Современные сети требуют гибких, масштабируемых и высокоэффективных методов маршрутизации, особенно при организации услуг VPN уровня 3 (L3VPN). Одним из инновационных подходов в данном направлении является Segment Routing (SR), который в сочетании с IPv6 расширяется до SRv6, обеспечивая мощный механизм для управления путями передачи данных и реализации сложных схем маршрутизации. Решение от Nokia — Service Router OS (SROS), в связке с инструментом Containerlab, предоставляет удобную платформу для практической демонстрации возможностей SRv6 в условиях рабочего лабораторного окружения, что особенно интересно для специалистов, желающих глубже понять и протестировать современные сетевые технологии без необходимости физического оборудования. Containerlab — это инструмент для создания и управления сетевыми топологиями на базе контейнеров, что позволяет воспроизводить сложные сетевые сценарии с минимальными затратами и высокой гибкостью как в обучающих, так и в тестовых целях. Демонстрация SRv6 L3VPN с Service Router OS на платформе Containerlab представляет собой наглядный пример организации сегментированной маршрутизации транспортного трафика с инкапсуляцией IPv4 в IPv6, что обеспечивает улучшенную масштабируемость и расширенные возможности по трафик-инжинирингу.
В этой среде создается виртуальная сеть, состоящая из нескольких маршрутизаторов (в частности, R1 и R6), связь между которыми осуществляется по протоколу IS-IS с использованием расширенного функционала Flexible Algorithm (Flex-Algo 128). Это позволяет учитывать такие параметры, как задержка канала передачи, для выбора оптимального маршрута, что является ключевой задачей при построении сервисов с гарантиями качества обслуживания. Все интерфейсы маршрутизаторов в лаборатории настроены на использование IPv6 в качестве транспортного протокола, что важно для корректной работы SRv6, поскольку именно в IPv6 пакетах реализуются Segment Routing Headers (SRH) с 128-битными идентификаторами сегментов (SIDs). Такой подход позволяет не только реализовывать традиционную кратчайшую маршрутизацию по алгоритмам IGP, но и создавать пути с учетом специфических метрик, например, времена задержек, задавая необходимые задержки на отдельных звеньях виртуальной сети. Особое внимание в демонстрации уделено тому, как на практике измеряются и передаются в протокол IS-IS значения задержек между узлами.
Часть каналов имеют статически заданные задержки, а для некоторых, например, канала между R2 и R4, используется динамическое измерение с помощью технологии STAMP (Simple Two-Way Active Measurement Protocol) через инициирование специализированных тестовых проб. Эти метрики затем распространяются в базу данных IS-IS, что позволяет маршрутизаторам принимать решения не только на основе стандартных метрик, но и с учетом актуальной характеристики задержки. Это играет важную роль при включении Flexible Algorithm 128 в конфигурацию IS-IS, что позволяет использовать метрику задержки для расчетов кратчайшего пути. Именно такой подход позволяет гибко и эффективно прокладывать трафик между исходным и целевым маршрутизатором (например, от R1 к R6) с учетом реальных сетевых условий, а не только простого подсчета количества переходов или пропускной способности. Благодаря тому, что Containerlab разворачивает полноценные экземпляры Service Router OS в контейнерах, можно не только конфигурировать маршрутизаторы с помощью их родных инструментов, но и проводить диагностику, наблюдать маршруты, туннели SRv6, биение сердца протокола IS-IS и мониторить качество каналов.
Команды, которые отображают базы данных маршрутизаторов, таблицы маршрутизации, состояние туннелей, задержки и даже статистику портов, позволяют получить полное представление о работе всей сети и своевременно корректировать конфигурацию при необходимости. Важным этапом демонстрации является управление виртуальными мостами и эмуляция задержек на физических интерфейсах контейнеров. С использованием команд для создания Ethernet-мостов (brctl) и инструментов эмуляции сетевых условий (tc netem), задаются задержки, способные влиять на работу Flexible Algorithm и, как следствие, на выбор оптимального маршрута. Эта имитация позволяет имитировать реальные сетевые ситуации, при которых задержка на одном из каналов сети выше, и наблюдать, как SRv6 адаптируется, меняя путь передачи. Также стоит выделить, что данный подход позволяет инкапсулировать IPv4 трафик в IPv6 с использованием механизмов SRv6, что обеспечивает совместимость устаревших протоколов при переходе к современным архитектурам сети.
