新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與IPv6+-課件 第9章 IPv6+技術(shù)概述

第9章

IPv6+技術(shù)概述《新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與IPv6+》配套課程第9章

IPv6+技術(shù)概述9.1IPv6+與智能聯(lián)接9.2SRv69.3BIER與BIERv69.4網(wǎng)絡(luò)切片9.5隨流檢測(cè)與IFIT9.6APN62新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實(shí)踐-IPv6+技術(shù)概述9.1IPv6+與智能聯(lián)接網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系創(chuàng)新智能運(yùn)維體系創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)商業(yè)模式創(chuàng)新3新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實(shí)踐-IPv6+技術(shù)概述IPv6+是基于IPv6的創(chuàng)新與升級(jí)數(shù)據(jù)通信產(chǎn)業(yè)邁向IPv6+智能聯(lián)接時(shí)代IPv6+關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新4新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實(shí)踐-IPv6+技術(shù)概述IPv6+的出現(xiàn)，支撐IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)“兩個(gè)升級(jí)”由萬(wàn)物互聯(lián)向萬(wàn)物智聯(lián)升級(jí)由消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)向產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)升級(jí)9.2分段路由（SRv6）新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實(shí)踐-IPv6+技術(shù)概述5早期IP網(wǎng)絡(luò)與IP路由面臨的問(wèn)題實(shí)現(xiàn)方式：IPv4報(bào)頭包含源地址和目的地址設(shè)備收到報(bào)文后，在路由表中查詢報(bào)頭的目的IP地址，依據(jù)匹配的路由進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備通過(guò)路由協(xié)議發(fā)現(xiàn)路由信息支持多路徑等價(jià)負(fù)載分擔(dān)面臨問(wèn)題：基于最長(zhǎng)匹配算法，使用軟件查詢路由，性能低基于最短路徑轉(zhuǎn)發(fā)流量，服務(wù)質(zhì)量未必最佳MPLS的基本工作原理6新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實(shí)踐-IPv6+技術(shù)概述實(shí)現(xiàn)方式：在報(bào)文中增加MPLS標(biāo)簽，路由器基于標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路由器運(yùn)行標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議LDP，IGP與LDP協(xié)同工作隧道技術(shù)，支持VPN業(yè)務(wù)支持流量工程問(wèn)題描述：業(yè)務(wù)管理及協(xié)議狀態(tài)復(fù)雜跨域部署困難云網(wǎng)融合困難分段路由SR的概念基于源路由理念，在源節(jié)點(diǎn)即可控制數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中的轉(zhuǎn)發(fā)路徑可以與SDN（軟件定義網(wǎng)絡(luò)）及網(wǎng)絡(luò)編程結(jié)合，讓網(wǎng)絡(luò)為業(yè)務(wù)提供更佳的服務(wù)質(zhì)量路由器被SDN控制器統(tǒng)一納管SDN控制器基于業(yè)務(wù)需求進(jìn)行全局算路，計(jì)算出一條滿足業(yè)務(wù)需求的顯式路徑；該路徑轉(zhuǎn)換為基于分段的指令序列，下發(fā)到頭節(jié)點(diǎn)頭節(jié)點(diǎn)將報(bào)文進(jìn)行封裝，壓入指令序列網(wǎng)絡(luò)按照?qǐng)?bào)文頭的指令序列進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文沿著預(yù)先指定的路徑到達(dá)目的地新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實(shí)踐-IPv6+技術(shù)概述7SR中的分段與路由分段：通過(guò)將網(wǎng)絡(luò)路徑分成多個(gè)段，每個(gè)段都有與之相對(duì)應(yīng)的指令，不同的指令有不同的含義，對(duì)應(yīng)不同的設(shè)備處理行為路由：網(wǎng)絡(luò)中的路由器根據(jù)指令轉(zhuǎn)發(fā)新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實(shí)踐-IPv6+技術(shù)概述8SR-MPLS以MPLS標(biāo)簽為SID部署支持SR擴(kuò)展能力的IGP、BGP協(xié)議并激活MPLS即可，無(wú)需LDP、RSVP-TE等控制平面協(xié)議新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實(shí)踐-IPv6+技術(shù)概述9SRv6基于IPv6數(shù)據(jù)平面的SR，直接使用IPv6地址作為SID使用IPv6RH擴(kuò)展頭部SRH，包含“SegmentList”字段