¿Qué es el enrutamiento por segmentos?

¿Qué es el enrutamiento por segmentos?

El enrutamiento por segmentos (SR) es una técnica de enrutamiento de origen que simplifica la ingeniería y administración de tráfico entre dominios de red. Elimina la información del estado de la red desde los enrutadores de tránsito y los nodos en la red, y coloca la información del estado de la ruta en encabezados de paquete en un nodo de entrada.

Debido a que la información se transfiere desde los nodos de tránsito al paquete, el enrutamiento por segmentos responde mejor a los cambios de la red, lo cual hace que sea más ágil y flexible que otras soluciones de ingeniería de tráfico. Las capacidades de ingeniería de tráfico permiten que el SR proporcione calidad de servicio (QoS) para aplicaciones y también que asigne servicios de red a usuarios finales y aplicaciones mientras viajan por la red.

Descripción general del enrutamiento por segmentos

Para entender el enrutamiento por segmentos, primero debe entender sus componentes fundamentales.

Dominio de SR: una colección de nodos que participan en los protocolos de SR. Dentro de un dominio de SR, un nodo puede ejecutar procedimientos de entrada, tránsito o salida.

Ruta de SR: una lista de segmentos ordenados que conecta un nodo de entrada de SR con un nodo de salida de SR. Normalmente, sigue la ruta de menor costo desde la entrada hasta la salida.

Segmento de SR: una instrucción de reenvío que hace que un paquete atraviese una sección de la topología de red. El SR define muchos tipos de segmentos de SR, y los dos tipos que se usan con más frecuencia son los segmentos de adyacencia y de prefijo. Un segmento de adyacencia es un túnel estricto de reenvío de un solo salto. Hace que un paquete viaje por un vínculo especificado que está asociado con una adyacencia entre dos nodos del protocolo de pasarla interior (IGP), sin importar el costo del enlace. Un segmento de prefijo es un túnel de múltiples saltos que utiliza vínculos de ruta más corta y múltiples saltos con costo similar para comunicarse con un prefijo.

El enrutamiento por segmentos se implementa en dominios discretos como centros de datos, núcleos, perímetros y redes de acceso.

 

¿Cómo funciona el enrutamiento por segmentos?

Cuando un paquete llega al nodo de entrada de SR, se somete a políticas. Si el paquete cumple condiciones coincidentes para una ruta de SR, el nodo de entrada de SR encapsula el paquete en un túnel de SR que viaja por una ruta de SR, segmento por segmento.

Cada segmento en una ruta de SR termina en un nodo de punto de conexión de segmento. Cuando un paquete llega a un punto de conexión de segmento, el punto de conexión examina la etiqueta o el encabezado del paquete más externo para obtener el segmento correspondiente. Luego, extrae la etiqueta o el encabezado del paquete más externo y reenvía el paquete al siguiente punto de conexión de segmento. El proceso continúa hasta que el paquete llega al punto de conexión de segmento final, el cual puede ser el nodo de salida de SR.

Cuando un paquete llega al nodo de salida de SR, ese nodo determina si el paquete está en el final de su ruta. Si ese es el caso, el nodo quita la información de encabezado de SR y reenvía el paquete según su dirección IP de destino.

Ya que los enrutadores de tránsito simplemente reenvían los paquetes según el identificador de segmento de SR (SID), se puede usar el SR para asignar paquetes asociados a un usuario final o una aplicación a servicios específicos de funciones de red. Para hacerlo, asigna una ruta en la cual se aplicará el servicio y proporciona instrucciones sobre el servicio e información de ruta adicional desde la puerta de enlace de servicio al enrutador de salida de dominio de SR.

 

Beneficios del enrutamiento por segmentos

El principal beneficio del SR es su capacidad para simplificar la red y reducir el uso de recursos, lo cual facilita la administración y operación de su red.

Otros beneficios hacen que el SR sea conveniente para una red.

  • El SR reduce la cantidad de nodos con los que se debe comunicar para fines de aprovisionamiento y cambios en rutas. Esta acción permite que el SR responda de mejor manera a los cambios en la red, lo cual hace que sea más ágil y flexible que otras soluciones de ingeniería de tráfico.
  • La ingeniería de tráfico de SR proporciona QoS de aplicación y asigna servicios de red a usuarios finales y aplicaciones a medida que viajan por la red.
  • El SR proporciona resistencia mediante restauración de encabezado y tecnología de alternativa sin bucles y sin dependencia de topología (TI-LFA), los cuales ayudan con la confiabilidad de ruta durante fallas de red.

