔”则可以设置在几十毫秒或者 1秒的级别；“最大时间间隔”可以设置在 5秒或者 10秒的级别。 9） 典型应用 在 始时间间隔”配置为 1毫秒；当网络中只有简单路由的变化时， 量切换速度）可以控制在 10毫秒的量级；而对于某处的网络拓扑变化， 别的，当这种变化发生在“简单网络”中时， 杂网络”所对应的巨大量的网络信息。 通常情况下，网络拓扑规模越大、结构越复杂，快速收敛技术带来的效果越明显（收敛时间可以提高 1 3个量级），而这种快速收敛的效果具有不确定性。在相同的组网状况下，对于同一台路由器而言，不同位置的网络变化所引起的路由收敛时间会不同，而相同位置的网络变化所引起的不同路由器上的收敛时间也会不同。 在考虑路由收敛时间时，不能仅仅考虑 如前面所述，路由收敛时间还要包括 路由管理平面 常情况下，这个时间与发生变化的路由的数量有关，数量越大，收敛时间越长。 复杂网络简单网络 术介绍 术介绍 本期工程组网 1） 对相邻转发引擎之间的通道提供轻负荷、持续时间短的检测。这些故障包括接口，数据链路以至转发引擎本身。 提供一个单一的机制来对任何媒介、任何协议层进行实时地检测，并且检测的时间与开销范围比较宽。 协议概述 议，和路由协议的邻居检测部分相似。 一对系统在它们之间所建立会话的通道上周期性的发送检测报文，如果某个系统在足够长的时间内未收到对端的检测报文，则认为在这条到相邻系统的双向通道的某个部分发生了故障。 和 ，并且两个版本不能互相兼容 2） 在转发与控制分离的情况下， 关心具体的链路封装。 建立或者拆除一个 证两个系统都能知道状态的改变。 与相邻系统达成一致，这些估计可以实时地修改。 终提供一个信号给它的客户，表示 3） 异步检测模式 系统之间相互周期性地发送 果某个系统在检测时间内没有收到对端发来的 宣布会话为 查询检测模式 这种模式假定每个系统都有一个独立的方法确认它连接到其他系统。 一旦 统停止发送 非某个系统需要显式地验证连接性。在需要显式验证连接性的情况下，系统发送一个短系列的 后，协议再次保持沉默。 两种模式的区别 本质区别在于检测的位置不同，异步模式下本端按一定的发送周期发送 远端检测本端系统发送的 在查询模式下检测本端发送的4） 测功能： 可以与异步或者查询模式结合起来使用 本地发送一系列 端系统通过它的转发通道将它们环回回来。如果本地系统连续几个回声报文都没有接收到，会话就被宣布为 对比异步、查询、回声 异步模式：得到一个特定的检测时间，纯异步模式只需要回声功能一半的包。在支持回声功能的情况下，也采用纯异步模式。 对比异步、查询、回声 回声功能：真正地验证远端系统的转发通道，允许更精确的检测时间，可以潜在地检测其它方法所不能检测到的一些故障。 回声功能可以单独地在每个方向使能。 查询模式：在某些情况下是比较有用的，比如系统建立了大量的 周期性的发送 外，当回声功能对称使用的时候，查询模式也比较有用。 查询模式的缺点：检测时间本质上是由系统实现的直观推测驱动的，它对通道来回行程时间比期望的检测时间长，则查询模式也是不可用的。 5） 6） 的建立 应用来决定是否需要 分离与鉴别域 由于在两个系统之间可能运行多个 要一种机制来将接收到的 系统通过为每个会话选择一个唯一的鉴别值来区分不同的会话 允许一个系统在会话期间改变它的鉴别值，而不影响会话的状态，因为本系统仅仅利用鉴别值对 7） 的建立 分离与鉴别域 0） 第一个 ，依据 要其它的方法： 对于 1 第一个报文的分离依据接收报文的接口，同时收到报文 55 对于 方法 1：限制配置在单一 地址，目的地址）对唯一。在 8） 的建立 方法 2：在会话建立之前先用带外的方式得到对端的 方法 3：使用两条单向链路，初始化报文的分离类似 1其中的一条单向链路来说，会话在建立前一个为主动方、一个被动方，被动方根据接收报文的接口来分离 0的 分离与鉴别域 面的 9） 会话建立过程是一个三次握手的过程，在此过程中同时协商好相应的参数，以后的状态变化就是根据缺陷的检测结果来进行，并做相应的处理。其状态机迁移如下：。 