Таким образом, демонстрация наглядно показывает, как можно создать L3VPN сервис, который использует возможности сегментированной маршрутизации для достижения повышенной эффективности и гибкости. Практическое применение данных технологий особенно актуально в крупных корпоративных сетях, дата-центрах и в сетях операторов связи, где требуется оптимизация маршрутизации с учетом различных критериев качества передачи. Важной деталью для успешного запуска и работы лабораторной среды является соблюдение определенных требований по версиям и лицензированию. Для использования Service Router OS из VR Network Lab необходима лицензия, а также корректные образы контейнеров, которые можно загрузить и использовать с Containerlab версии 0.25.
1. Благодаря такому подходу можно быстро развернуть рабочую среду без необходимости инвестировать в дорогое оборудование, при этом полностью сохраняя функциональные возможности настоящих маршрутизаторов Nokia. При настройке лабораторной среды внимание уделяется не только конфигурации маршрутизаторов, но и самому процессу развертывания и подготовки контейнеров, запуску скриптов для конфигураций узлов-источника и узлов назначения. Тестирование осуществляется с помощью стандартных инструментов вроде ping и traceroute, передавая трафик с одного интерфейса на другой и проверяя, что он проходит через ожидаемый маршрут с использованием SRv6 туннелирования. Анализирование выводов трассировки помогает оценить реальный маршрут и сопоставить с ожидаемым, подтверждая работу алгоритмов и правильное применение метрик ссылки для принятия решения маршрутизации.
При внесении изменений в эмуляцию задержек, например, с помощью утилиты tc netem, наблюдаются изменения в поведении и маршрутах, что доказывает, что алгоритмы Flexible Algorithm 128 действительно учитывают задержку в построении тоннеля SRv6. Такой динамический подход к маршрутизации — важное преимущество Segment Routing, а особенно его версии SRv6, лежащей в основе развития сетей нового поколения. В качестве дополнительного инструмента для тестирования рассматривается генерация большого размера пакетов с командой ping с заданным размером, что усложняет обработку и увеличивает требования к сети. Таким образом можно проверить устойчивость и качество передачи трафика, а также оценить влияние механизма сегментированной маршрутизации на производительность. Мониторинг портов в Service Router OS показывает статистику передачи пакетов, уровень ошибок и загрузку линий связи, что дает дополнительное понимание происходящих процессов и позволяет своевременно выявлять возможные проблемы в маршрутизации или состоянии физического канала.
В совокупности, демонстрация SRv6 L3VPN через Containerlab с использованием Service Router OS является наглядным примером, показывающим, как современные сетевые технологии делают маршрутизацию более интеллектуальной и адаптивной. Использование гибких алгоритмов как Flexible Algorithm 128, позволяющих учитывать параметры задержки, обеспечивает оптимальное качество передачи для приложений с различными требованиями к сети. Такая технология открывает дверь к построению сетей с поддержкой программно-определяемого управления (SDN), гибких сервисов и эффективной поддержки мультимедийного и корпоративного трафика. В будущем системы на базе SRv6, подобно предлагаемым в Nokia Service Router OS, смогут стать основой для крупных операторских инфраструктур и продвинутых корпоративных сетей с динамическим управлением трафиком и оптимизацией ресурсов. Containerlab при этом представляет удобный и доступный инструмент для инженеров и исследователей, желающих глубже изучить возможности данных технологий в гибком, имитируемом окружении.
Таким образом, изучение и практика с данной демонстрацией расширяют горизонты понимания современных возможностей маршрутизации и сетевого инжиниринга, способствуя развитию необходимых компетенций в быстро меняющемся мире IT и телекоммуникаций.
