세그먼트 라우팅의 정의
세그먼트 라우팅의 정의
세그먼트 라우팅(SR)은 네트워크 도메인 전반에서 트래픽 엔지니어링 및 관리를 간소화하는 소스 기반 라우팅 기법입니다. 네트워크의 전송 라우터 및 노드에서 네트워크 상태 정보를 제거하고 경로 상태 정보를 수신 노드의 패킷 헤더에 배치합니다.
정보가 전송 노드에서 패킷으로 이동하기 때문에 세그먼트 라우팅은 네트워크 변화에 대한 응답성이 높아 다른 트래픽 엔지니어링 솔루션보다 민첩하고 유연합니다. SR은 트래픽 엔지니어링 기능을 통해 애플리케이션 QoS(Quality of Service)를 제공하며, 네트워크를 통과할 때 최종 사용자와 애플리케이션에 네트워크 서비스를 매핑할 수 있도록 해줍니다.
세그먼트 라우팅 개요
세그먼트 라우팅을 이해하려면 먼저 세그먼트 라우팅의 기본 구성 요소를 이해해야 합니다.
SR 도메인: SR 프로토콜에 관여하는 노드 집합입니다. SR 도메인 내에서 노드는 수신/전송/송신 절차를 실행할 수 있습니다.
SR 경로: SR 수신 노드와 SR 송신 노드를 연결하는 세그먼트들을 순서대로 나열한 것입니다. 일반적으로 수신에서 송신까지 최소 비용의 경로를 따릅니다.
SR 세그먼트: 패킷을 네트워크 토폴로지의 어떤 섹션으로 통과시키는 전달 명령입니다. SR은 많은 SR 세그먼트 유형을 정의하며, 가장 자주 사용되는 두 가지는 인접(adjacency) 세그먼트와 접두사(prefix) 세그먼트입니다. 인접 세그먼트는 엄격한 기준으로 전달된 단일 홉 터널입니다. 이는 패킷이 링크 비용에 관계없이 두 노드 사이의 IGP(Internal Gateway Protocol) 인접과 연결된 지정된 링크를 통과하도록 합니다. 접두사 세그먼트는 동일한 비용의 다중 홉 인식 최단 경로 링크를 사용하여 접두사에 도달하는 다중 홉 터널입니다.
세그먼트 라우팅은 데이터센터, 코어, 에지, 액세스 네트워크와 같은 개별 도메인에 구축됩니다.
세그먼트 라우팅 작동 방식
패킷이 SR 수신 노드에 도착하면 정책의 적용을 받습니다. 패킷이 SR 경로에 대한 일치 조건을 만족하는 경우 SR 수신 노드는 세그먼트별로 SR 경로를 통과하는 SR 터널에서 패킷을 캡슐화합니다.
SR 경로의 각 세그먼트는 세그먼트 엔드포인트 노드에서 종료됩니다. 패킷이 세그먼트 엔드포인트에 도착하면 엔드포인트는 가장 바깥쪽에 있는 패킷 레이블 또는 헤더를 검사하여 해당 세그먼트를 획득합니다. 그런 다음 가장 바깥쪽 레이블 또는 헤더를 내보내고 패킷을 다음 세그먼트 엔드포인트로 전달합니다. 이 프로세스는 패킷이 SR 송신 노드일 수 있는 최종 세그먼트 엔드포인트에 도착할 때까지 계속됩니다.
패킷이 SR 송신 노드에 도착하면 해당 노드가 패킷이 경로 끝에 있는지 여부를 결정합니다. 경로 끝에 있는 경우 노드는 SR 헤더 정보를 제거하고 대상 IP 주소를 기준으로 패킷을 전달합니다.
전송 라우터는 단순히 SR 세그먼트 식별자(SID)를 기반으로 패킷을 전달하므로 SR을 사용하여 최종 사용자 또는 애플리케이션과 연결된 패킷을 특정 네트워크 기능 서비스에 매핑할 수 있습니다. 이 작업은 서비스가 적용될 경로를 매핑하고 서비스에 대한 지침과 서비스 게이트웨이의 추가 경로 정보를 SR 도메인 송신 라우터에 제공하면서 수행합니다.
