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El regreso del enrutamiento por segmentos
Jul 26, 2019

En sus orígenes, Internet se diseñó con la idea de proporcionar la conectividad de mejor esfuerzo a través de la ruta de menor costo. Había relativamente pocos sitios conectados a Internet y en ellos solo era posible conectar las aplicaciones que cumplían una política de uso aceptable.

 

Hoy en día, miles de millones de empresas, hogares y dispositivos están conectados a Internet. Entre las aplicaciones más sensibles se encuentran la telemedicina, el control del tráfico y las transacciones económicas. Algunas aplicaciones (como el correo electrónico) son tolerantes a la pérdida, la latencia y la variación de la latencia, mientras que otras (como los videojuegos) lo son mucho menos.

 

En el Internet actual, muchas aplicaciones necesitan algo más que la conectividad de mejor esfuerzo a través de la ruta de menor costo. Debido al uso generalizado de estas aplicaciones, los operadores de red deben ofrecer servicios avanzados, como la ingeniería de tráfico y el reenrutamiento rápido a gran escala. Para ofrecer estos servicios avanzados a gran escala, deben reducir la complejidad de la red.

 

El enrutamiento por segmentos (SR, Segment Routing) es un método innovador para dirigir el tráfico que se puede aplicar a problemas tan antiguos como la ingeniería del tráfico y el reenrutamiento rápido. Aplicado a estos problemas, el SR puede simplificar los protocolos de enrutamiento, así como el diseño y las operaciones de la red.

 

Muchos proveedores de equipos de red ofrecen implementaciones de SR interoperables. Sin embargo, la innovación en SR continúa en Juniper Networks y en todo el sector. Esta serie de artículos está pensada para guiar al lector a través de este regreso del enrutamiento por segmentos.

 

Para entender las recientes innovaciones en SR es necesario adquirir primero algunas nociones básicas. Por tanto, uno de los objetivos de esta serie de artículos es revisar los fundamentos del SR. Esta exposición de las características básicas del SR incluirá datos obtenidos a partir de implementaciones y la experimentación, así como una revisión de las especificaciones iniciales.

 

Otro de los objetivos es abordar las mejores prácticas relativas a la implementación y las operaciones del SR. Y finalmente, abordaremos las deficiencias, los nuevos requisitos y las recientes innovaciones en SR.

 

Empezaremos presentando el dominio SR y la ruta SR.

 

Dominio SR

Un dominio SR es un conjunto de nodos que participan en los protocolos SR. Dentro de un dominio SR, un nodo puede ejecutar procedimientos de entrada, de tránsito o de salida. La Figura 1 muestra una red en la que un nodo de origen envía un paquete a un nodo de destino. Los nodos de origen y destino están fuera del dominio SR, pero la ruta entre ellos atraviesa el dominio SR.

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Figura 1: Un dominio SR

 

Cuando el paquete llega al nodo de entrada SR, el nodo de entrada somete el paquete a la política. La política incluye tanto condiciones de coincidencia como acciones. Si el paquete cumple las condiciones de coincidencia, el nodo de entrada SR puede encapsular el paquete en un túnel SR. El túnel SR atraviesa una ruta SR hasta el nodo de salida.

 

La ruta SR se puede diseñar para cumplir cualquier número de restricciones (por ejemplo, el ancho de banda mínimo del enlace, o la latencia máxima de la ruta). Aunque una ruta SR puede seguir la ruta de menor costo hasta el nodo de salida, las restricciones pueden hacer que siga otra ruta.

 

En muchos casos, el nodo de origen y el nodo de entrada SR se encuentran en plataformas de hardware independientes. Por ejemplo, el nodo de origen puede ser una computadora portátil y el nodo de entrada SR, un router. Sin embargo, no siempre es así. En algunos casos, el nodo de origen puede ser una máquina virtual y el nodo de entrada SR, un hipervisor. Ambos pueden residir en la misma plataforma de hardware.

 

Del mismo modo, el nodo de salida SR y el nodo de destino pueden residir en plataformas de hardware independientes. Sin embargo, también pueden encontrarse en la misma plataforma.

 

En una configuración menos habitual, el nodo de origen se encuentra dentro del dominio SR. En este caso, el nodo de origen también es el nodo de entrada SR, porque ejecuta los procedimientos de entrada SR. De igual forma, el nodo de destino también puede residir dentro del dominio SR. En este caso, el nodo de destino también es el nodo de salida SR, porque ejecuta los procedimientos de salida SR.

 

Ruta SR

Una ruta SR es una lista ordenada de segmentos que conecta un nodo de entrada SR con un nodo de salida SR. Aunque una ruta SR puede seguir la ruta de menor costo desde la entrada hasta la salida, también puede seguir otra ruta.

 

Muchas rutas SR pueden compartir un mismo segmento. El ejemplo de la Figura 2 muestra que la ruta A conecta la entrada A con la salida Z, mientras que la ruta B conecta la entrada B con el mismo nodo de salida. Ambas rutas atraviesan el segmento 3.

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Figura 2: Rutas SR que comparten segmento

Cuando un nodo de entrada SR encapsula un paquete en un túnel SR, codifica la lista de segmentos asociada en el encabezado del túnel. Posteriormente, reenvía el paquete en sentido descendente. Los nodos de tránsito procesan el encabezado del túnel y reenvían el paquete del segmento actual al siguiente segmento.

 

Como el nodo de entrada SR codifica la información de la ruta en el encabezado del túnel, no es necesario que los nodos de tránsito mantengan la información de las rutas que soportan. Solo tienen que procesar el encabezado del túnel y reenviar el paquete del segmento actual al siguiente.

 

Esta es la principal ventaja del SR. Al no ser necesario que los nodos de tránsito mantengan la información de las rutas, se evita la sobrecarga que supondría mantener toda esa información. Esto simplifica los protocolos de enrutamiento, mejora las características de escalabilidad y hace que las operaciones de red sean menos problemáticas.

 

Aunque codificar la información de las rutas en el paquete y eliminarla del nodo de tránsito plantea nuevas dificultades, las ventajas de ingeniería son claras. En futuros artículos analizaremos estos pros y contras.

 

Próxima entrega

En la próxima entrega de esta serie de artículos ofreceremos una definición más completa de los segmentos y de los tipos de segmentos.

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