세그먼트 라우팅의 정의

세그먼트 라우팅의 정의

세그먼트 라우팅(SR)은 네트워크 도메인 전반에서 트래픽 엔지니어링 및 관리를 간소화하는 소스 기반 라우팅 기법입니다. 네트워크의 전송 라우터 및 노드에서 네트워크 상태 정보를 제거하고 경로 상태 정보를 수신 노드의 패킷 헤더에 배치합니다.

정보가 전송 노드에서 패킷으로 이동하기 때문에 세그먼트 라우팅은 네트워크 변화에 대한 응답성이 높아 다른 트래픽 엔지니어링 솔루션보다 민첩하고 유연합니다. SR은 트래픽 엔지니어링 기능을 통해 애플리케이션 QoS(Quality of Service)를 제공하며, 네트워크를 통과할 때 최종 사용자와 애플리케이션에 네트워크 서비스를 매핑할 수 있도록 해줍니다.

세그먼트 라우팅 개요

세그먼트 라우팅을 이해하려면 먼저 세그먼트 라우팅의 기본 구성 요소를 이해해야 합니다.

SR 도메인: SR 프로토콜에 관여하는 노드 집합입니다. SR 도메인 내에서 노드는 수신/전송/송신 절차를 실행할 수 있습니다.

SR 경로: SR 수신 노드와 SR 송신 노드를 연결하는 세그먼트들을 순서대로 나열한 것입니다. 일반적으로 수신에서 송신까지 최소 비용의 경로를 따릅니다.

SR 세그먼트: 패킷을 네트워크 토폴로지의 어떤 섹션으로 통과시키는 전달 명령입니다. SR은 많은 SR 세그먼트 유형을 정의하며, 가장 자주 사용되는 두 가지는 인접(adjacency) 세그먼트와 접두사(prefix) 세그먼트입니다. 인접 세그먼트는 엄격한 기준으로 전달된 단일 홉 터널입니다. 이는 패킷이 링크 비용에 관계없이 두 노드 사이의 IGP(Internal Gateway Protocol) 인접과 연결된 지정된 링크를 통과하도록 합니다. 접두사 세그먼트는 동일한 비용의 다중 홉 인식 최단 경로 링크를 사용하여 접두사에 도달하는 다중 홉 터널입니다.

세그먼트 라우팅은 데이터센터, 코어, 에지, 액세스 네트워크와 같은 개별 도메인에 구축됩니다.

 

세그먼트 라우팅 작동 방식

패킷이 SR 수신 노드에 도착하면 정책의 적용을 받습니다. 패킷이 SR 경로에 대한 일치 조건을 만족하는 경우 SR 수신 노드는 세그먼트별로 SR 경로를 통과하는 SR 터널에서 패킷을 캡슐화합니다.

SR 경로의 각 세그먼트는 세그먼트 엔드포인트 노드에서 종료됩니다. 패킷이 세그먼트 엔드포인트에 도착하면 엔드포인트는 가장 바깥쪽에 있는 패킷 레이블 또는 헤더를 검사하여 해당 세그먼트를 획득합니다. 그런 다음 가장 바깥쪽 레이블 또는 헤더를 내보내고 패킷을 다음 세그먼트 엔드포인트로 전달합니다. 이 프로세스는 패킷이 SR 송신 노드일 수 있는 최종 세그먼트 엔드포인트에 도착할 때까지 계속됩니다.

패킷이 SR 송신 노드에 도착하면 해당 노드가 패킷이 경로 끝에 있는지 여부를 결정합니다. 경로 끝에 있는 경우 노드는 SR 헤더 정보를 제거하고 대상 IP 주소를 기준으로 패킷을 전달합니다.

전송 라우터는 단순히 SR 세그먼트 식별자(SID)를 기반으로 패킷을 전달하므로 SR을 사용하여 최종 사용자 또는 애플리케이션과 연결된 패킷을 특정 네트워크 기능 서비스에 매핑할 수 있습니다. 이 작업은 서비스가 적용될 경로를 매핑하고 서비스에 대한 지침과 서비스 게이트웨이의 추가 경로 정보를 SR 도메인 송신 라우터에 제공하면서 수행합니다.

세그먼트 라우팅의 이점

SR의 주요 이점은 네트워크를 단순화하고 리소스 활용을 줄임으로써 네트워크를 보다 쉽게 관리하고 운영할 수 있도록 해주는 데 있습니다.

네트워크에서 SR이 선호되는 데는 다른 이점들도 있습니다.

  • SR은 경로 프로비저닝 및 변경을 위해 터치해야 하는 노드 수를 줄입니다. 이를 통해 SR은 네트워크 변화에 더욱 기민하게 대응하여 다른 트래픽 엔지니어링 솔루션보다 민첩하고 유연해집니다.
  • SR 트래픽 엔지니어링은 애플리케이션 QoS를 제공하고 최종 사용자와 애플리케이션이 네트워크를 통과할 때 네트워크 서비스를 매핑합니다.
  • SR은 헤드엔드 복원 및 TI-LFA(Topology-Independent Loop-Free Alternate) 기술을 통해 복원력을 제공하므로 네트워크 중단 시 경로 안정성에 도움이 됩니다.

WAN PCE 컨트롤러와 함께 사용할 경우 SR은 추가적인 이점을 제공합니다.

