Implantação de segment routing: guia prático para provedores

O que muda em relação ao LDP?

Com LDP, cada roteador escolhe os seus rótulos e os troca com os vizinhos por um protocolo à parte. Com segment routing, o roteamento interno anuncia um índice por loopback, e todos os roteadores calculam o mesmo rótulo.

Na prática, o núcleo MPLS continua encaminhando por rótulos, do mesmo jeito. O que muda é quem distribui esses rótulos e como eles são numerados.

A escolha entre LDP e segment routing é decidida no projeto de MPLS para provedores, de preferência antes de a rede crescer. Trocar depois é possível, mas exige migração planejada em cada roteador.

Os identificadores do segment routing

Cada instrução de caminho no segment routing é um segmento, identificado por um SID. Dois tipos cobrem quase tudo o que um provedor regional usa no dia a dia.

• Prefix SID: identifica um destino, normalmente o loopback de um roteador, e vale em toda a rede.
• Adjacency SID: identifica um enlace específico de um roteador e só tem sentido localmente.
• SRGB: o bloco global de rótulos reservado para os prefix SIDs, igual em todos os roteadores.

Para o transporte comum, basta o prefix SID de cada loopback. Os adjacency SIDs entram na proteção rápida e nos recursos de engenharia de tráfego, calculados automaticamente pelo roteador.

Como funciona a implantação de segment routing?

Cada roteador anuncia, junto com o loopback no IS-IS ou no OSPF, o índice daquele loopback. Os outros somam o índice ao início do bloco global e chegam ao mesmo rótulo, sem nenhuma troca extra.

A implantação de segment routing exige que o roteamento interno já esteja estável, porque é ele que passa a carregar os rótulos. Um IS-IS que oscila derruba o transporte junto.

A conta do rótulo

O rótulo de um destino é o início do bloco global mais o índice anunciado para aquele loopback. Com o bloco começando em 16000, o roteador de índice 1 é alcançado pelo rótulo 16001 em qualquer ponto da rede.

Isso muda o diagnóstico. Com LDP, o técnico precisa consultar cada roteador para saber o rótulo de um destino; com segment routing, o rótulo de cada POP está na tabela de numeração e não muda.

TI-LFA: o caminho reserva calculado antes

O TI-LFA calcula, para cada destino, o caminho que será usado se o enlace principal cair, e já deixa esse caminho instalado no hardware. Quando o enlace cai, a troca é local e imediata.

Se o caminho reserva não é natural na topologia, o roteador empilha rótulos para forçar o tráfego pelo desvio certo. A proteção fica em menos de 50 milissegundos para a maioria das falhas [CONFIRMAR no manual do fabricante], sem RSVP-TE.

Decisões de desenho antes de ligar

Segment routing exige planejamento de numeração antes de ligar, porque bloco e índices precisam valer para a rede inteira. A base de roteamento interno também precisa estar organizada.

• Bloco global de rótulos igual em todos: o SRGB define a faixa usada.
• Índice único por loopback: documentado numa tabela.
• IS-IS ou OSPF já estável: o transporte depende dele.
• TI-LFA ligado: proteção rápida para a maioria das falhas [CONFIRMAR no manual do fabricante].
• Convivência com LDP na migração: os dois podem rodar juntos por um tempo.

A tabela de índices

A tabela de índices é o documento mais importante da implantação. Ela liga cada roteador ao seu loopback, ao seu índice e ao rótulo resultante.

Usar o último octeto do loopback como índice é uma convenção prática, que evita consulta à tabela no dia a dia. O que não pode é dois roteadores com o mesmo índice.

IS-IS ou OSPF como base?

Os dois funcionam, e a escolha costuma seguir o que já roda no backbone. O IS-IS é mais comum em núcleos de provedor e tem a extensão de segment routing descrita na RFC 8667, listada nas fontes.

Se a rede está nascendo, vale considerar o IS-IS desde já. Se já roda OSPF bem organizado, não há motivo para trocar o protocolo só por causa do segment routing.

MTU e a pilha de rótulos

No desvio do TI-LFA e em políticas de engenharia de tráfego, o pacote pode ganhar dois, três ou mais rótulos de uma vez. Cada rótulo soma 4 bytes, e o MTU do núcleo precisa comportar a pilha mais longa, não só a do caminho normal.

O cuidado vale para todo switch de rede que estiver entre dois roteadores, como os de agregação de um POP. Ele não participa do segment routing, mas descarta o quadro maior se o MTU dele ficou no padrão.

Confira também quantos rótulos cada modelo de roteador consegue empilhar no hardware. Equipamentos com limite baixo restringem o desvio que o TI-LFA consegue montar [CONFIRMAR no manual do fabricante].

