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WaveSplitter Japan Inc.

株式会社ウェーブスプリッタ・ジャパン

Linux kernel 4.14以降でのSRv6設定(2018/06/08時点で検証中)

2018/06/06 morikawa

kernel 4.15のUbuntu 18.04で試しています。

前提条件

kernel 4.14以上

ipコマンド(iproute2)が2.4.14以上。2.4.16で試験、kernelに対応したバージョン番号らしい(2.kernel rev)

Ubuntu 17.10.1はkernelが4.13？だった

CONFIG_IPV6_SEG6_LWTUNNEL
CONFIG_IPV6_SEG6_HMAC
CONFIG_IPV6_MULTIPLE_TABLES
CONFIG_IPV6_SUBTREES

/etc/systemctl.conf

net.ipv6.conf.all.seg6_enabled =1
net.ipv6.conf.all.seg6_require_hmac = 0

sysctl –w net.ipv6.conf.all.seg6_enabled=1
sysctl –w net.ipv6.conf..seg6_enabled=1

localsid用のテーブルを作る

# echo 100 localsid >> /etc/iproute2/rt_tables
# ip -6 rule add to fc00::/64 lookup localsid
# ip -6 route add blackhole default table localsid

unknownな物は全てドロップ

試験構成

node X 二つのインターフェースを持つ

2001:3e8:0:4008::39/64 enp14s0f0
2001:3e8:0:4009::39/64 enp14s0f1

node Y 二つのインターフェースを持つ

2001:3e8:0:4009::40/64 enp14s0f0
2001:3e8:0:4010::40/64 enp14s0f1
 

Xのenp14s0f1とYのenp14s0f0は同一セグメント、ISISでIGPを動かし。X loopback(lo)2001:3e8::39/128、Y loopback(lo)2001:3e8::40/128も広報している。Yのenp14s0f1の先に2001:3e8:4014::/64のネットワークが存在する。

    X Y Z
loopback ::38/128 2001:3e8::39/128  2001:3e8::40/128  ::36/128 
int name   enp14s0f0 enp14s0f1 enp14s0f0 enp14s0f1  
IPv6 add 4008::38/64 4008::39/64 4009::39/64 4009::40/64 4010::40/64 4010::36/64
prefix 4008::/64 4009::/64 4010::/64

 

ENCAP T.encap

Xで受け取るパケットを対象に。指定の経路あてのパケットにSRHヘッダー付のIPv6でカプセルする場合

# ip -6 route add 2001:3e8:0:4014::/64 encap seg6 mode encap segs 2001:3e8:0:4009::40 dev enp14s0f1

route add 2001:3e8:0:4014::/64 対象となるパケットのdestination addressのマスク。

L2の時はどう記述するのか？

mode encap T.encapかT.inlineの指定

segs 2001:3e8:0:4009::40 付加するSRHの情報、"mode encap"の時は生成するパケットのDAの指定にもなる。ヘッダ(segs)は複数付けられるから。EndノードでDAは更新される。

dev enp14s0f0 出力するインターフェースの指定

dev かviaかはor

encapする時のSA(ソースアドレス)の指定

ip sr tunsrc set 2001:3e8::39

通常は出力インターフェースのアドレスがセットされるが明示的にloopbackアドレスなどを設定する事が多い。

確認方法は

#ip -6 route
2001:3e8:0:4044::/64 encap seg6 mode encap segs 1 [2001:3e8:0:4009::49 ] dev enp14s0f1 metric 1024 pref medium
#ip sr tunsrc show
tunsec addr 2001:3e8::37

出力されるパケットフォーマット

SA
DA
SRH
SA
DA
Payload
2001:3e8::39
2001:3e8:0:4009::40
2001:3e8:0:4009::40
oiginal
route matched
original

 

T.insert

# ip -6 route add 2001:3e8:0:4060::/64 encap seg6 mode insert segs 2001:3e8:0:4044::100 dev enp14s0f1

DAがprefiix 4060::/64にヒットするパケットにSID=2001:3e8:0:4044::100のSRHをinsertする。シナリオとしては中継するどこかにlocalSID=2001:3e8:0:4044::100が定義されたノードがあり、action End.Xの処理でインターフェースを曲げられる。

T.inline
SA
DA
SRH
payload
original
segs
2001:3e8:0:4044::100
segs
original

insertされたSRHを取る(pop)するのは誰？

End, End.X, End.Tで条件がそろった時にSRHはpop(削除)される。

途中にEnd処理を行わない（SRv6をサポートしていない)ノードがあっても、intertで問題が無い気がする。encapを指定したオーバーレイとしてスマートではあるかもしれないけど。