세그먼트 라우팅의 이점
SR의 주요 이점은 네트워크를 단순화하고 리소스 활용을 줄임으로써 네트워크를 보다 쉽게 관리하고 운영할 수 있도록 해주는 데 있습니다.
네트워크에서 SR이 선호되는 데는 다른 이점들도 있습니다.
- SR은 경로 프로비저닝 및 변경을 위해 터치해야 하는 노드 수를 줄입니다. 이를 통해 SR은 네트워크 변화에 더욱 기민하게 대응하여 다른 트래픽 엔지니어링 솔루션보다 민첩하고 유연해집니다.
- SR 트래픽 엔지니어링은 애플리케이션 QoS를 제공하고 최종 사용자와 애플리케이션이 네트워크를 통과할 때 네트워크 서비스를 매핑합니다.
- SR은 헤드엔드 복원 및 TI-LFA(Topology-Independent Loop-Free Alternate) 기술을 통해 복원력을 제공하므로 네트워크 중단 시 경로 안정성에 도움이 됩니다.
WAN PCE 컨트롤러와 함께 사용할 경우 SR은 추가적인 이점을 제공합니다.
- 컨트롤러가 링크 속성 및 경로 제약 조건을 할당하고 CSPF(Constrained Shortest Path First) 계산을 수행할 수 있으므로 단순화된 트래픽 엔지니어링을 통해 대역폭 예약을 제공합니다.
- 네트워크에 SRv6, SR-MPLS 또는 SRm6을 구축할 경우 전환에 따른 위험이 줄어듭니다. MPLS 및 IPv6을 비롯한 여러 포워딩 플레인에 대해 이기종 지원을 제공하여 이를 구현할 수 있습니다.
- 네트워크 서비스에 대한 패킷 플로우와 같은 실시간 네트워크 상태를 지속적으로 평가하고, 네트워크 동작 및 성능을 모니터링하며, CLI를 통해 여러 라우터에 변경 사항을 푸시하지 않고도 네트워크 전체에 자동으로 분산될 수 있는 변경 사항을 한 번에 수행함으로써 폐쇄 루프 자동화를 촉진합니다.
- 이를 통해 설정된 요구 사항당 특정 네트워크 경로를 정의함으로써 최종 사용자의 경험 품질을 향상시킵니다(네트워크 슬라이싱에도 사용됨).
세그먼트 라우팅 컨트롤러를 사용한 트래픽 엔지니어링
SR 컨트롤러는 서비스 프로바이더 및 엔터프라이즈 네트워크에서 SR 포워딩 플레인에 대해 중앙 집중식 경로 계산, 트래픽 엔지니어링, 세분화된 가시성 및 트래픽 플로우 제어를 제공하는 일종의 SDN 컨트롤러입니다. SR 컨트롤러를 사용하면 네트워크 운영자가 예방적 모니터링과 계획을 수립하고, 지정된 제약 조건에 따라 대량의 트래픽 부하를 동적으로 라우팅하여 네트워크 인프라를 최적화할 수 있습니다.
컨트롤러의 주요 이점은 세그먼트 라우팅만으로는 어려운 대역폭 예약을 제공할 수 있다는 것입니다. 세그먼트 라우팅은 전송 라우터에서 패킷으로 경로 상태 정보를 이동하므로, 네트워크 전체에 경로 정보를 배포하는 LDP(Label Distribution Protocol) 및 RSVP-TE(Resource Reservation Protocol-Traffic Engineering)와 같은 프로토콜이 필요하지 않습니다. RSVP-TE는 대역폭 예약을 위한 메커니즘을 제공하므로 대역폭 예약이 이미 구현된 네트워크에서 이를 제거하는 것은 문제가 될 수 있습니다.
SR 컨트롤러는 전체 네트워크 토폴로지 및 해당 트래픽 플로우를 실시간으로 모니터링할 수 있기 때문에 이 문제를 해결합니다. 이 데이터를 사용하여 패킷이 네트워크를 통과하는 명시적 경로를 결정하고, 이러한 경로에 대역폭을 할당할 수도 있습니다. 경로를 계산하고 링크 대역폭을 할당하면 컨트롤러가 이 정보를 데이터베이스에 추가합니다. 기존 대역폭의 컨트롤러 요인은 새로운 경로를 계산하거나 혼잡 또는 기타 동적 네트워크 조건으로 인해 트래픽을 다시 라우팅하기 전에 필요합니다.