Cuando se usa con un controlador PCE WAN, el SR ofrece beneficios adicionales.

  • Proporciona reserva de ancho de banda con una ingeniería de tráfico simplificada, ya que el controlador tiene la capacidad de asignar atributos de vínculo y restricciones de ruta, así como de realizar cálculos de primera trayectoria restringida más corta (CSPF).
  • Reduce el riesgo de transición, ya sea que implemente SRv6, SR-MPLS o SRm6 en su red. Para ello, proporciona soporte heterogéneo para varios planos de reenvío, incluidos MPLS y IPv6.
  • Facilita la automatización de bucle cerrado mediante la evaluación continua de las condiciones de la red en tiempo real como flujos de paquete a servicios de red, monitoreo del comportamiento y rendimiento de la red, y la realización de cambios una vez que se puedan distribuir automáticamente a toda la red sin tener que forzar los cambios a varios enrutadores mediante CLI.
  • Mejora la calidad de la experiencia del usuario final mediante la definición de rutas de red específicas según requisitos establecidos (también se usa para la división de red).

 

Ingeniería de tráfico con controladores de enrutamiento por segmentos

Un controlador de SR es un tipo de controlador SDN que proporciona computación centralizada de rutas, ingeniería de tráfico, visibilidad detallada y control de flujo de tráfico para planos de reenvío de SR en redes empresariales y de operadores de telecomunicaciones. El controlador de SR permite que los operadores de red optimicen su infraestructura de red mediante monitoreo y planificación proactivos, y el enrutamiento dinámico de grandes cargas de tráfico según restricciones especificadas.

Un beneficio clave de los controladores es su capacidad para proporcionar reserva de ancho de banda, algo que el enrutamiento por segmentos no hace bien por sí solo. Mediante la transferencia de la información del estado de la ruta desde los enrutadores de tránsito hacia el paquete, el enrutamiento de segmentos elimina la necesidad de protocolos como el protocolo de distribución de etiquetas (LDP) y el protocolo de reserva de recursos para ingeniería de tráfico (RSVP-TE), los cuales distribuyen información de ruta en toda la red. El RSVP-TE proporciona un mecanismo para la reserva de ancho de banda, por lo cual eliminarlo puede presentar un problema en redes en las cuales actualmente se implementa una reserva de ancho de banda.

Los controladores de SR solucionan este problema, ya que pueden monitorear toda la topología de red y sus flujos de tráfico en tiempo real. Utilizan estos datos para determinar las rutas explícitas que los paquetes deben utilizar en la red y también pueden asignar ancho de banda a esas rutas. Después de calcular las rutas y asignar el ancho de banda de vínculo, el controlador agrega esta información a su base de datos. El controlador procesa las necesidades existentes de ancho de banda a medida que calcula nuevas rutas o antes de volver a enrutar tráfico debido a congestión u otras condiciones de red dinámica.

El controlador de SR realiza tres operaciones básicas.

  • Analizar
  • Optimizar
  • Automatizar

Mediante la recopilación detallada de datos de telemetría de la red, el controlador analiza los datos y los optimiza para ayudar en la aplicación de acciones inteligentes, como la tunelización de tráfico mediante la ruta de red más eficiente, el cumplimiento de requisitos de SLA o la solución de problemas de congestión de forma proactiva.

El controlador NorthStar, el controlador de redes definidas por software (RDS) de WAN de Juniper para la optimización de tráfico, ofrece estas capacidades, y le permite ver y supervisar varios dominios de red. El controlador NorthStar le brinda una vista integral de la red y la capacidad de realizar ingeniería de tráfico entre dominios y división integral de red.

El controlador NorthStar también ayuda con la migración a SR mediante la centralización del control de enrutamiento y al permitirle ejecutar varios planos de control en la misma infraestructura durante la migración. La GUI en el controlador NorthStar proporciona una vista de la red en tiempo real con detalles de red muy completos que simplifican el diseño y la operación de la red.

