一种基于SRv6的随路网络测量方法技术

本发明专利技术涉及一种基于SRv6的随路网络测量方法，解决基于SRv6的随路网路测量方法的封装模式会增加节点的处理时间并降低节点处理效率的问题。设计新的OAM‑I SID，适用于普通SRv6及SRv6L3VPN网络场景下的随路网络测量。设计新的SID附加行为USD+和USP+，当SRH中的Segment Left为1且Flags第2比特位为1时，上传采集数据并移除外层IPv6头部及所有扩展头部。设计新的上传采集数据报文格式，报文包括OAM‑I SID及采集数据。采用随路网络测量Postcard模式，将随路网络测量中的指令头封装于SRH的Segment List[0]中，提高了节点的处理效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于SRv6的随路网络测量方法
本专利技术属于网络
，特别涉及一种基于SRv6的随路网络测量方法。
技术介绍
互联网新业务的蓬勃发展、新需求的不断涌现，5G、云、泛在智联时代的到来，给网络信息技术的创新变革以及信息基础设施的升级带来了新的挑战。作为全球互联网发展基石的国际互联协议(InternetProtocol，IP)网络不断用技术创新和持续演进来应对挑战。分段路由(SegmentRouting，SR)是一种源路由技术,由源节点来为应用报文指定路径，并将路径转换成一个有序的分段列表(SegmentList)封装到报文头中，路径的中间节点只需要根据报文头中指定的路径进行转发。这样的分段被称为“Segment”,并通过SID(SegmentIdentifier，段标识符)来标识。目前SegmentRouting支持多协议标签交换(Multi-ProtocolLabelSwitching，MPLS)和互联网协议第6版(InternetProtocolVersion6，IPv6)两种数据平面，基于IPV6数据平面的SegmentRouting被称为SRv6，其SID为128比特的二进制数值，通常也称为SRv6SID，通过一个SID可以定义任何的网络功能，如END,END.X,END.DT4，国际互联网工程任务组(TheInternetEngineeringTaskForce，IETF)已经定义了多种网络功能指令，可以实现灵活的网络编程。为了实现SRv6转发，定义了新的SRv6扩展头部，被称为SegmentRoutingHeader(SRH)，用于进行Segment的编程组合形成SRv6路径。在SRv6网络中存在多种类型的节点角色，基本可以分为三类：SRv6源节点，中转节点，Endpoint节点，其中源节点用于将数据包引导到SRv6SegmentList中；中转节点是在SRv6报文转发路径上不参与SRv6处理的IPv6节点；Endpoint节点是指在SRv6报文转发过程中，节点接受的报文的IPv6目的地址是本地配置的SID。由这些SRv6网络节点构成的网络区域称为SRv6域。网络遥测(Telemetry)技术是一种自动化的网络测量和数据采集技术，它可以在远端收集网络节点的数据，为网络分析提供实时，可靠，丰富的数据来源。随路网络测量是网络遥测技术的其中一种，它是数据平面遥测所使用的的关键技术，可以提供基于包的信息，基于收集数据的处理方式不同，分为两种基本模式，即Passport和Postcard模式，对于Passport模式，入节点需要为被测量报文添加一个指令头，中间节点根据指令，逐跳收集沿途数据，并将数据记录在报文里，在出节点上送收集的沿途数据，并剥离指令头和数据，还原数据报文。Postcard模式区别于Passport模式，每个节点在收到包含指令头的数据报文时，不会将采集数据记录在报文里，而是直接将采集数据上送。现阶段基于SRv6的随路网路测量方法将指令头封装在IPv6逐跳选项扩展报文中或封装在SRH可选的类型长度值(TypeLengthValue,TLV)中。封装在IPv6逐跳选项扩展报文中的指令可以被所有的IPv6节点处理，在松散路径的场景下，转发路径并不固定，使用这种封装方式可以知道报文经过的每一个节点，在网络出现故障时方便对问题进行定位。封装在SRH中的指令只会由具有SRv6处理能力的节点处理，通过这种方式，可以在指定的节点上运行随路网络测量，从而兼容传统网络，在严格路径场景下，该封装效果等同于在IPv6逐跳选项扩展报文头中的封装。目前基于SRv6的随路网路测量方法的封装模式会增加节点的处理时间并降低节点的处理效率。当指令头封装在IPv6逐跳选项扩展报文中，节点需要解析IPv6逐跳扩展选项扩展和SRH；当指令头封装在SRH的TLV中，因为TLV封装在SegmentList之后，所以节点需要解析完整的SegmentList后，才能解析TLV的值。