所有設(shè)備僅需部署IPv6及IGP（SR擴(kuò)展）新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實(shí)踐-IPv6+技術(shù)概述10SRH的網(wǎng)絡(luò)可編程能力示例新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實(shí)踐-IPv6+技術(shù)概述11SRv6的優(yōu)勢(shì)簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：控制平面只需要部署支持SR擴(kuò)展能力的IGP、BGP協(xié)議，數(shù)據(jù)平面使用IPv6靈活可編程：IPv6擴(kuò)展頭部SRH可攜帶業(yè)務(wù)信息，可選TLV能承載更多信息容易實(shí)現(xiàn)云網(wǎng)協(xié)同：部署IPv6的骨干網(wǎng)和云數(shù)據(jù)中心使用SRv6可實(shí)現(xiàn)云網(wǎng)協(xié)同容易實(shí)現(xiàn)終端與網(wǎng)絡(luò)協(xié)同：終端支持IPv6后，可與網(wǎng)絡(luò)協(xié)同兼容存量網(wǎng)絡(luò)：可平滑升級(jí)簡(jiǎn)化跨域部署：只需在ASBR上部署匯總路由新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實(shí)踐-IPv6+技術(shù)概述129.3新型組播BIER與BIERv6組播：一對(duì)多”通信，組播報(bào)文發(fā)往一組接收者，只有加入組播報(bào)文對(duì)應(yīng)的組播組的設(shè)備才會(huì)收到發(fā)往該組播組的報(bào)文組播源：組播報(bào)文的發(fā)送方。組播源發(fā)出的組播報(bào)文的源地址為組播源自身的地址，目的地址為對(duì)應(yīng)的組播組的IP地址接收者：組播報(bào)文的接收者，只有加入特定組播組的接收者才會(huì)收到發(fā)往該組的組播流量組播路由器：激活了組播路由功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實(shí)踐-IPv6+技術(shù)概述13組播相關(guān)概念典型IP組播協(xié)議組播成員管理協(xié)議：在接收者和與其直接相鄰的組播路由器之間建立和維護(hù)組播組成員關(guān)系IGMP（InternetGroupManagementProtocol，網(wǎng)際組管理協(xié)議），用于IPv4網(wǎng)絡(luò)MLD（MulticastListenerDiscovery，組播偵聽(tīng)者發(fā)現(xiàn)協(xié)議），用于IPv6網(wǎng)絡(luò)組播路由協(xié)議：運(yùn)行在組播網(wǎng)絡(luò)中的路由設(shè)備之間，用于生成和維護(hù)組播路由表，以便正確地轉(zhuǎn)發(fā)組播報(bào)文在每臺(tái)組播路由設(shè)備上維護(hù)組播路由表項(xiàng)在每臺(tái)組播路由設(shè)備上確定上游接口在每臺(tái)組播路由設(shè)備上確定下游接口典型協(xié)議：PIM、MOSPF及MBGP新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實(shí)踐-IPv6+技術(shù)概述14PIM-SM的基本工作機(jī)制協(xié)議復(fù)雜，配置及維護(hù)工作量大網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性不佳保障用戶體驗(yàn)較困難新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實(shí)踐-IPv6+技術(shù)概述15BIERBitIndexExplicitReplication，基于比特索引的顯式復(fù)制將組播報(bào)文目的節(jié)點(diǎn)的集合以比特串（BitString）的方式封裝在報(bào)文頭部進(jìn)行發(fā)送網(wǎng)絡(luò)中的中間節(jié)點(diǎn)根據(jù)報(bào)文頭部中所攜帶的BitString對(duì)報(bào)文進(jìn)行復(fù)制及轉(zhuǎn)發(fā)，直至報(bào)文到達(dá)接收者所在網(wǎng)段無(wú)需為每一個(gè)組播流建立組播分發(fā)樹(shù)，中間節(jié)點(diǎn)也無(wú)需為每個(gè)組播流的狀態(tài)維護(hù)相關(guān)表項(xiàng)新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實(shí)踐-IPv6+技術(shù)概述16BIER的基本工作原理（1）新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實(shí)踐-IPv6+技術(shù)概述17接收者向邊緣節(jié)點(diǎn)申請(qǐng)收看組播頻道XR1、R3及R4向頭節(jié)點(diǎn)R5發(fā)送加入報(bào)文R5將R1、R3及R4節(jié)點(diǎn)在BitString中的對(duì)應(yīng)的比特位置1BIER的基本工作原理（2）R5將組播源發(fā)出的IP組播報(bào)文進(jìn)行封裝，在報(bào)文封裝中寫(xiě)入BitString中間節(jié)點(diǎn)R6、R7和R8，對(duì)BitString進(jìn)行解析后可以得到組播報(bào)文所要發(fā)往的目的地，按照BIER轉(zhuǎn)發(fā)表轉(zhuǎn)發(fā)給下游鄰居R1、R3及R4將報(bào)文解封裝后轉(zhuǎn)發(fā)給接收者新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實(shí)踐-IPv6+技術(shù)概述18BIERv6BitIndexExplicitReplicationIPv6Encapsulation，IPv6封裝的比特索引顯式復(fù)制使用了BIER的技術(shù)架構(gòu)利用IPv6協(xié)議報(bào)文頭部可擴(kuò)展的優(yōu)勢(shì)，將攜帶BitString