Implantação de segment routing passo a passo

A implantação de segment routing passo a passo liga o recurso roteador por roteador, com o LDP ainda ativo, e só desliga o LDP no fim. O exemplo ativa segment routing MPLS no IS-IS, com índice 1 para o loopback e TI-LFA nos enlaces.

1. Inventário: confira se todos os roteadores do núcleo suportam segment routing na versão instalada.
2. Numeração: feche a tabela de índices e o bloco global antes da primeira janela.
3. Ativação: ligue o segment routing no IS-IS de um roteador por vez, mantendo o LDP.
4. Preferência: quando todos tiverem rótulos, faça os roteadores preferirem os rótulos do segment routing.
5. Proteção: ative o TI-LFA nos enlaces e confira o caminho reserva de cada destino.
6. Desligamento: com tudo validado, desligue o LDP enlace por enlace.

segment-routing
 global-block 16000 23999
!
router isis CORE
 is-type level-2-only
 net 49.0001.0102.5500.0001.00
 address-family ipv4 unicast
  metric-style wide
  segment-routing mpls
 !
 interface Loopback0
  passive
  address-family ipv4 unicast
   prefix-sid index 1
 !
 interface TenGigE0/0/0/0
  point-to-point
  address-family ipv4 unicast
   fast-reroute per-prefix
   fast-reroute per-prefix ti-lfa

Com índice 1 e bloco começando em 16000, o rótulo deste roteador é 16001 em toda a rede.

Na prática: migrar um núcleo com LDP

Num núcleo com seis roteadores e LDP em produção, a migração pode ser feita em janelas curtas, sem parar os serviços. A ordem abaixo mantém sempre um caminho rotulado funcionando.

1. Primeira janela: segment routing ligado nos dois roteadores do POP central, com o LDP intacto.
2. Janelas seguintes: os demais roteadores recebem o segment routing, um ou dois por vez.
3. Virada: com todos convertidos, a preferência passa para os rótulos do segment routing, e os serviços seguem no ar.
4. Limpeza: depois de alguns dias estável, o LDP é desligado e retirado da configuração padrão.

No Cisco IOS-XR, a preferência é ligada com a opção sr-prefer no segment routing do IS-IS. Se algum roteador não suportar o recurso, um servidor de mapeamento anuncia os índices por ele durante a convivência.

Quando vale trocar o LDP por segment routing?

Vale quando a rede quer proteção rápida sem RSVP-TE, rótulos previsíveis para operar e menos protocolos no núcleo. Se os equipamentos não suportam o recurso, o LDP continua sendo uma escolha válida.

O segment routing roda sobre o roteamento interno, então o IS-IS ou o OSPF precisam estar organizados. Por cima dele vêm os serviços, como VPNs de camada 3 e EVPN, que não percebem a troca do transporte.

Veja a configuração de IS-IS para a base e a implantação de EVPN para os serviços. Se o núcleo roda OSPF, a configuração de OSPF mostra o que organizar antes.

Em enlaces longos sobre DWDM, a proteção do TI-LFA ajuda a absorver o rompimento de fibra sem depender só da proteção óptica. O ganho é maior em anéis, onde sempre existe um caminho alternativo.

Erros comuns na implantação de segment routing

Quase todo problema de segment routing vem de numeração. O restante vem de desligar o LDP cedo demais.

O índice repetido é o erro de efeito mais estranho: o tráfego para um roteador chega em outro, e alguns serviços funcionam enquanto outros somem. O roteador costuma registrar o conflito no log, mas só quem olha percebe.

Já o TI-LFA sem caminho alternativo engana na validação. Em topologias em linha, sem anel, não existe desvio possível, e a proteção fica ligada sem proteger nada.

Checklist de validação

Confira rótulos e proteção depois de ligar cada roteador, e não só no fim da migração. A prova final é derrubar um enlace em janela e ver o tráfego seguir.

show isis segment-routing label table
show isis database verbose
show isis fast-reroute summary
show mpls forwarding

A Táquion Tech planeja o segment routing dentro do projeto de MPLS do provedor, com a tabela de índices, a ordem de migração e os testes de queda escritos antes da primeira janela.

Perguntas frequentes sobre implantação de segment routing

Thiago Manoel

Responsável técnico da Táquion Tech · Registro profissional [PREENCHER]

Mais de 15 anos em operações de rede, com gestão de infraestruturas de TI, administração de data centers e condução de equipes em migrações de TI e telecomunicações, com foco em alta disponibilidade e segurança.

A Táquion Tech é uma empresa de engenharia de redes de Balneário Camboriú (SC) que projeta, opera e dá suporte a redes de provedores de internet e de empresas.

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