SR 컨트롤러는 세 가지 기본 작업을 수행합니다.
- 분석
- 최적화
- 자동화
컨트롤러는 네트워크에서 세부적인 원격 측정 데이터를 수집하여 데이터를 분석하고 최적화하여 가장 효율적인 네트워크 경로를 통해 트래픽을 터널링하거나 SLA 요구 사항을 충족하거나 혼잡 문제를 사전 예방적으로 해결하는 등의 지능적인 작업을 수행할 수 있도록 지원합니다.
NorthStar Controller는 트래픽 최적화를 위한 주니퍼의 WAN SDN(software-defined networking ) 컨트롤러로, 이러한 기능을 제공하며 여러 네트워크 도메인을 보고 모니터링할 수 있습니다. NorthStar Controller는 엔드 투 엔드 네트워크 보기와 도메인 간 트래픽 엔지니어링 및 엔드 투 엔드 네트워크 슬라이싱을 실현할 수 있는 기능을 제공합니다.
또한 NorthStar Controller는 라우팅 제어를 중앙 집중화하고 마이그레이션 중에 동일한 인프라에서 여러 컨트롤 플레인을 실행할 수 있는 기능을 제공하여 SR로의 마이그레이션을 지원합니다. NorthStar Controller의 GUI는 네트워크를 보다 간단하게 설계하고 운영할 수 있도록 매우 정교한 네트워크 세부 정보를 제공하는 실시간 네트워크 보기를 제공합니다.
주니퍼 구현
SR은 포워딩 플레인에서 MPLS(SR-MPLS) 또는 IPv6(SRV6)을 사용합니다. 주니퍼는 두 가지 솔루션을 모두 제공합니다. 주니퍼는 SRv6의 단점을 극복하기 위해 SRm6를 개발했습니다. SRm6는 더 작은 압축 라우팅 헤더를 사용하여 SR 헤더의 SID 크기를 줄이고 광범위한 SRv6 구축에서 나타나는 리소스 제약 문제를 완화합니다.
강력한 기능을 갖춘 NorthStar Controller는 SR 컨트롤러 중 유일하게 기본적인 대역폭 예약 이상의 기능을 제공합니다. NorthStar Controller는 경로 다양성을 수용하며 CSPF 계산, 대역폭 일정 관리 및 기타 유용한 기능을 수행할 수 있습니다. 강력하고도 유연한 트래픽 엔지니어링 솔루션인 NorthStar Controller는 대규모 서비스 프로바이더, 클라우드, 기업 네트워크의 SR 및 IP/MPLS 플로우에 대한 정교한 가시성과 제어를 지원합니다.
세그먼트 라우팅이란 무엇인가 FAQ
세그먼트 라우팅이 비즈니스 수익성을 높이는 데 어떤 도움이 될까요?
먼저, 네트워크의 트래픽 전송 프로세스를 단순화하여 운영 비용 및 자본 지출을 절감할 수 있습니다. 세그먼트 라우팅은 중간 라우터에서 네트워크 상태 정보를 제거하는 대신 경로 정보를 수신 노드의 패킷 헤더에 배치합니다. 이 접근 방식은 네트워크 전반의 전체 전송 경로에 따르는 장비, 전력 및 운영 리소스 요건을 줄여줍니다.
또한 세그먼트 라우팅은 새로운 서비스 및 보다 향상된 성능에 대한 수요를 일관된 사용자 경험과 함께 쉽고 알맞게 충족하도록 지원합니다. 이러한 목표를 달성하려면 통제, 민첩성, 애플리케이션, 의식 및 간소화된 트래픽 관리 체계를 제공하는 네트워크 전송 솔루션이 필요하며, 세그먼트 라우팅이 제공합니다.
