概述
本文主要介紹SRv6 OAM和資料平面Telemetry關鍵技術(隨路網路測量)
OAM:基于已有的IPv6 OAM機制進行簡單擴展,實作故障管理和性能測量
隨路網路測量:基于IFIT(In-situ Flow Information Telemetry)框架實作,不引入額外的測量報文,提升了檢測的準確度;支持多種隨路網路測量技術的資料平面封裝,可大規模部署在IP網路中
第一部分:OAM
參照我的博客:
《SRv6網路編程》SRv6 OAM與隨路網路測量(1/2:OAM)
第二部分:隨路網路測量
2.1. 隨路網路測量概述
網路Telemetry可分為管理平面,控制平面和資料平面的Telemetry,隨路網路測量時資料平面的Telemetry所使用的一種關鍵技術
區別于主動的性能測量方法,隨路網路測量并不會發送主動探測報文,而是在用戶報文中攜帶OAM的指令
隨路網路測量是一種混合測量方法
隨路網路測量的優點:
- 測量的是真實的用戶流量
- 可實作逐報文的監控
- 可以獲得更多的資料平面資訊
- 可獲得報文在網路轉發中所經過的路徑,包括設備和出入介面
- 報文在每一個網路設備的轉發程序中命中的規則
- 報文在每一個網路設備中快取所消耗的時間(納秒級)
- 報文在排隊程序中和哪些其他的流同時競爭佇列
2.2. 隨路網路測量模式
業界隨路網路測量的技術方案包括:IOAM,PBT(Postcard-Based Telemetry)和EAM(Enhanced Alternate Marking, 增強交替染色)
隨路網路測量分為兩種模式:passport和postcard模式

兩種模式下,測量域的入節點會為被測量報文添加一個TIH(Telemetry Information Header),區別在于每經過一臺設備時對采集資料的處理
Passport模式:
就好像一個周游世界的游客,每到一個國家就在護照上蓋一個出入境的戳
Postcard模式:
就好比游客到了一個景點,就一張明信片回家
兩者的優劣對比:

2.3. IFIT的架構與功能
隨路網路測量在網路部署中存在的諸多挑戰:
- 只能監控有限規模的流物件
- 可能影響正常的轉發性能
- 海量的資料接收,存盤和分析將給服務器造成極大的沖擊
- 需要一種方式,能夠實作靈活可擴展的資料定義,并將所需的資料交付給資料分析的應用
IFIT架構
IFIT應用給網路設備下發監控和測量任務,包括但不限于指定測量的流物件和收集的資料,并且選擇隨路網路測量的資料平面封裝

IFIT功能
- 智能選流:對一部分流進行識別和重點監控
- 高效資料上送:采用二進制編碼;僅上送新發現的流路徑或者發生變更的流路徑,從而減少資料傳輸量
- 動態網路探針:按需加載網路測量功能,從而利用有限的資源滿足多張業務需求
2.4. IFIT的封裝模式
一致模式:將IFIT指令頭封裝在隧道外,使報文在途徑的每一個節點都被相同地處理
管道模式:將IFIT指令頭封裝在隧道內,無論隧道由多少中間節點,IFIT都將隧道當成一跳來處理
2.5. SRv6支持的IFIT功能
Passport模式
IOAM支持Passport和Postcard兩種模式,本節先來介紹Passport模式
IOAM定義的Trace Option(跟蹤模式)實作了一種Passport模式的隨路
Trace Option的指令格式如圖:

Trace Option中每個欄位的含義:

著重關注其中的IOAM-Trace-Type欄位:
報文每經過一個IOAM域的節點時都會根據IOAM-Trace-Type收集相應型別的資料并依次添加在IOAM指令頭后面
Postcard模式
EAM
EAM屬于Postcard模式的隨路網路測量
EAM指令格式:

EAM各欄位的含義:

L位元通過周期性的交替設定為0或1的形式(交替染色),以Postcard模式逐跳上送FlowMonID,周期號,周期內的計數值上送到分析器,得到丟包術和丟包位置等資訊
D位元位會為需要檢測的資料包置位為1,并對其打上時間戳,用以計算出標記報文的單向時延
IOAM
IOAM支持PBT-I(Postcard-Based Telemetry with Instruction Header)
IOAM新增了一種IOAMDEX(Directly EXport)的選項實作了PBT-I,指令頭格式如圖:

對比IOAM Passport模式中的Trace Option,該報文中新增加了如下表的兩個欄位:

SRv6 IFIT封裝
封裝方式主要分為兩種:
- 封裝在IPv6的逐跳選項擴展報文頭中
- 封裝在SRH的Optional TLV中

封裝在IPv6的逐跳選項擴展報文頭中:


這種封裝方式中的IFIT指令會被所有IPv6轉發節點蘇處理
在SR-BE或者松散SR-TE場景下,可以讓運維人員知道報文是如何逐跳轉發的
封裝在SRH的Optional TLV中:


這種封裝方式的IFIT指令只會有指定的Endpoint節點處理
在SRv6 TE嚴格路徑的場景下,該封裝效果等同于IFIT在逐跳選項擴展報文頭中的封裝
總結
與傳統OAM相比較,隨路網路測量是很有前景的資料平面Telemetry技術
SRv6的資料面可編程特性也極大地促進了隨路網路測量技術的發展和應用
IFIT框架支持多種隨路網路測量技術的資料平面封裝,可以結合控制器,提供智能選流,高效資料上送和動態探針等多種功能
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