Traffic Steering for Service Function Chaining

Posted 2021-01-12 031602523liu

Introduction

• 目前通过vlan标签来把流量引向对应的sfc
• 以前的sfc静态（SFs相邻组成SFC），有了sdn之后具有动态性。（SFs不需要彼此相邻。将流量动态地导向所需的SFs。）
• 流量转向方法的分类分为三类：
  • 基于包标头
  • 基于包标记
  • 基于个性化的SDN交换机。

SFC介绍

• SFC定义为三层架构;一个数据平面，一个SFC覆盖层，和一个控制平面。
  • 第一层：互联的网络设备。（硬件）
  • 第二层：SFC元素，比如，业务分类器(CL)、服务功能转发器(SFF)和SFs。应该由软件实现，配置在通用硬件上。实现了灵活性。可以部署在任何的硬件上，任意的组成SFC。
  • 第三层：负责管理一层和二层。
• SFC工作流程：

控制平面配置流量分类器、计算Service Function Paths (SFP)，配置好的流量分类器对流量过滤并识别出对应的SFC，转发给SFF（Service Function Forwarder），通过SFF发送给SFs。

• SFs之间通过隧道技术连接。

NFV介绍

• NFV框架由三个核心组件组成:
  • 虚拟网络功能(VNF)
  • 网络功能虚拟化基础设施(NFVI)
  • 管理和编制架构框架(NFV- MANO)
• VNFs是网络功能的软件设备，将部署在NFVI中。NFVI由VNFs内置的环境组成，包括硬件和软件系统。这个环境是由NFV-MANO管理和安排的。

SFC中的流量导向问题

• 顾名思义，流量的指挥官，一般放在CL和SFF中。
• 流量转向方法的分类分为三类：
  • 基于包标头
  • 基于包标记
  • 基于个性化的SDN交换机

the first is based on packet headers for traffic steering,
the second is based on specific tags or re-interpreting some packet fields,
the third is based on personalized switching functionalities and daemons

• SFC的转发或流量导向包括以下操作:分类、识别、路由，有时还包括封装。
  • 分类：分类过程允许根据策略配置文件，过滤流量。
  • 识别：避免重复的执行分类，其他的SFC元素根据分类结果来进行识别。
  • 路由：SFs之间的隧道技术。路由操作就是选择SFP中的下一个SFC元素。
• 两种封装：
  • 传输封装：用于SFs之间的隧道。
  • SFC封装：数据包中封装有关SFP的路径信息。

基于包头的流量导向方法

• NSH：SFC中的一个转发协议，CL在数据包上加入NSH头部来标识流量路径并共享元数据。
• SCH：与NSH类似，SCH包含两种类型的字段，一个强制字段和一个可选字段。对于强制字段，代表流量的标识符，SFF和SF用它来进行流量导向。可选字段用于区分不同的元数据。
• IPv6扩展：扩展IPv6头部来进行流量导向。
• SRH：对SFP进行编码。SFC元素的IPv6地址写在报头。因此，CL插入相应的报头，SFFs根据报头中编码的IP地址来控制流量。
• IP协议扩展：ip头部用一个标识符来代表路径。

缺点：这么多方法，很难具有普遍性。而且怎加包头也会增加开销。

基于包标记的流量导向方法

• 原理就是使用现有字段。
• 基于MAC地址
• 基于Vlan标签
• 基于MPLS标签

缺点：原来的字段可能用于其他策略，假如被修改什么的可能会导致错误的导向。

基于可编程交换机方法

• 用SDN交换机充当CL和SFF，有了流表机制，流量导向更加灵活。

缺点：规则数量的增加影响了交换机的内存、处理和总体交换机性能，从而增加了包的交付时间。

Never forget your original intention