SRv4:面向IPv4的段路由数据面协议设计及实现

针对SRv6技术报文头过长导致的承载效率低且无法在IPv4网络中部署的缺点,提出一种面向IPv4网络的段路由技术SRv4。设计了SRv4的报文头格式以及在IPv4网络中的报文封装格式;设计了SRv4的报文处理指令和报文转发流程;SRv4兼容IPv4协议和现有IPv4网络设备,可在IPv4网络中增量部署;与SRv6相比,SRv4的SID长度减小了75%,承载效率更高。利用XDP技术在Linux内核中开发了SRv4模块,以验证SRv4设计的可行性,利用服务器搭建网络环境对SRv4模块的功能、性能和稳定性进行测试。测试结果表明,SRv4模块段路由功能正常,可稳定运行。

面向内生安全交换机的段路由带内遥测方法

近年来,网络技术的发展日新月异,基础设备及其所提供的网络服务也日益复杂。传统的网络管理和监控手段面临严峻的挑战。国内外研究人员提出段路由(Segment Routing,SR)和带内网络遥测(In-band Network Telemetry,INT)等技术来进行实时性更高、更细粒度的网络测量。然而,在流量迅速增长的网络环境下,带内网络遥测技术在实际使用中仍然存在着灵活部署、动态部署、高效部署等诸多难题。首先,传统INT技术缺乏合适的载体,数据包的开销随遥测路径长度线性增加,从而导致遥测监控的性能瓶颈问题。针对传统带内网络遥测系统比特开销大、难以高效部署的问题,提出了基于SRv6(Segment Routing IPv6,SRv6)的带内网络遥测方法(SRv6_Based INT),通过研究减小INT和SR的开销,将两者无缝结合以实现轻量级的遥测。在本项工作中,通过设计INT的元数据,使其长度等于SRv6中的Segment字段,然后在每一跳中根据监控服务器下发的流表将SID修改成相应的INT元数据。该方法充分结合了两项技术的优点,并将开销控制在合理的范围,优于传统的带内网络遥测方法。

浅谈分段路由(SR)在SDN中的应用

软件定义网络(SDN)与分段路由(SR)结合功能强大,是一种能很好地满足新型业务和差异化需求的解决方案。分析了SDN与SR结合在当前形势下解决新型业务需求快速实现和部署的技术优势,提出了其可行的应用流程,并结合具体需求给出了几种典型的应用场景及方案,同时对其在未来的发展和应用进行了展望。

基于段路由的IPv6网络优化算法

随着互联网的发展,需要对IPv6网络进行性能提升,软件定义网络可以通过其特有的段路由架构对IPv6进行改进。将现有的IPv6网络直接升级为完整的SRv6网络是非常困难的。因此,提出一种基于部分部署的SRv6的网络优化算法。通过对分散的SRv6节点中的TE算法进行权重调整,将TE问题转化为深度强化学习问题,优化OSPF权重、SRv6节点部署和流量路径。实验结果表明,提出的优化算法,在不同数量的节点下,可以获得与完整SR网络相同的性能,有着满足实际需求,具有较好性能。

专用无线通信网络混合组网架构研究

针对窄带宽、弱连接和高动态的行业专用无线通信网络,通过使用一种软件定义网络集中控制与分布式路由控制共存的混合组网架构,解决传统分布式组网业务服务质量无法保障等问题。此外,针对软件定义网络架构的控制开销大、抗毁性差等问题,在混合组网架构基础上对转发面进行优化,提出了路由转发与基于段路由受控转发共存的转发模式,以节约控制开销、增强抗毁性。通过混合组网架构设计、控制器部署方式优化、南向接口轻量化、分布式组网扩展和转发面升级等方式,为集中控制与分布式路由控制在专用无线通信网络的综合应用提供了解决方案,以较低的控制复杂度大幅度提升专用无线通信网络的服务质量保障能力和转发效率。

基于容器技术的SRv6转发实验

随着网络技术的不断发展,IPv6(互联网协议第6版)及其扩展协议SRv6(基于IPv6的段路由)逐渐成为未来网络架构的重要组成部分。然而,目前学习和掌握SRv6转发技术主要依赖于厂商提供的路由器或模拟器,这些方法成本高且可能包含私有实现。文章面向典型运营商L3VPN(三层虚拟专用网络)专线场景,提出一种基于Linux平台和FRR(包含多种路由功能软件)套件的容器化实验方法.该方法利用Linux内核的SRv6特性,结合FRR路由套件,容器化技术,可以快速搭建一个低成本、易操作的SRv6转发验证环境。