技术实现思路
本专利技术用于解决目前基于SRv6的随路网路测量方法的封装模式会增加节点的处理时间并降低节点处理效率的问题，具体将指令头当做SRv6SID直接封装在SRH的SegmentList中，同时采用Postcard模式，节点不需要对每一个数据包进行插入数据，重新计算校验和等操作，且采集数据的长度也不再受限于报文的长度。本专利技术提出了基于SRv6的随路网络测量方法。采用随路网络测量Postcard模式，将随路网络测量中的指令头封装于SRH的SegmentList[0]中，提高了节点的处理效率。本专利技术设计了新的OAM-ISID，SID包含PathID,VPNID,FlowID,SequenceNumber等字段，其中PathID用于唯一标识路径，VPNID用于唯一标识VPN实例，FlowID用于唯一标识流，SequenceNumber用于唯一标识报文序号，该SID适用于普通SRv6网络场景及SRv6L3VPN网络场景下的随路网络测量。本专利技术设计了新的SID附加行为USD+和USP+，当SRH中的SegmentLeft为1且Flags第2比特位为1时，上传采集数据并移除外层IPv6头部及所有扩展头部。本专利技术设计了新的上传采集数据报文格式，报文包括OAM-ISID及采集数据。具体技术方案如下：一种基于SRv6的随路网络测量方法，基于新的数据格式，命名为OAM-ISID，用于将指令头封装在SRH中，OAM-ISID包括PathID、VPNID、IOAM-Trace-Type、Reserved、FlowID以及SequenceNumber；其中，PathID：长度16比特，用于唯一地区别不同的路径，VPNID：长度16比特，用于SRv6三层虚拟专用网L3VPN场景，唯一地区别不同的VPN用户，设置为全0时代表忽略该值，IOAM-Trace-Type：长度24比特，用于描述收集的数据，每一个比特代表一种需要收集的数据类型，IETF在[I-D.ietf-ippm-ioam-data]中定义了具体的值，Reserved：长度8比特，保留字段，必须设置为全0，FlowID：长度32比特，用于唯一地标识测量的流信息，SequenceNumber：长度32比特，用于标记测量流的报文顺序，每发送一个报文，该值加1，OAM-ISID封装于SegmentList[0]，即最后一个Segment，同时为了区别于普通SRv6数据包，将SRH中的Flags的第2比特位置1；基于新的上传采集数据报文封装格式，便于分析采集数据，具体将OAM-ISID封装在上传采集数据报文中，控制端通过PathID来确定路径沿途节点是否上传了采集信息，同时控制端通过VPNID,FlowID,SequenceNumber唯一确定上传的采集数据属于哪条流的第几个报文；具体测量方法如下：(1)源节点收到数据包，对进入SRv6域的数据报文封装SRH，在SRH中Flags的第2比特本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于SRv6的随路网络测量方法，其特征在于：基于新的数据格式，命名为OAM-ISID，用于将指令头封装在SRH中，OAM-I SID包括Path ID、VPN ID、IOAM-Trace-Type、Reserved、Flow ID以及Sequence Number；/n其中，/nPath ID：长度16比特，用于唯一地区别不同的路径，/nVPN ID：长度16比特，用于SRv6三层虚拟专用网L3VPN场景，唯一地区别不同的VPN用户，设置为全0时代表忽略该值，/nIOAM-Trace-Type：长度24比特，用于描述收集的数据，每一个比特代表一种需要收集的数据类型，IETF在[I-D.ietf-ippm-ioam-data]中定义了具体的值，Reserved：长度8比特，保留字段，必须设置为全0，/nFlow ID：长度32比特，用于唯一地标识测量的流信息，/nSequence Number：长度32比特，用于标记测量流的报文顺序，每发送一个报文，该值加1，/nOAM-I SID封装于Segment List[0]，即最后一个Segment，同时为了区别于普通SRv6数据包，将SRH中的Flags的第2比特位置1；/n基于新的上传采集数据报文封装格式，便于分析采集数据，具体将OAM-ISID封装在上传采集数据报文中，控制端通过Path ID来确定路径沿途节点是否上传了采集信息，同时控制端通过VPN ID,Flow ID,Sequence Number唯一确定上传的采集数据属于哪条流的第几个报文；/n具体测量方法如下：/n(1)源节点收到数据包，对进入SRv6域的数据报文封装SRH，在SRH中Flags的第2比特位设置为1，Segment