o w n ,t o w nd o w nt s e i n p ac k t s e i n p ac k n : n s e i n p ac k Up s t s n s r : r de ti ti m pi r 10） 会话连接建立过程状态机迁移： d o w nP a c k e t t ra ns mi td o w I I d o w n = = o w n = = :P oi nt c ha ng i s e( i n s en di pa c k P oi nt c ha ng i s e( Lo c X X = Y Y :au l t o f c ha ng i e (B D : N s e i n p ac k D I N I T : s e i n p ac k D U P : s e i n p ac k 11） 发送周期： 接收的 考虑到链路的抖动，一般实际的发送周期在 100%之间 检测时间： 异步模式 在异步模式下，检测的位置是在对端， 检测时间 = 接收的远端 收到的 查询模式 在查询模式下，检测的位置在本端， 检测时间 = 收到的 12） 且不影响会话的当前状态 可以动态改变的参数有： 能去使能 能去使能查询功能、使能去使能认证等。 对于 地实际的发送间隔不能改变直到接收一个 的 是为了保证远端系统在本地发送间隔增加时更新了它的检测时间； 对于 端计算的检测时间必须不能改变，直到接收到一个 的 是为了保证在减少检测时间之前，远端系统已经按照较高的速率发送 13） 异步模式增加发送间隔 A B 2 5 7 9 11 包间隔 L 原发包间隔 L 增加间隔 14） 异步模式下减少收包间隔 A B T 1 4 6 减少之前发包间隔； 减少之后发包间隔； 大纲 术介绍 术介绍 本期工程组网 E 技术（ 1） E 快速重路由技术是一项实现网络局部保护的技术，在应用了某处出现链路或节点失效时，配置有快速重路由保护的 为了保证 络的可靠性， 速重路由（ 术扮演了重要角色。这种技术借助 量工程（ 能力，为 供快速保护倒换能力。 护 会受链路 /节点故障的影响，当故障发生时，检测到链路 /节点故障的设备就可以快速将业务从故障链路切换到备份路径上，从而减少数据丢失。 快速响应、及时切换是 速重路由的特点，它可以保证业务数据的平滑过渡，不会导致业务中断；同时， 头节点会尝试寻找新的路径来重新建立 将数据切换到新路径上，在新的 立成功之前，业务数据会一直通过保护路径转发。 E 技术（ 2） E 及其四个构件 传统的路由器选择最短的路径作为路由，不考虑带宽等因素，这样，即使某条路径发生拥塞，也不会将流量切换到其他的路径上。在网络流量比较小的情况下，这种问题不是很严重，但是随着 应用越来越广泛，传统的最短路径优先的路由的问题暴露无遗。 E 是一种将流量工程技术与 种叠加模型相结合的技术。通过 E，可以建立指定路径的 道，进行资源预留，并且可以进行定时优化，在资源紧张的情况下，可以根据优先级和抢占参数的情况，抢占低优先级的 道的带宽资源等等；同时，还可以通过备份路径和快速重路由技术，在链路或节点失败的情况下，提供保护。 E 技术（ 3） E 的实现需要四个部分： 网络信息的搜集，现在通过 E 来实现； 路径的计算，现在通过 实现； 建立 信令，现在采用 E 协议； 发。 链路状态数据库流量工程数据库I G P 路由选择 L S P 路径选择I S - I S / O S P F 路由信令协议模块报文转发模块L S P 建立信息扩散报文进入L S P 建立信息扩散报文离开E 技术（ 4） 报文转发组件 ： 过标签沿着某条预先建立好的 于 而可以避免 信息发布组件 ：除了网络的拓扑信息外，流量工程还需要知道网络的负载信息。为此，引入信息发布组件，通过对现有的 如在者在 发布链路状态信息，包括最大链路带宽、最大可预留带宽、当前预留带宽、链路颜色等。 通过 每个路由器上，维护网络的链路属性和拓扑属性，形成流量工程数据库 用 以计算出满足各种约束的路径。 E 技术（ 5） 路径选择组件： 在每个入口路由器上指定 种显式路由可以是严格的，也可以是松散的。可以指定必须经过某个路由器，或者不经过某个路由器，可以逐跳指定，也可以指定部分跳。此外，还可以指定带宽等约束条件。 路径选择组件通过 用 首先在当前拓扑结构中删除不满足条件的节点和链路，然后再通过 信令组件 ：信令组件用来预留资源，建立 两种信令都可以支持 式路由、资源信息携带等功能。 以 了能够建立 持发起标签请求；在 样就可以建立 1） 发现失败的节点进行保护，这样可以允许流量继续从保护链路或者节点的隧道中通过以使得数据传输不至