基于段路由的单节点故障路由保护算法

针对已有的路由保护方案没有很好权衡路由保护算法的故障保护率和路径拉伸度之间的关系,该文提出了一种基于段路由（SR）体系结构的快速重路由算法IPFRRBSR。IPFRRBSR为每个源-目的对计算两条路径,其中一条是最短路径,另外一条是利用段标签构造的备份路径。当网络没有故障时利用最短路径转发报文,当网络出现故障时利用备份路径转发报文。最短路径和备份路径（除去源和目的）没有公共节点,因此二者几乎不会同时发生故障。实验结果表明：该算法不仅可以应对网络中任意的单节点故障情形,并且具有较小的路径拉伸度。

一种拥塞避免的SDN单链路故障恢复模型

软件定义网络(Software Defined Network,SDN)作为一种新型网络架构,通过分离数据平面与控制平面来简化网络管理逻辑,是下一代网络的研究热点。但是,由于频繁的链路故障等因素,SDN网络的可靠性成为公认的业界难题。当前已有的SDN链路故障恢复模型存在恢复时延过长、消耗过多流表项、忽视故障恢复后链路拥塞的问题。为了解决这些问题,提出了一种基于段路由(Segment Routing,SR)的单链路故障恢复模型(Loop Free Alternates-Congestion Aware,LFA-CA)。该模型包含了两个启发式算法BPF和BPU,分别用于在网络初始化时计算无环的备份路径,和在运行过程中更新拥塞避免的备份路径,实现了针对单链路故障的快速恢复和故障恢复后的拥塞避免。大量仿真实验证明了LFA-CA相比当前的SDN单链路故障恢复模型消耗了更少的转发规则,且具有更好的故障后负载均衡能力。

IP网络发展:从MPLS到SR

随着IP网络的不断发展,越来越多的人开始关注并选择在这个互联网时代通过各种渠道获取自己想要得到的信息资源。从2015年起,IP网络逐渐成为人们使用的主要媒介。以段路由(Segment Routing,SR)作为研究对象,分析了其发展现状及趋势。SR是一种基于节点转发的新型网络结构,它将传统的骨干网和接入层进行分离,使得每一个节点都可以独立完成数据传输任务。同时,为了提高传输效率、降低成本、减少对用户终端设备的依赖性,骨干网采用了扁平化设计,即将所有的设备都集中放置于同一个空间内,这样就能够有效避免设备之间相互影响,也便于管理维护。

基于5G技术的新型广电网络技术研究

5G技术可以推动新型广电网络技术发展,促使广电网络服务质量、效率得到提升。基于此,首先对5G技术进行了概述,并分析了其应用优势,后再依托于5G技术,对基于5G技术的相关新型广电网络技术进行了论述,最终提出了新型广电网络技术的应用要点。通过研究各种5G新型技术能帮助满足现代广电用户需求,并解决以往存在的问题,以期在5G新型技术帮助的支持下,实现广电网络服务质量、效率提升的目的。

浅谈“IPv6+”创新应用技术

为了应对5G和云时代对IP网络提出的智能超宽、智能联接、智能运维要求,依托于IPv6的“IPv6+”技术应用得到蓬勃发展。聚焦IPv6技术及其优势,根据不同应用场景和需求对“IPv6+”的基于IPv6的段路由(Segment Rounting over IPv6,SRv6)、网络切片、随流监测(In-situ Flow InformationTelemetry,IFIT)这3个重要创新技术的原理和实现方法进行了分析,并结合北京冬奥会专网的应用案例,对“IPv6+”技术在实际应用的先进性和成熟性进行了分析和总结,对未来的应用规划提供参考。

G-SRv6头压缩优化技术研究与应用

SRv6作为新一代IP网络核心技术,逐步成为5G和云时代的网络演进方向。如何解决头部开销过大、承载效率低、现网升级难的问题,使SRv6可实际商用部署,已经成为业界关注的焦点。基于这一技术难题,首先提出头压缩设计需求,包括:兼容标准SRv6头部封装,继承标准SRv6和IPv6优势,兼容当前网络地址规划,达成压缩效率与处理性能的有效平衡,与现有网络互联互通;其次,提出基于公共前缀拼接的G-SID头压缩方案,定义G-SID Container、COC Flavor、SI的关键技术能力,并提出压缩和非压缩网络混合部署的网络编排方式;最后,介绍G-SID方案在业界国际标准的进展,通过多厂商设备互通验证可行,并计划现网试点部署,推进SRv6全网快速落地。

