Segment Routing Flex Algo – OSPF

今回はSegment RoutingのFlex Algoと呼ばれる機能について説明します。

 

概要

Flex Algoについて

Segment RoutingではFlex Algoと呼ばれる機能を使用することで、アンダーレイネットワーク上に、複数のトポロジーを容易に構築できます。

 

Flex Algoのトポロジーは8ビットのAlgorithm IDによって識別され、デフォルトで各ルータはAlgorithm IDが0のトポロジーに参加しています。また、Algorithm IDはPrefix SIDにも関連付けられ、デフォルトでPrefix SIDのAlgorithm IDは0になります。

下図のように、1台のルータが複数のトポロジーに参加することも可能です。

 

現在のIOS-XRでは、ODN(On Demand Next-hop)が有効なSR-TE PolicyでのみFlex Algoをサポートしています。

 

OSPFのFlex Algo関連のTLV

ルータがサポートしているAlgorithm ID、すなわち、ルータが参加するFlex Algoのトポロジーの情報はSR-Algorithm TLVに格納されます。

 

Prefix SIDのAlgorithm IDはPrefix SID Sub-TLVに格納されます。

 

検証の基本設定

基本設定の内容

R1-R2-R3-R4間でOSPF Area 0を構成します。
R2-R3間のOSPFのコストを30に変更します。
OSPFでSR-TEを有効にします。

R1、R2、R3はAlgorithm ID 0と128のトポロジーに参加させます。
R4はAlgorithm ID 0のトポロジーに参加させます。

R1とR3をAS 100に所属させ、IBGPネイバーを構成します。
R3において、BGP経由で、10.5.5.0/24にColor 1を付加して広報します。

R1でLoopback Interfaceの1.1.1.1/32にPrefix SIDとして20101(Algorithm ID 0)と20102(Algorithm ID 128)を割り当てます。
R2でLoopback Interfaceの2.2.2.2/32にPrefix SIDとして20201(Algorithm ID 0)と20202(Algorithm ID 128)を割り当てます。
R3でLoopback Interfaceの3.3.3.3/32にPrefix SIDとして20301(Algorithm ID 0)と20302(Algorithm ID 128)を割り当てます。
R4でLoopback Interfaceの4.4.4.4/32にPrefix SIDとして20401(Algorithm ID 0)を割り当てます。

初期設定


interface Loopback0
 ipv4 address 1.1.1.1 255.255.255.255
!
interface GigabitEthernet0/0/0/0
 ipv4 address 10.1.1.1 255.255.255.0
!
router ospf 1
 distribute link-state
 router-id 1.1.1.1
 segment-routing mpls
 area 0
  mpls traffic-eng
  interface Loopback0
   prefix-sid absolute 20101
   prefix-sid algorithm 128 absolute 20102
  !
  interface GigabitEthernet0/0/0/0
   network point-to-point
  !
 !
 flex-algo 128
  advertise-definition
 !
!
router bgp 100
 bgp router-id 1.1.1.1
 address-family ipv4 unicast
 !
 neighbor 3.3.3.3
  remote-as 100
  update-source Loopback0
  address-family ipv4 unicast
  !
 !
!
segment-routing
 traffic-eng
            


interface Loopback0
 ipv4 address 2.2.2.2 255.255.255.255
!
interface GigabitEthernet0/0/0/0
 ipv4 address 10.1.1.2 255.255.255.0
!
interface GigabitEthernet0/0/0/1
 ipv4 address 10.2.2.2 255.255.255.0
!
interface GigabitEthernet0/0/0/2
 ipv4 address 10.3.3.2 255.255.255.0
!
router ospf 1
 router-id 2.2.2.2
 segment-routing mpls
 area 0
  mpls traffic-eng
  interface Loopback0
   prefix-sid absolute 20201
   prefix-sid algorithm 128 absolute 20202
  !
  interface GigabitEthernet0/0/0/0
   network point-to-point
  !
  interface GigabitEthernet0/0/0/1
   cost 30
   network point-to-point
  !
  interface GigabitEthernet0/0/0/2
   network point-to-point
  !
 !
 flex-algo 128
  advertise-definition
 !
!
segment-routing
 traffic-eng
            


interface Loopback0
 ipv4 address 3.3.3.3 255.255.255.255
!
interface Loopback1
 ipv4 address 10.5.5.3 255.255.255.0
!
interface GigabitEthernet0/0/0/0
 ipv4 address 10.2.2.3 255.255.255.0
!
interface GigabitEthernet0/0/0/1
 ipv4 address 10.4.4.3 255.255.255.0
!
extcommunity-set opaque COLOR_EXT_COMMUNITY_SET
  1
end-set
!
route-policy BGP_ROUTE_POLICY
  if destination in (10.5.5.0/24) then
    set extcommunity color COLOR_EXT_COMMUNITY_SET
  endif
  pass
end-policy
!
router ospf 1
 router-id 3.3.3.3
 segment-routing mpls
 area 0
  mpls traffic-eng
  interface Loopback0
   prefix-sid absolute 20301
   prefix-sid algorithm 128 absolute 20302
  !
  interface GigabitEthernet0/0/0/0
   cost 30
   network point-to-point
  !
  interface GigabitEthernet0/0/0/1
   network point-to-point
  !
 !
 flex-algo 128
  advertise-definition
 !
!
router bgp 100
 bgp router-id 3.3.3.3
 address-family ipv4 unicast
  network 10.5.5.0/24
 !
 neighbor 1.1.1.1
  remote-as 100
  update-source Loopback0
  address-family ipv4 unicast
   route-policy BGP_ROUTE_POLICY out
  !
 !
!
segment-routing
 traffic-eng
            