信息的BIERv6報(bào)文頭部封裝在IPv6擴(kuò)展頭部中網(wǎng)絡(luò)中不支持BIERv6的節(jié)點(diǎn)可以透明傳輸BIERv6報(bào)文新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實(shí)踐-IPv6+技術(shù)概述199.4網(wǎng)絡(luò)切片5G時(shí)代的新應(yīng)用eMBB（增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶）應(yīng)用，如3D視頻、超高清視頻、VR、AR等，對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬有著很高的要求URLLC（超高可靠超低時(shí)延通信）應(yīng)用，如自動(dòng)駕駛、工業(yè)控制、遠(yuǎn)程醫(yī)療、無(wú)人機(jī)控制等，對(duì)時(shí)延和可靠性極其敏感mMTC（大規(guī)模機(jī)器通信）應(yīng)用，如智慧城市、智慧建筑等，需要連接海量的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實(shí)踐-IPv6+技術(shù)概述20傳統(tǒng)的共享網(wǎng)絡(luò)難以高效地為所有業(yè)務(wù)提供可保障的SLA，也難以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的隔離和獨(dú)立運(yùn)營(yíng)切片的思路車(chē)道切分：交通管理部門(mén)在城市道路中開(kāi)辟出公共交通車(chē)輛專用車(chē)道、應(yīng)急專用車(chē)道等來(lái)提高相關(guān)車(chē)輛的通行效率新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實(shí)踐-IPv6+技術(shù)概述21網(wǎng)絡(luò)切片原理通過(guò)將一張物理網(wǎng)絡(luò)劃分為互相隔離的多個(gè)專用邏輯網(wǎng)絡(luò)來(lái)滿足不同業(yè)務(wù)的需求新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實(shí)踐-IPv6+技術(shù)概述22網(wǎng)絡(luò)切片方案概覽（1）核心組件：網(wǎng)絡(luò)切片全生命周期管理平臺(tái)（如iMasterNCE）、支持切片技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如NetEngine路由器）。新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實(shí)踐-IPv6+技術(shù)概述23網(wǎng)絡(luò)切片方案概覽（2）新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實(shí)踐-IPv6+技術(shù)概述24網(wǎng)絡(luò)切片方案概覽（3）新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實(shí)踐-IPv6+技術(shù)概述259.5隨流檢測(cè)與IFIT業(yè)務(wù)受損被動(dòng)感知定界定位效率低難以體現(xiàn)真實(shí)的業(yè)務(wù)質(zhì)量新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實(shí)踐-IPv6+技術(shù)概述26網(wǎng)絡(luò)性能檢測(cè)的需求：傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維方法難以保5G和云時(shí)代新應(yīng)用的SLA要求帶外檢測(cè)vs.帶內(nèi)檢測(cè)新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實(shí)踐-IPv6+技術(shù)概述27帶內(nèi)檢測(cè)技術(shù)IFIT的基本原理IFIT提供真實(shí)業(yè)務(wù)流的端到端及逐跳SLA（包括丟包率、時(shí)延、抖動(dòng)等）測(cè)量能力，可實(shí)時(shí)呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)及業(yè)務(wù)體驗(yàn)狀況通過(guò)IFIT可快速感知及定位網(wǎng)絡(luò)性能相關(guān)故障IFIT融合了報(bào)文染色技術(shù)和隨流檢測(cè)技術(shù)新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實(shí)踐-IPv6+技術(shù)概述289.6 APN6IP網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)于現(xiàn)實(shí)世界的物流系統(tǒng)，而IP報(bào)文則相當(dāng)于貨物豐富貨物標(biāo)簽可以提供更好的運(yùn)輸服務(wù)新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實(shí)踐-IPv6+技術(shù)概述29APN6的原理APN6（應(yīng)用感知的IPv6網(wǎng)絡(luò)）利用IPv6報(bào)文自帶的可編程空間，將應(yīng)用感知信息以APN頭部的方式攜帶進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，使網(wǎng)絡(luò)能夠感知應(yīng)用及其需求，進(jìn)而為其提供精細(xì)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和精準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維服務(wù)應(yīng)用感知信息：應(yīng)用感知標(biāo)識(shí)（APN-ID）：便于網(wǎng)絡(luò)區(qū)分不同應(yīng)用流和某個(gè)/類應(yīng)