 

Implementación de Juniper

El SR usa MPLS (SR-MPLS) o IPv6 (SRv6) en el plano de reenvío. Juniper ofrece ambas soluciones. Para superar las deficiencias de la tecnología SRv6, Juniper desarrolló la solución SRm6, la cual reduce el tamaño de las SID en el encabezado de SR mediante un encabezado de enrutamiento comprimido más pequeño, y mitiga los problemas de restricción de recursos que se observan en gran parte de las implementaciones de SRv6.

El sólido y completo controlador NorthStar es el único controlador de SR que proporciona más que solo reserva de ancho de banda. Es compatible con diversidad de rutas y puede realizar cálculos de CSPF, calendarización de ancho de banda y otras funciones útiles. El controlador NorthStar, una solución de ingeniería de tráfico potente y flexible, permite una visibilidad detallada y control de los flujos de SR e IP/MPLS en grandes redes de operadores de telecomunicaciones, nube y empresas.

Preguntas frecuentes acerca del enrutamiento por segmentos

¿Cómo puede el enrutamiento por segmentos ayudar a que mi empresa sea más rentable?

Primero, ahorrará en costes operativos y de capital al simplificar los procesos de reenvío de tráfico en su red. El enrutamiento por segmentos elimina la información del estado de la red de los enrutadores intermedios, y en su lugar coloca la información de la ruta en encabezados de paquete en el nodo de entrada. Este enfoque reduce los requisitos de los equipos, energía y recursos operativos de la ruta de reenvío en toda la red.

El enrutamiento por segmentos también le ayuda a satisfacer las demandas por nuevos servicios y mayor rendimiento fácil y asequiblemente, y con experiencias de usuario consistentes. Para lograr estos objetivos, se requiere una solución de transporte de red que proporcione control, agilidad, consciencia de la aplicación y una gestión de tráfico simplificada, lo cual el enrutamiento por segmentos ofrece.

Un informe de investigación independiente de Omdia, El enrutamiento por segmentos en la era 5G, resume las principales razones por las que los operadores de red están adoptando el enrutamiento por segmentos.

  • Reducción de los costes operativos y de capital
  • Mejoras en la escalabilidad y disponibilidad de la red
  • Soporte para las políticas por servicio, acuerdos de nivel de servicio (SLA) comprometidos o deterministas, y división de redes
  • Mayor flexibilidad para ofrecer servicios diferenciados y de valor agregado
  • La capacidad de ofrecer servicios de movilidad confiables, incluyendo 5G y la conectividad del Internet de las cosas (IoT)

El enrutamiento por segmentos se vuelve especialmente significativo a medida que la industria se mueve hacia una división de redes garantizada, lo que permite que redes lógicas virtuales y aisladas se ejecuten en la misma infraestructura de red física. Cada segmento puede colocarse en rutas creadas de manera dinámica con la capacidad de cumplir con los requisitos de calidad de servicio de las aplicaciones y los suscriptores diferenciados y personalizados.

¿Cómo trabaja el enrutamiento por segmentos con la automatización de red para mejorar o garantizar la calidad de servicio?

Combinar el enrutamiento por segmentos con soluciones de automatización de red, como Juniper Paragon Automation, le permite ofrecer experiencias de cliente diferenciadas y optimizar su red para una mayor eficiencia. 

Por ejemplo, el enrutamiento por segmentos con el controlador de SD-WAN, permite un SLA más granular mediante el enrutamiento basado en la latencia. Al servirle dinámicamente a los usuarios del segmento de red o la región geográfica que actualmente experimentan los niveles de latencia más bajos, el enrutamiento por segmentos garantiza el desempeño de la aplicación y el servicio a un costo reducido a través de la automatización.

Algunas aplicaciones deben satisfacer los requisitos estrictos de latencia de extremo a extremo o de pérdida de paquetes para funcionar correctamente. Con la automatización, los operadores carecen de la agilidad de red necesaria para garantizar los niveles de servicio diferenciados que se adaptan a las necesidades de estas aplicaciones.Paragon Automation, funcionando como un controlador de SD-WAN que automáticamente coloca al tráfico en rutas óptimas para cumplir con los objetivos de servicio de una manera diferente.

  • Analiza la red de telemetría para evitar rutas que no cumplan con sus objetivos para la latencia, fluctuación, pérdida de paquetes y otras métricas.
  • Calcula las rutas de red para cumplir con los objetivos de rendimiento
  • Automatiza la ubicación de las rutas óptimas

La automatización mejora la previsibilidad de la red, la resistencia y los SLA, mientras habilita nuevos servicios para que lleguen al mercado más rápido. También pone a los operadores en una ruta hacia casos de uso más avanzados, incluyendo la reparación de circuitos cerrados, para mejorar aún más los SLA. Logra hacer esto con información potente centrada en servicios que mide de manera continua la calidad del servicio de extremo a extremo en el plano de datos.

