Intelligent Routing in the Core Networks

Einleitung:
Das technische Durchdringen von Segment Routing, insbesondere dessen spezielle Eigenschaft, Flex Algo, ist das Hauptthema dieser Thesis. Hierbei soll nicht nur diese junge Technologie im Labor konfiguriert und getestet werden, sondern auch der Aufbau und die Implementationsmöglichkeiten, wie auch mögliche Schwierigkeiten und Hindernisse durchleutet werden.

Problemstellung:
Bei den heutigen Routingprotokollen machen die Router unter sich einen besten Pfad ab, durch den alle Pakete verschickt werden. Alle anderen vorhandenen Pfade werden dabei vom eingesetzten Protokoll nicht mehr beachtet, sofern sie nicht als Backup vorgesehen sind. Dies ist nicht nur nicht wirtschaftlich, da jene Wege, welche für das Protokoll nicht interessant sind, zwar vorhanden aber nicht (für andere Zwecke) benutzt werden; es stellt ebenfalls eine nicht zu unterschätzende Verschwendung von Ressourcen dar.
Durch die wachsende Anzahl der Applikationen und ihre immer wachsende Bedeutung gewinnen diese nicht genutzten Verbindungen an Bedeutung. Nicht alle Pakete benöti-gen den vom Routingprotokoll vorgegebenen schnellsten oder billigsten Weg. Eine VoIP Applikation setzt möglichst wenig Paketverlust voraus, während ein Videogame den schnellst möglichen Weg favorisiert.
Diesem Umstand, dass eine Applikation ihre Wünsche an das Routing äussern darf, trägt der neue Standard, der massgeblich durch Cisco initiiert wurde, Rechnung.

Vorgehen / Technologien:
Mit dem neuen Standard Segment Routing (SR) sind die Routinganweisungen nicht mehr in den einzelnen Nodes des Netzwerks, womit diese auch keine Tabellen mehr hierfür unterhalten müssen, was die Aufgaben der Router verringert. Dadurch können die Ressourcen des Netzwerks effizienter eingesetzt werden. Darunter erstellt und unterhält das Netzwerk geeignete Segmente. In diesen Segmenten werden unabhängig voneinander verschiedene Befehle und Algorithmen ausgeführt.
Jedes Paket, welches durch das Netzwerk transportiert werden muss, trägt die Routing-informationen als Header mit sich. Das Ziel eines Pakets ist für den Router irrelevant. Der Router muss keine Datenbank mehr darüber führen, welches nicht benachbarte Ziel welche Pfade durchqueren muss. Diese Information trägt ausschliesslich das Paket mit sich. Der Router routet das Paket zum nächsten Router, der im Header des Pakets als «next hop» angegeben ist, und den nächsten Node auf dem Stack des Routingheaders des Pakets abarbeiten kann.
Deshalb ist SR ein Source Routing Protokoll. Bereits bevor ein Paket ins Netzwerk ge-schickt wird, ist seine Route auf Layer 7 bereits berechnet. Somit wird das Netzwerk für dieses Paket stateless und verfolgt den Zustand des Pakets nicht mehr.
Durch den Wegfall gewisser Routingtabellen in den Datenbanken der Router, wie auch den hinfällig gewordenen Unterhalt des Status eines Pakets, kann mehr Logik in die Router und somit in das Netzwerk implementiert werden. Jedes Segment realisiert unter-schiedliche Funktionalitäten, wodurch das Routing insgesamt effektiver wird.