Omdia의 독립 연구 보고서인 5G 세대의 세그먼트 라우팅에서는 네트워크 운영자들이 세그먼트 라우팅을 채택하는 주요 이유를 요약합니다.
- 운영 및 자본 비용 감소
- 네트워크 확장성 및 가용성 개선
- 서비스별 정책, 확정 또는 SLA(서비스 수준 계약) 및 네트워크 슬라이싱 지원
- 차별화되고 가치 부가된 서비스 제공에 엄청난 유연성
- 5G 및 사물 인터넷(IoT) 연결을 포함한 신뢰할 수 있는 모빌리티 서비스 제공 능력
세그먼트 라우팅은 업계의 움직임이 동일한 물리 네트워크 인프라에서의 구동을 위해 가상의 격리된 논리 네트워크를 허용하는 보장된 네트워크 슬라이싱을 향함에 따라 특히 중요하게 됩니다. 각 슬라이스는 서비스 품질을 위해 차별화되고 맞춤화된 애플리케이션 및 가입자 요건을 충족하는 기능을 통해 동적으로 생성된 세그먼트 라우팅 경로에 배치될 수 있습니다.
세그먼트 라우팅은 서비스 품질 개선 또는 보증을 위해 네트워크 자동화와 어떻게 협력합니까?
Juniper Paragon Automation과 같은 네트워크 자동화 솔루션을 세그먼트 라우팅과 결합하면 차별화된 고객 경험을 제공할 수 있으며 보다 효율적으로 네트워크를 최적화할 수 있습니다.
예를 들어, WAN SDN 컨트롤러를 통한 세그먼트 라우팅은 지연 기반 라우팅을 통해 보다 세분화된 SLA가 가능합니다. 네트워크 세그먼트 또는 최근 가장 낮은 지연 수준을 경험한 지리적 지역의 사용자에게 동적인 서비스를 제공하여 세그먼트 라우팅은 자동화를 통해 저렴한 비용으로 서비스와 애플리케이션 성능를 보장합니다.
일부 애플리케이션은 올바른 작동을 위해 엄격한 엔드투엔드 지연 또는 패킷 손실 요건을 반드시 충족해야 합니다. 자동화 없이 운영자는 이러한 애플리케이션 수요에 맞춰진 차별화된 서비스 수준을 보장하는 데 필요한 네트워크 민첩성이 부족합니다.WAN SDN 컨트롤러 역할을 하는 Paragon Automation은 몇 가지 다른 방법으로 서비스 수준 목표를 충족하기 위해 최적의 경로에 트래픽을 자동으로 배치합니다.
- 지연, 지터, 패킷 손실 및 기타 메트릭에 대한 목표를 충족하지 않는 경로를 피하기 위해 네트워크 전반의 텔레메트리를 분석하세요.
- 성능 목표를 충족하기 위한 네트워크 경로 계산
- 최적의 경로 배치 자동화
자동화는 새로운 서비스의 보다 빠른 시장 진출을 가능하게 만드는 동시에 네트워크의 예측성, 복원력 및 SLA를 개선합니다. 자동화는 또한 SLA를 더욱 개선하기 위해 폐쇄 회로 문제 해결이 포함된 더욱 진보된 사용 사례를 향한 경로에 운영자를 배치하며, 데이터 플레인에서 엔드투엔드 서비스 품질을 지속적으로 측정하는 강력한 서비스 기반 인사이트를 통해 이를 달성합니다.
세그먼트 라우팅과 WAN SDN 컨트롤러의 결합이 코로나19 시대에 어떤 도움이 됩니까?
펜데믹이 창궐하면서 재택근무자를 지원하려는 수요가 증가하였고 반도체 공급망 부족으로 인한 네트워크 장비 수급이 어려워졌으며, 새로운 장비를 테스트하고 구축하기 위한 적절한 현장 직원 고용에 대한 우려가 증가하였습니다. 네트워크를 '더 뜨겁게' 운영하여 자산을 최상으로 활용하는 것은 이러한 문제를 완화하고 자본 지출 소비를 줄여 수익성을 향상시키는 데 도움이 되는 떠오르는 솔루션입니다.