interface Loopback0
 ipv4 address 4.4.4.4 255.255.255.255
!
interface GigabitEthernet0/0/0/0
 ipv4 address 10.3.3.4 255.255.255.0
!
interface GigabitEthernet0/0/0/1
 ipv4 address 10.4.4.4 255.255.255.0
!
router ospf 1
 router-id 4.4.4.4
 segment-routing mpls
 area 0
  mpls traffic-eng
  interface Loopback0
   prefix-sid absolute 20401
  !
  interface GigabitEthernet0/0/0/0
   network point-to-point
  !
  interface GigabitEthernet0/0/0/1
   network point-to-point
  !
 !
!
segment-routing
 traffic-eng
            

 

基本設定と状態の確認

OSPFの設定確認

ルータが参加するFlex Algoのトポロジーはflex-algo <algorithm-id>コマンドで定義します。そして、定義したトポロジーの情報をOSPFで広報するには、advertise-definitionコマンドを設定します。

Prefix SIDのAlgorithm IDはprefix-sidコマンドのalgorithmオプションで指定します。

R3

router ospf 1
 area 0
  interface Loopback0
   prefix-sid absolute 20301
   prefix-sid algorithm 128 absolute 20302
  !
 !
 flex-algo 128
  advertise-definition
            

 

OSPFの状態確認

R3が生成したLSPを見ると、SR-Algorithm Sub-TLVに0と128が格納されていることが確認できます。
(SR FAD TLVは別の記事で扱います。)

R3

RP/0/RP0/CPU0:R3#show ospf database opaque-area 4.0.0.0 adv-router 3.3.3.3

            OSPF Router with ID (1.1.1.1) (Process ID 1)

                Type-10 Opaque Link Area Link States (Area 0)

  LS age: 493
  Options: (No TOS-capability, DC)
  LS Type: Opaque Area Link
  Link State ID: 4.0.0.0
  Opaque Type: 4
  Opaque ID: 0
  Advertising Router: 3.3.3.3
  LS Seq Number: 80000009
  Checksum: 0x58b4
  Length: 92

    Router Information TLV: Length: 4
    Capabilities:
      Graceful Restart Helper Capable
      Stub Router Capable
      Traffic Engineering enabled area
      All capability bits: 0x70000000

    Segment Routing Algorithm TLV: Length: 3
      Algorithm: 0
      Algorithm: 1
      Algorithm: 128

    Segment Routing Range TLV: Length: 12
      Range Size: 8000

        SID sub-TLV: Length 3
         Label: 16000

    Node MSD TLV: Length: 2
        Type: 1, Value 10

    Segment Routing Local Block TLV: Length: 12
      Range Size: 1000

        SID sub-TLV: Length 3
         Label: 15000

    Segment Routing FAD TLV: Length: 4
      Flex Algo Number : 128
      Flex Algo Metric Type : 0
      Flex Algo Priority : 128
      Flex Algo Calc_type : 0

    Dynamic Hostname TLV: Length: 2
      Hostname: R3
            

 

以下はR3が生成したRI Opaque LSAのキャプチャになります。SR-Algorithm TLVに0と128が格納されていることが確認できます。

 

R3が生成したOSPFv2 Extended Prefix Opaque LSAを見ると、Algorithm IDが0と128のPrefix SIDのIndexが格納されていることが確認できます。

R3

RP/0/RP0/CPU0:R3#show ospf database opaque-area 7.0.0.1 adv-router 3.3.3.3

            OSPF Router with ID (1.1.1.1) (Process ID 1)

                Type-10 Opaque Link Area Link States (Area 0)

  LS age: 550
  Options: (No TOS-capability, DC)
  LS Type: Opaque Area Link
  Link State ID: 7.0.0.1
  Opaque Type: 7
  Opaque ID: 1
  Advertising Router: 3.3.3.3
  LS Seq Number: 80000009
  Checksum: 0xfb24
  Length: 56

    Extended Prefix TLV: Length: 32
      Route-type: 1
      AF        : 0
      Flags     : 0x40
      Prefix    : 3.3.3.3/32

      SID sub-TLV: Length: 8
        Flags     : 0x0
        MTID      : 0
        Algo      : 0
        SID Index : 4301

      SID sub-TLV: Length: 8
        Flags     : 0x0
        MTID      : 0
        Algo      : 128
        SID Index : 4302
            

 