List[0]设置为OAM-I SID，剩余Segment List封装转发路径；在OAM-ISID中Path ID设置为转发路径所对应的ID，Path ID与转发路径的对应关系由控制平面定义，VPN ID设置为数据报文所属VPN实例对应的ID，VPN实例与VPN ID的对应关系控制平面定义，如无VPN实例则设置为0，IOAM-Trace-Type设置所需要的收集数据对应的比特位，Flow ID设置为数据报文所对应的ID，Flow ID与数据报文的对应关系由控制平面定义，Sequence Number设置为数据报文在Flow中的顺序值，初始值为1；封装完SRH后，源节点查找SRH中Flags第2比特位为1，则复制该数据报文，读取复制数据报文的SRH至Segment List[0]的位置，从中提取OAM-I SID，根据OAM-I SID中的IOAM-Trace-Type字段提取需要采集的信息数据，之后将OAM-I SID和采集的数据上传给可配置的收集节点；最后根据SRH，将原始数据报文转发到下一个Endpoint节点；/n②Endpoint节点收到数据报文后，检查SRH中Flags第2比特位为1，则复制该数据报文，读取复制数据报文的SRH至Segment List[0]的位置，从中提取OAM-I SID，根据OAM-I SID中的IOAM-Trace-Type字段提取需要采集的信息数据，之后将OAM-I SID和采集的数据上传给可配置的收集节点；最后检查Segments Left是否为1，如果为1，则根据SID携带的附加行为USD+或USP+，弹出原始数据报文中SRH或移除原始数据报文外层IPv6头部和所有的扩展头部，然后将原始数据报文转发出SRv6域，如果不为1，则根据SRH，将原始数据报文转发到下一个Endpoint节点；/n③收集节点根据收到的节点上传信息中的OAM-I SID来重组数据流，从而进行进一步的分析和展示。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于SRv6的随路网络测量方法，其特征在于：基于新的数据格式，命名为OAM-ISID，用于将指令头封装在SRH中，OAM-ISID包括PathID、VPNID、IOAM-Trace-Type、Reserved、FlowID以及SequenceNumber；
其中，
PathID：长度16比特，用于唯一地区别不同的路径，
VPNID：长度16比特，用于SRv6三层虚拟专用网L3VPN场景，唯一地区别不同的VPN用户，设置为全0时代表忽略该值，
IOAM-Trace-Type：长度24比特，用于描述收集的数据，每一个比特代表一种需要收集的数据类型，IETF在[I-D.ietf-ippm-ioam-data]中定义了具体的值，Reserved：长度8比特，保留字段，必须设置为全0，
FlowID：长度32比特，用于唯一地标识测量的流信息，
SequenceNumber：长度32比特，用于标记测量流的报文顺序，每发送一个报文，该值加1，
OAM-ISID封装于SegmentList[0]，即最后一个Segment，同时为了区别于普通SRv6数据包，将SRH中的Flags的第2比特位置1；
基于新的上传采集数据报文封装格式，便于分析采集数据，具体将OAM-ISID封装在上传采集数据报文中，控制端通过PathID来确定路径沿途节点是否上传了采集信息，同时控制端通过VPNID,FlowID,SequenceNumber唯一确定上传的采集数据属于哪条流的第几个报文；
具体测量方法如下：
(1)源节点收到数据包，对进入SRv6域的数据报文封装SRH，在SRH中Flags的第2比特位设置为1，SegmentList[0]设置为OAM-ISID，剩余SegmentList封装转发路径；在OAM-ISID中PathID设置为转发路径所对应的ID，PathID与转发路径的对应关系由控制平面定义，VPNID设置为数据报文所属VPN实例对应的ID，VPN实例与VPNID的对应关系控制平面定义，如无VPN实例则设置为0，IOAM-Trace-Type设置所需要的收集数据对应的比特位，FlowID设置为数据报文所对应的ID，FlowID与数据报文的对应关系由控制平面定义，SequenceNumber设置为数据报文在Flow中的顺序值，初始值为1；封装完SRH后，源节点查找SRH中Flags第2比特位为1，则复制该数据报文，读取复制数据报文的SRH至SegmentList[0]的位置，从中提取OAM-ISID，根...

【专利技术属性】
技术研发人员：王硕，霍如，刘江，鄂新华，汪硕，黄韬，刘韵洁，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11