¿Cómo ayuda combinar el enrutamiento por segmentos con un controlador de SD-WAN en la era del COVID-19?

En tiempos de pandemia, ha aumentado la demanda de apoyo a los empleados que trabajan en sus hogares, las dificultades para adquirir equipos de red debido a la escasez de la cadena de suministro de semiconductores, y la preocupación por el personal adecuado in situ para probar y desplegar nuevos equipos. Hacer el mejor uso posible de los activos al ejecutar la red "más caliente" es una solución creciente para mitigar estos problemas y ayudar a aumentar la rentabilidad mediante la reducción de los costes de capital.

El enrutamiento por segmentos con un controlador SD-WAN ayuda a los operadores a optimizar la utilización de los recursos dinámicamente y reducir la capacidad de red al aprovechar la capacidad desperdiciada que suele estar escondida por el sobreaprovisionamiento para satisfacer la demanda máxima. Juntos, el enrutamiento por segmentos y las redes definidas por software (RDS) automatizan la colocación de rutas de servicio que cumplen con los requisitos de ancho de banda de varias formas.

  • Aprovechar la visibilidad de la utilización de redes en tiempo real
  • Automatizar la computación de las rutas para evitar la congestión
  • Automatización el aprovisionamiento y la optimización del tráfico fabricado o las rutas conmutadas por etiquetas (LSP) con base en los niveles de utilización

Estos procesos desbloquean la capacidad disponible en la red mediante el uso de algoritmos avanzados para la colocación de las rutas y la optimización continua. Combinarlas con la analítica para gestionar el control definido por software permite que la red evite la congestión automáticamente

¿Por qué es el controlador de enrutamiento por segmentos de Juniper la elección correcta?

Juniper Paragon Pathfinder es el controlador de SD-WAN más robusto y lleno de funciones de la industria para el enrutamiento por segmentos. Permite el control detallado y definido por software necesario para garantizar la calidad en la era de la 5G y la nube. El controlador ofrece la computación de las rutas con reservación del ancho de banda, y realiza una vigilancia activa de la red al recibir y analizar los datos de la telemetría de los diferentes elementos de red. Puede realizar cálculos de rutas en tiempos estratégicos para evitar retrasos o caídas de la red que ya están ocurriendo, como la congestión y los cortes de la fibra. También puede enrutar en eventos futuros de red que anticipa que ocurran, según los análisis de datos de telemetría.

Colectivamente, el enrutamiento por segmentos y Paragon Pathfinder ofrecen un enfoque innovador a la gestión del tráfico, que se puede usar para abordar las actividades prioritarias, como la ingeniería de tráfico y el reenrutamiento rápido. Cuando se utiliza esta manera, el enrutamiento por segmentos simplifica los protocolos de enrutamiento, el diseño de red y las operaciones de red. Además, el enrutamiento por segmentos desplegado en el contexto del controlador SD-WAN elimina la necesidad de la gestión de LSP para una simplificación adicional.

¿Por qué Juniper es un proveedor preferido para habilitar la transformación de las redes basadas en el enrutamiento por segmentos?

Usted puede implementar el enrutamiento por segmentos de Juniper en su infraestructura existente de Juniper, y puede evidar tener que cambiar el hardware de su red durante la transición. Diseñamos nuestro equipo con ASIC programables de alto rendimiento que le permiten construir su entorno de enrutamiento por segmentos con una escalabilidad líder en la industria, mientras continúa usando el mismo consistente sistema operativo de Junos en el que ya confía.

Juniper también permite una migración fácil con despliegues por fases. Le permitimos diseñar, administrar y tener compatibilidad para distintos tipos de redes de manera concurrente y única a medida que introduce el enrutamiento por segmentos en el entorno. Con Paragon Pathfinder de Juniper, puede ejecutar varios planos de control al mismo tiempo: enrutamiento por segmentos con MPLS (SR-MPLS), protocolo de distribución de etiquetas (LDS), protocolo de reserva de recursos (RSVP), e IPv4 e Ipv6 nativas.