１：すべてのノードがEnd処理をサポートしていれば、encapを使う必要はない。

２：一部のノードがEnd処理をしなくてもヘッダー付のまま転送してくれるのでinsertでも疎通性は確保できる。

Decap End.DX6

Yでdecapする場合

# ip -6 route add 2001:3e8:4009::40/128 encap seg6local action End.DX6 nh6 :: dev enp14s0f0 table localsid

2001:3e8:4009::40/128 ここで指定するのはDAではなくあくまでもSRHに記述されたSIDの値。しかしdecapの条件はnode Yが受け取れるDAである必要があるのでノードが持つインターフェースのアドレスかloopbackである必要がある。

nh6で指定するのはSID?"::"はlocal RIBを参照とあるけど、最後のvia or devで指定されているのとどっちを優先するのか不明

"End.DX4 nh4"の場合はIPv4アドレスだけでnh6のようなlocal lookupの指定方法は無し

dev or via、出力インターフェースを指定するときは"dev"、nexthopを指定する時は"via"、nh6の指定があるので省略できる気がするけど記述しないと"RTNETLINK answers: No such device"エラーになる。このメッセージの意味が分からずハマった。

既に指定してあるlocalsidを被ると、 "RTNETLINK answers: File exists"エラーになる、このメッセージも紛らわしい。

受け取るパケットフォーマット

SA DA SRH SA DA payload
tunsrc set segs segs original original

original

 

確認は"ip -6 route show table localsid"

loopbackアドレスをSIDにする場合

node X

# ip -6 route add 2001:3e8:0:4014::/64 encap seg6 mode encap segs 2001:3e8::40 dev enp14s0f1

node Y

# ip -6 route add 2001:3e8::40/128 encap seg6local action End.DX6 nh6 :: dev enp14s0f1

IGPによるEnd処理の広報

Q:End.Xの指定は箱固有のインターフェース名を指定してるんじゃないのか？複数の箱に配っても整合性が取れない。固定のノードアドレスなら良いのか。
Q:End.Tで指定するtableの同一性を担保する別なコントロールプレーンが必要ではないのか？

2018年６月時点で実装されているのは、Hawuei, Controle centerでIS-ISで可能？

https://datatracker.ietf.org/doc/draft-bashandy-isis-srv6-extensions/

https://datatracker.ietf.org/doc/draft-li-ospf-ospfv3-srv6-extensions/

NFV等で、ダイナミックにサービス機能を起動する場合にSIDを動的に配布できる。metricを使えば多重化も容易。複数のノードから広報されても同じサービスが提供されるのであれば問題ない。

SRv6以外の設定

インターフェースのアドレス設定はnetplan

deamonの追加はsystemd

 

Zebra2.0での設定例

syntax

set routing-options ipv6 route-srv6 <prefix> nexthop <nexthop> seg6 <mode> segments <segs>
set routing-options ipv6 localsid <sid> nexthop <nexthop> action <end.*> nh6

X encap

 set routing-options ipv6 route-srv6 2001:3e8:0:4014::/64 nexthop 2001:3e8:0:4009::40 seg6 encap segments 2001:3e8:0:4009::40

encap SA指定のコマンド

set routing-options ipvv6 route-srv6 2001:3e8::39

Y decap

set routing-options ipv6 localsid 2001:3e8:0:4009::40/128 nexthop 2001:3e8:0:4010::36 action End.DX6

何故、viaやdevが不要なのか？

VPPでの設定例

https://wiki.fd.io/view/VPP/Segment_Routing_for_IPv6

X encap

vpp-X# sr policy add bsid 2001:3e8::40 next 2001:3e8::40 encap
vpp-X# sr steer l3 2001:3e8:0:4014::/64 via sr policy bsid 2001:3e8::40
vpp-Y# set sr encaps source addr 2001:3e8::39

確認方法

vpp-X# show sr pol
SR policies:
[0].-	BSID: 2001:3e8::40
	Behavior: Encapsulation
	Type: Default
	FIB table: 0
	Segment Lists:
  	[0].- < 2001:3e8::40 > weight: 1
-----------
vpp-X# show sr steering policies
SR steering policies:
Traffic		SR policy BSID
2001:3e8:0:4014::/64	2001:3e8::40

Y deap

vpp-Y# sr localsid address 2001:3e8::40 behavior end.dx6 GigabitEthernet0/5/0 2001:3e8:0:4010::36

確認方法

vpp-Y# show sr localsid
SRv6 - My LocalSID Table:
=========================
        Address:      2001:3e8::40
        Behavior:     DX6 (Endpoint with decapsulation and IPv6 cross-connect)
        Iface:        GigabitEthernet0/5/0 
        Next hop:     2001:3e8:0:4010::36
        Good traffic: [6686 packets : 678832 bytes]
        Bad traffic:  [0 packets : 0 bytes]
--------------------

SIDの使い方

様々なusecaseが考えられているが、ここではサービスチェイニングを考えてみる。

SIDのモデルとしてlocater, function, argumentsの三層が想定されているが128bitをどのように割り当てるかの定義はユーザー任せ。IPv6の経路情報として/64が一般的であると考えると、これにlocaterを合わせて、残り64bitをfunctionとsrgumentsに割り当てるのが自然に思う。