以下はR3が生成したOSPFv2 Extended Prefix Opaque LSAのキャプチャになります。Algorithm IDが0と128のPrefix SIDのIndexが格納されていることが確認できます。

 

Algorithm ID 0のトポロジーを使用した場合

SR-TE Policyの設定

R1でODNが有効なSR-TE Policyを設定します。デフォルトではODNが有効なSR-TE PolicyはAlgorithm IDが0のトポロジーを使用します。

R1

segment-routing
 traffic-eng
  on-demand color 1
   dynamic
            

 

SR-TE Policyの設定

R1のSR-TE Policyを見ると、Algorithm ID 0のPrefix SIDを使用していることが確認できます。

R1

RP/0/RP0/CPU0:R1#show segment-routing traffic-eng policy

SR-TE policy database
---------------------

Color: 1, End-point: 3.3.3.3
  Name: srte_c_1_ep_3.3.3.3
  Status:
    Admin: up  Operational: up for 00:25:23 (since Jun 21 13:47:33.577)
  Candidate-paths:
    Preference: 200 (BGP ODN) (active)
      Requested BSID: dynamic
        Maximum SID Depth: 10
      Dynamic (valid)
        Metric Type: TE,   Path Accumulated Metric: 3
          20301 [Prefix-SID, 3.3.3.3]
    Preference: 100 (BGP ODN)
      Last error: Constraint cannot be enforced: flex-algorithm
      Requested BSID: dynamic
      PCC info:
        Symbolic name: bgp_c_1_ep_3.3.3.3_discr_100
        PLSP-ID: 1
        Maximum SID Depth: 10
      Dynamic (pce) (invalid)
        Metric Type: NONE,   Path Accumulated Metric: 0
  Attributes:
    Binding SID: 24004
    Forward Class: Not Configured
    Steering labeled-services disabled: no
    Steering BGP disabled: no
    IPv6 caps enable: yes
            

 

疎通確認

R1の1.1.1.1からR3の10.5.5.3へTracerouteを実施します。

 

パケットがR4を経由していることが確認できます。

R1

RP/0/RP0/CPU0:R1#traceroute 4.4.4.4 source 1.1.1.1

Type escape sequence to abort.
Tracing the route to 10.5.5.3

 1  10.1.1.2 [MPLS: Label 20301 Exp 0] 63 msec  67 msec  60 msec
 2  10.3.3.4 [MPLS: Label 20301 Exp 0] 71 msec  58 msec  45 msec
 3  10.4.4.3 62 msec  *  73 msec
            

 

Algorithm ID 128のトポロジーを使用した場合

SR-TE Policyの設定

R1でAlgorithm ID 128のトポロジーを使用するODNが有効なSR-TE Policyを設定します。使用するトポロジーのAlgorithm IDはsid-algorithm <id>コマンドで指定します。

R1

segment-routing
 traffic-eng
  on-demand color 1
   dynamic
    sid-algorithm 128
            

 

SR-TE Policyの設定

R1のSR-TE Policyを見ると、Algorithm ID 128のPrefix SIDを使用していることが確認できます。

R1

RP/0/RP0/CPU0:R1#show segment-routing traffic-eng policy

SR-TE policy database
---------------------

Color: 1, End-point: 3.3.3.3
  Name: srte_c_1_ep_3.3.3.3
  Status:
    Admin: up  Operational: up for 00:35:22 (since Jun 21 13:47:33.577)
  Candidate-paths:
    Preference: 200 (BGP ODN) (active)
      Requested BSID: dynamic
      Constraints:
        Prefix-SID Algorithm: 128
        Maximum SID Depth: 10
      Dynamic (valid)
        Metric Type: TE,   Path Accumulated Metric: 3
           20302 [Prefix-SID: 3.3.3.3, Algorithm: 128]
    Preference: 100 (BGP ODN)
      Last error: Constraint cannot be enforced: flex-algorithm
      Requested BSID: dynamic
      PCC info:
        Symbolic name: bgp_c_1_ep_3.3.3.3_discr_100
        PLSP-ID: 1
      Constraints:
        Prefix-SID Algorithm:  128
        Maximum SID Depth: 10
      Dynamic (pce) (invalid)
        Metric Type: NONE,   Path Accumulated Metric: 0
  Attributes:
    Binding SID: 24004
    Forward Class: Not Configured
    Steering labeled-services disabled: no
    Steering BGP disabled: no
    IPv6 caps enable: yes
            

 

疎通確認

R1の1.1.1.1からR3の10.5.5.3へTracerouteを実施します。

 

R2⇒R3よりR2⇒R4⇒R3の方がコストが小さいが、R4はAlgorithm ID 128のトポロジーに所属していないため、パケットがR4を経由していないことが確認できます。

R1

RP/0/RP0/CPU0:R1#traceroute 10.5.5.3 source 1.1.1.1

Type escape sequence to abort.
Tracing the route to 10.5.5.3

 1  10.1.1.2 [MPLS: Label 20302 Exp 0] 65 msec  72 msec  63 msec
 2  10.2.2.3 119 msec  *  84 msec
            

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