WAN SDN 컨트롤러를 통한 세그먼트 라우팅은 운영자가 역동적으로 리소스 활용을 최적화하고 피크 트래픽 수요를 충족하기 위한 과도한 프로비저닝으로 인해 자주 보이지 않아 낭비되는 용량을 활용하여 네트워크 자본 지출을 줄이는 데 도움이 됩니다. 세그먼트 라우팅 및 SDN(Software-Defined Networking)을 함께 활용하면 수요에 따른 대역폭 요건을 충족하는 서비스 경로 배치를 여러 방법으로 자동화합니다.
- 네트워크 전반 활용에 대한 실시간 가시성 활용
- 혼잡을 피하기 위한 경로 계산 자동화
- 활용 수준을 바탕으로 한 트래픽 기반/LSP(Label-Switched Paths)의 프로비저닝 및 최적화 자동화
이러한 프로세스는 경로 배치 및 지속적인 최적화에 대한 고급 알고리즘을 사용하여 네트워크의 사용 가능한 용량을 확장합니다. 소프트웨어 정의 컨트롤 구동에 대한 분석을 통해 이들을 결합하면 네트워크는 자동으로 혼잡을 피할 수 있습니다.
왜 주니퍼의 세그먼트 라우팅이 올바른 선택인가요?
Juniper Paragon Pathfinder는 업계에서 세그먼트 라우팅을 위한 가장 강력하고 완전한 기능을 갖춘 WAN SDN 컨트롤러입니다. 이는 5G 및 클라우드 시대에 서비스 품질 보장에 필요한 잘게 세분화된 소프트웨어 정의 컨트롤을 가능하게 합니다. 컨트롤러는 대역폭 예약을 통해 경로 계산을 수행하고 다양한 네트워크 요소에서 지속적으로 텔레메트리 데이터를 수신 및 분석하여 활성 네트워크 감시를 실시합니다. 컨트롤러는 네트워크 지연 또는 혼잡 및 섬유 절단과 같이 이미 발생한 단절을 피하기 위해 전략적인 시간에 경로 계산을 수행할 수 있습니다. 또한 텔레메트리 데이터 분석을 기반으로 발생할 것으로 예상되는 향후 네트워크 이벤트를 중심으로 라우팅할 수도 있습니다.
종합적으로 세그먼트 라우팅 및 Paragon Pathfinder는 트래픽 처리에 혁신적인 접근 방식을 제공하며, 이는 트래픽 엔지니어링 및 Fast Reroute 등의 우선순위 활동을 처리하는 데 사용할 수 있습니다. 해당 방식을 사용할 때, 세그먼트 라우팅은 루팅 프로토콜, 네트워크 설계 및 네트워크 운영을 간소화합니다. 게다가 WAN SDN 컨트롤러라는 조건 속에서 구축된 세그먼트 라우팅은 추가적인 간소화를 위한 LSP 관리의 필요성을 제거합니다.
세그먼트 라우팅 기반 네트워크 트랜스포메이션 활성화에 주니퍼가 선호 벤더인 이유는 무엇인가요?
전환 시에 네트워크 하드웨어를 교체할 필요 없이 기존 주니퍼 인프라에 주니퍼 세그먼트 라우팅을 구축할 수 있습니다. 주니퍼는 고객이 기존에 사용하고 있는 Junos 운영체제를 동일하게 지속적으로 사용하면서 업계 최고의 확장성을 갖춘 세그먼트 라우팅 환경을 구축할 수 있도록 고성능의 프로그래밍 가능한 ASIC을 사용하여 당사 장비를 설계합니다.
주니퍼는 또한 단계별 구축을 통해 마이그레이션을 쉽게 만듭니다. 주니퍼는 세그먼트 라우팅 도입 시 다수의 네트워크 유형을 동시에 지원, 설계 및 관리할 수 있도록 합니다. Juniper Paragon Pathfinder를 통해 여러 컨트롤 플레인을 동시에 실행할 수 있습니다. 이러한 컨트롤 플레인에는 SR-MPLS(Segment Routing over MPLS), LDP(Label Distribution Protocol), RSVP(Resource Reservation Protocol) 및 네이티브 IPv4와 IPv6가 포함됩니다.