SIDの前半をサービスを実現するpoolのを指定するアドレスとして使用し、後半を使用するサービスの指定に利用する。後半はビット列で複数のサービスを指定できる。

FW, NAT,

FWを2001:3e8:2::1

NATを2001:3e8:2::2

加入者を収容しているサービスの上流側のルータで、加入者に割り当てたプリフィックスに対して、T.insertでFWとNATのsegを指定する。

いやいや、そもそもNAT指定しないと疎通性ないし。

あるサーバーからアドレスAを持つ顧客に対してサービスを付加したい場合、サーバーからの出力を中継するルータにはS::FWのSIDをSRHを付加する(T.inline)。次段のルータはSRHを認識し、出力インターフェースを通常の経路とは異なるインターフェースに出力する。(End.X)

帰りの経路は何処で指定する？

ソースアドレスでひっかけるしかないのか？

ーーーーーーーーーーーーーーーー

localsid

個々のノードに指定される受け取ったSIDがマッチしたら行う処理のこと。

SRv6の処理タイプ

http://www.segment-routing.net/open-software/linux/

action function user case param
T.insert IPv6ヘッダは変更せずSRHを付加する    
T.encaps IPv6ヘッダとSRHを付加するIPv4もpayload可能    
T.encaps.L2 L2のVPN/Tunnel,IPv6ヘッダとSRHを付加 End.DX2の対抗  
End 通常の処理、SRHに基づいてDAを書き換え TE  
End.X xconnect、指定したインターフェースに振る サービスチェイン nh6
End.T 指定したIPv6 tableで参照する 複数の経路表を想定 table
End.DX2 decap L2VPNの終端 L2VPN oif
End.DX6 decap  L3VPN nh6
End.DX4 decap L3VPN nh4
End.DT6 decapして指定のIPv6経路表を参照 L3VPN table
End.DT4 decapして指定のIPv4経路表を参照 L3VPN table
End.B6     srh segs
End.B6.Ecaps     srh segs
End.BM      
End.S      
End.AD 既存サービスの収容 proxy  
End.AM      

 

HMAC（Hash-Based Message Authentication Code）

トラフィック認証。

net.ipv6.conf.*.seg6_require_hmac (integer)

  • -1: Ignore HMAC field.
  • 0: Accept SR packets without HMAC, validate SR packets with HMAC.
  • 1: Drop SR packets without HMAC, validate SR packets with HMAC.

このパラメータに"1"を設定してしまうと、HMACが付いていないパケットはすべて捨ててしまう。HMACはアンプやループ攻撃を避けるためにSRHに付ける認証コード。

ip sr hmac set <keyid> <algorithm>

RFCからの抜粋

4.5. End.DX6: Endpoint with decapsulation and IPv6 cross-connect

The "Endpoint with decapsulation and cross-connect to an array of IPv6 adjacencies" function (End.DX6 for short) is a variant of the End and End.X functions. When N receives a packet destined to S and S is a local End.DX6 SID, N does:

1. IF NH=SRH and SL > 0

2.     drop the packet ;; Ref1

3. ELSE IF ENH = 41 ;; Ref2

4.     pop the (outer) IPv6 header and its extension headers

5.     forward to layer-3 adjacency bound to the SID S ;; Ref3

6. ELSE

7.     drop the packet

   Ref1: The End.DX6 SID must always be the last SID, or it can be the
   Destination Address of an IPv6 packet with no SRH header.

   Ref2: 41 refers to IPv6 encapsulation as defined by IANA allocation
   for Internet Protocol Numbers

   Ref3: Selected based on a hash of the packet's header (at least SA,
   DA, Flow Label)

   The End.DX6 is used for L3VPN use-cases where a FIB lookup in a
   specific tenant table at the egress PE is not required.  This would
   be equivalent to the per-CE VPN label in MPLS[RFC4364].

 

DA書き換えの例、SIDは不変

ＸからYのパケットを。AからDまでencapしてB,Cを経由するSRHを付ける。

action SA DA SRH1 SRH2 SRH3 SL SA DA
generate X X Y            
T.Encaps A A B B C D 3 X Y
End B A C B C D 2 X Y
End C A D B C D 1 X Y
End.DX6 D X Y            

ＸからYのパケットを。B,C,D経由するSRHをAでinsert

action SA DA SRH1 SRH2 SRH3 SL SA DA
generate X X Y            
T.Insert A X B B C D 3    
End B X C B C D 2    
End C X D B C D 1    
End D X Y            

End.AS / End.AM

基本的んは、サービスノードもSRHを解釈することが期待されていますが。収容する機器で機能を代行してSRv6を意識していないサービスを使うためにAS/AMがあります。

End.ASは指定されたSIDがついたパケットからヘッダを外してサービスノードにわたし、帰ってきたパケットに再びヘッダを付加します。End.AMは本来サービスノードが行うべきSRHの書き換えを行います。

IPv6 SA IPv6 DA SRH IPv4 SA IPv4 DA
E1:: F1::A1 F1::A1 A B
outbound End.AS F1::A1
      A B
       
      A B
inbound insert SRH F2::
F1:: F2::   A B

 

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