大规模网络向IPv6单栈演进的技术方案

中国互联网全面进入了互联网协议第4版/互联网协议第6版(IPv4/IPv6)双栈运行阶段,未来如何向IPv6单栈网络演进是新的技术和产业挑战。结合中国的最新政策要求,在分析已有IPv6单栈过渡技术的基础上,提出了面向大规模网络的多域纯IPv6网络的总体框架、演进路线和相关方案,并给出发展IPv6单栈网络的策略建议。

面向云网融合的新型城域网架构关键问题研究

首先详细分析目前运营商城域内分业务独立建网的承载模式存在的问题。结合企业上云数字化转型对城域网提出低时延、快速响应、差异化承载、安全可靠性等诸多要求,从城域网的网络架构设计,新技术、新协议引入简化网络,业务自动化部署等方面进行详细的研究。提出运营商在城域内基于SRv6(基于IPv6转发平面的段路由)、EVPN(以太网虚拟专用网络)、FlexE(灵活以太网)等IPv6+新协议新技术构建满足固移融合、云网融合的新型城域网网络整体解决方案。

FAE:一种OpenFlow协议FlowMod消息的action扩展机制

SDN网络对数据转发平面的抽象是OpenFlow等南向接口协议制定的前提,目前标准OpenFlow协议假设数据平面每个流表项由确定的规则定义和对应的动作集合组成,每个配置数据平面的FlowMod消息会携带这些规则和动作集合。然而,随着SDN应用场景的不断发展,OpenFlow协议有限的预定义动作难以满足一些新的配置需求,例如集中控制的段路由管理配置和SDPA的配置等。为了提高当前SDN对动作定义的灵活性,解除其对动作的限制,首先提出了一种基于OpenFlow协议FlowMod消息的action扩展机制FAE,该机制具有满足用户自定义动作,且动作扩展灵活简单的特点,然后基于开源的Floodlight控制器和FAST交换机实现了FAE机制,实验表明,该机制在集中控制的段路由下,可以有效地支持其管理配置中的动作。

浅析下一代IP承载网技术

IP新业务、应用场景的不断涌现,对承载网络提出了新的要求。对下一代IP承载网的灵活以太网(FLexE)、FLexE交叉、段路由(SR)、软件定义网络(SDN)技术进行了介绍和分析,并对这些技术在铁路IP承载网的应用进行展望。

WSN中一种基于可控能耗的源位置隐私保护协议

现有无线传感器网络的源节点位置隐私保护协议采用随机游走的方法,导致能耗难以控制。针对这一问题,本文提出一种基于可控能耗的源位置隐私保护协议(CEP)。该协议以节点间物理距离为路由能耗的衡量标准,利用可控的路由能耗建立源节点到基站节点间3段路由转发源数据包。协议通过幻影路由、环带路由、信贷路由3个阶段增加路由路径的多样性,从而增加源节点位置隐私保护强度。理论分析和仿真实验表明,本文提出的基于可控能耗的源位置保护策略相比已有相关协议在提高源节点安全周期的同时,可较好地控制路由能耗,提高隐私保护协议的性能。

5G承载网的关键技术及其组网方案研究

全面探索和分析了5G业务主要需求。针对其超大带宽、超低时延、高灵活调度的特点,介绍了5G承载网的的光传送网、段路由及SDN等关键技术。基于5G承载网关键技术分层落地,从转发平面、协同管控、5G同步网3个方面提出了统一5G承载方案,以保障5G网络带宽同步性、可靠性等。

软件定义网络在民航通信网中的应用前景分析

软件定义网络作为一种新型的网络设计理念,越来越受到运营商和服务商的青睐。在互联网时代,民航系统的快速发展离不开通信网络的高效支持。文章简单介绍了软件定义网络技术和现有民航通信网络,并尝试探讨民航通信网引入软件定义网络技术的应用前景。

面向云网一体的新型城域云网部署研究

分析了当前传统城域网络面临的挑战以及云网融合发展趋势,介绍了新型城域网络架构,针对新型城域网现网部署中存在的问题进行讨论,提出了城域云网演进方向以及网络部署方案。