Tornando as redes IP autossuficientes
01/07/2024
Por Pablo Camarillo, Líder de tecnologia na Cisco
O protocolo IP está no centro das nossas vidas. Cada vez que usamos o celular, este está em uma rede IP. Cada vez que enviamos um e-mail é por meio de uma rede IP. Quando assistimos um filme on-line, é por meio de uma rede IP. Quando controlamos nossos eletrodomésticos inteligentes, é por meio de uma rede IP.
Curiosamente, aceitamos o fato de que o protocolo IP não pode fornecer qualquer forma de serviço por si só e precisa de hacks adicionais para resolver suas limitações. Por exemplo, sempre que houver necessidade de fazer engenharia de tráfego, temos que confiar no MPLS. Da mesma forma, o IP não fornece nenhum mecanismo VPN nativo. Isso foi resolvido com VXLAN, GRE ou qualquer um dos diversos protocolos de tunelamento de VPN. Este também é o caso do NSH para encadeamentos de serviços ou GTP para redes móveis.
Hoje em cada domínio você tem uma limitação e um protocolo de correção (shim) para resolver essa limitação específica. Mas o quadro fica ainda mais complexo: quando precisamos de uma política que atravesse vários domínios, essas camadas shim não são compatíveis entre si, e precisamos implantar gateways (porta de entrada) nos limites dos domínios para traduzir entre protocolos. Este costuma ser o caso das políticas que começam no datacenter (por exemplo, VxLAN) e que devem atravessar o metro (por exemplo, MPLS). Sempre precisamos implantar um gateway entre os dois domínios para realizar a tradução do protocolo.
Há quase 10 anos, um grupo de engenheiros de redes começou a trabalhar para simplificar as redes, trazendo de volta o IP de forma autossuficiente e removendo todas as camadas shim desnecessárias nas quais a indústria tem confiado até agora. Foi isso que levou à criação do SRv6 uSID, com a intenção de tornar o IPv6 autossuficiente. Isso é baseado em três pilares:
- Princípio de ponta-a-ponta: A capacidade de ter uma política única em todos os domínios, desde o host até a nuvem, passando pelo acesso, o núcleo (core) e o metro. Isto é tremendamente benéfico, uma vez que permite remover os gateways colocados nos limites dos domínios. Essas portas de entrada executam funcionalidades do DPI e de conversão de protocolos, portanto, constituem um gargalo em termos de escala e confiabilidade, além do enorme custo que representam. Além da remoção dessas portas de entrada, o princípio ponta-a-ponta também ajuda a aproximar o controle da política da aplicação, o socket, que é quem sabe qual é a intenção necessária para o tráfego.
- Qualquer serviço, sem camadas shim: pode ser criada qualquer forma de engenharia de tráfego, redirecionamento rápido, VPN, segmentação, encadeamento de serviços ou qualquer outro serviço de forma nativa, sem qualquer camada shim. Qualquer protocolo adicional apenas acrescenta complexidade operacional e custos adicionais e é por isso que procuramos a simplificação.
- Implementação escalável, confiável e contínua: o uSID foi criado sobre o componente mais importante: a correspondência com o prefixo IP mais longo. Escondemos o programa de rede por trás deste princípio do protocolo IP com 30 anos de existência. Isso fornece um mecanismo de implantação contínuo que permite codificar um programa de rede uSID entre nós IPv6 legados. Além disso, fornece melhor escala de roteamento. Segundo a Bell Canada, a escala de roteamento que oferece SRv6 uSID é pelo menos 500 vezes melhor que a de MPLS graças ao resumo dos prefixos IP, que permite ter mais nós em cada domínio.
Mas a solução não se limita a construir alguma coisa. A solução também deve oferecer garantias integradas. Não é segredo que a garantia das redes é de suma importância, e que estamos entrando em uma era orientada para a experiência do cliente, em que as redes precisam se focar nos SLA. É por isso que a solução também tem um segundo pilar que são as medições no IP. Isso oferece garantia integrada diretamente nos nós IP, uma vez que a sonda é gerada de forma nativa a partir do hardware. Garante que todas as rotas ECMP sejam medidas e que as medições sejam agregadas e relatadas usando métricas ricas, diferentemente do padrão de fato da indústria (mínimo, máximo e média), que fica muito aquém do ponto de vista estatístico. As medições no IP serão abordadas em um blog subsequente.
Melhor desempenho por domínio
Um paradoxo comum na engenharia é que as soluções projetadas para múltiplos segmentos são frequentemente superadas por soluções personalizadas projetadas para segmentos específicos. Por exemplo, se olharmos para os veículos, um SUV foi projetado para suportar uma ampla variedade de condições de condução. No entanto, um carro esportivo de última geração terá desempenho superior em estradas pavimentadas em termos de velocidade e manuseio, enquanto um veículo off-road terá melhor desempenho do que um SUV em terrenos acidentados. No entanto, este paradoxo é desafiado pelo SRv6 uSID. Os operadores de redes demonstraram que o SRv6 uSID não apenas corresponde, mas supera as soluções personalizadas nos seus respectivos segmentos.
(Acesso livre, não requer assinatura)
Bell Canada, por exemplo, migrou de SR-MPLS para SRv6 uSID na sua rede Metro. Eles obtiveram benefícios econômicos significativos ao eliminar o MPLS, simplificar sua rede evitando a complexidade da RFC 3107 e aumentar a escala de roteamento por meio da sumarização de prefixos IP. Durante o Congresso Mundial de MPLS, Dan Voyer (Fellow da Bell) apresentou a sua implementação (assistir vídeo), destacando como o uSID supera a MPLS para as redes Metro. Dan analisou diversos aspectos, como o desempenho do hardware com maiores capacidades para preencher o plano de dados na velocidade de linha e um consumo reduzido de entradas da FIB e dos contadores, uma escala de roteamento aprimorada com mais nós por domínio e um equilíbrio de carga eficiente devido à entropia amigável com o hardware de uSID, que resolve a problemática de MPLS.
Além disso, Gyan Mishra de Verizon explicou como o uSID supera o VXLAN em ambientes de datacenter oferecendo uma menor sobrecarga de MTU. O uSID fornece 5% menos sobrecarga do que IPv6/UDP/VxLAN para o pacote IMIX médio, portanto, uma estrutura 5% mais barata. Além disso, o uSID atende às necessidades de engenharia de tráfego e permite o controle do host sobre as políticas de rede.
Status da indústria SRv6 uSID
A partir de hoje, o SRv6 uSID tem um suporte amplo entre os fornecedores de roteamento, chips personalizados, código aberto e uma variedade de sócios.
As opiniões expressas pelos autores deste blog são próprias e não refletem necessariamente as opiniões de LACNIC.