  • 컨트롤러가 링크 속성 및 경로 제약 조건을 할당하고 CSPF(Constrained Shortest Path First) 계산을 수행할 수 있으므로 단순화된 트래픽 엔지니어링을 통해 대역폭 예약을 제공합니다.
  • 네트워크에 SRv6, SR-MPLS 또는 SRm6을 구축할 경우 전환에 따른 위험이 줄어듭니다. MPLS 및 IPv6을 비롯한 여러 포워딩 플레인에 대해 이기종 지원을 제공하여 이를 구현할 수 있습니다.
  • 네트워크 서비스에 대한 패킷 플로우와 같은 실시간 네트워크 상태를 지속적으로 평가하고, 네트워크 동작 및 성능을 모니터링하며, CLI를 통해 여러 라우터에 변경 사항을 푸시하지 않고도 네트워크 전체에 자동으로 분산될 수 있는 변경 사항을 한 번에 수행함으로써 폐루프 자동화를 촉진합니다.
  • 이를 통해 설정된 요구 사항당 특정 네트워크 경로를 정의함으로써 최종 사용자의 경험 품질을 향상시킵니다(네트워크 슬라이싱에도 사용됨).

세그먼트 라우팅 컨트롤러를 사용한 트래픽 엔지니어링

SR 컨트롤러는 서비스 프로바이더 및 엔터프라이즈 네트워크에서 SR 포워딩 플레인에 대해 중앙 집중식 경로 계산, 트래픽 엔지니어링, 세분화된 가시성 및 트래픽 플로우 제어를 제공하는 일종의 SDN 컨트롤러입니다. SR 컨트롤러를 사용하면 네트워크 운영자가 예방적 모니터링과 계획을 수립하고, 지정된 제약 조건에 따라 대량의 트래픽 부하를 동적으로 라우팅하여 네트워크 인프라를 최적화할 수 있습니다.

컨트롤러의 주요 이점은 세그먼트 라우팅만으로는 어려운 대역폭 예약을 제공할 수 있다는 것입니다. 세그먼트 라우팅은 전송 라우터에서 패킷으로 경로 상태 정보를 이동하므로, 네트워크 전체에 경로 정보를 배포하는 LDP(Label Distribution Protocol) 및 RSVP-TE(Resource Reservation Protocol-Traffic Engineering)와 같은 프로토콜이 필요하지 않습니다. RSVP-TE는 대역폭 예약을 위한 메커니즘을 제공하므로 대역폭 예약이 이미 구현된 네트워크에서 이를 제거하는 것은 문제가 될 수 있습니다.

SR 컨트롤러는 전체 네트워크 토폴로지 및 해당 트래픽 플로우를 실시간으로 모니터링할 수 있기 때문에 이 문제를 해결합니다. 이 데이터를 사용하여 패킷이 네트워크를 통과하는 명시적 경로를 결정하고, 이러한 경로에 대역폭을 할당할 수도 있습니다. 경로를 계산하고 링크 대역폭을 할당하면 컨트롤러가 이 정보를 데이터베이스에 추가합니다. 기존 대역폭의 컨트롤러 요인은 새로운 경로를 계산하거나 혼잡 또는 기타 동적 네트워크 조건으로 인해 트래픽을 다시 라우팅하기 전에 필요합니다.

SR 컨트롤러는 세 가지 기본 작업을 수행합니다.

  • 분석
  • 최적화
  • 자동화

컨트롤러는 네트워크에서 세부적인 원격 측정 데이터를 수집하여 데이터를 분석하고 최적화하여 가장 효율적인 네트워크 경로를 통해 트래픽을 터널링하거나 SLA 요구 사항을 충족하거나 혼잡 문제를 사전 예방적으로 해결하는 등의 지능적인 작업을 수행할 수 있도록 지원합니다.

NorthStar Controller는 트래픽 최적화를 위한 주니퍼의 WAN SDN(software-defined networking ) 컨트롤러로, 이러한 기능을 제공하며 여러 네트워크 도메인을 보고 모니터링할 수 있습니다. NorthStar Controller는 엔드 투 엔드 네트워크 보기와 도메인 간 트래픽 엔지니어링 및 엔드 투 엔드 네트워크 슬라이싱을 실현할 수 있는 기능을 제공합니다.

또한 NorthStar Controller는 라우팅 제어를 중앙 집중화하고 마이그레이션 중에 동일한 인프라에서 여러 컨트롤 플레인을 실행할 수 있는 기능을 제공하여 SR로의 마이그레이션을 지원합니다. NorthStar Controller의 GUI는 네트워크를 보다 간단하게 설계하고 운영할 수 있도록 매우 정교한 네트워크 세부 정보를 제공하는 실시간 네트워크 보기를 제공합니다.

주니퍼 구현

SR은 포워딩 플레인에서 MPLS(SR-MPLS) 또는 IPv6(SRV6)을 사용합니다. 주니퍼는 두 가지 솔루션을 모두 제공합니다. 주니퍼는 SRv6의 단점을 극복하기 위해 SRm6를 개발했습니다. SRm6는 더 작은 압축 라우팅 헤더를 사용하여 SR 헤더의 SID 크기를 줄이고 광범위한 SRv6 구축에서 나타나는 리소스 제약 문제를 완화합니다.

강력한 기능을 갖춘 NorthStar Controller는 SR 컨트롤러 중 유일하게 기본적인 대역폭 예약 이상의 기능을 제공합니다. NorthStar Controller는 경로 다양성을 수용하며 CSPF 계산, 대역폭 일정 관리 및 기타 유용한 기능을 수행할 수 있습니다. 강력하고도 유연한 트래픽 엔지니어링 솔루션인 NorthStar Controller는 대규모 서비스 프로바이더, 클라우드, 기업 네트워크의 SR 및 IP/MPLS 플로우에 대한 정교한 가시성과 제어를 지원합니다.

리소스

세그먼트 라우팅 기본

이 비디오는 경로 및 세그먼트와 같은 주요 개념을 포함한 세그먼트 라우팅(SR)의 기본 개요를 제공하며 SR이 트래픽 엔지니어링을 간소화하는 방법을 설명합니다.