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RFC 9871 - Routing BGP consapevole del colore (Color-Aware Routing)

Informazioni sul documento​

  • Numero RFC: 9871
  • Titolo: BGP Color-Aware Routing (CAR)
  • Data di pubblicazione: Novembre 2025
  • Stato: EXPERIMENTAL (Sperimentale)
  • Autori:
    • D. Rao, Ed. (Cisco Systems)
    • S. Agrawal, Ed. (Cisco Systems)

Sommario (Abstract)​

Questo documento descrive una soluzione di routing basata su BGP per stabilire percorsi consapevoli dell'intento end-to-end attraverso una rete di trasporto multi-dominio. La rete di trasporto può estendersi su più domini di fornitori di servizi e reti clienti. I percorsi BGP consapevoli dell'intento possono essere utilizzati per indirizzare i flussi di traffico per le route di servizio che necessitano di un intento specifico. Questa soluzione è chiamata Routing BGP consapevole del colore (BGP CAR).

Questo documento descrive il framework di routing e le estensioni BGP per abilitare il routing consapevole dell'intento utilizzando la soluzione BGP CAR. La soluzione definisce due nuovi SAFI BGP (BGP CAR SAFI e BGP VPN CAR SAFI) per IPv4 e IPv6. Definisce inoltre un modello estensibile di Network Layer Reachability Information (NLRI) per entrambi i SAFI che consente di definire più tipi di NLRI per diversi casi d'uso. Ogni tipo di NLRI contiene campi chiave e campi non-chiave basati su TLV per una codifica efficiente di diverse informazioni per prefisso. Questa specifica definisce due tipi di NLRI: NLRI di route consapevole del colore (Color-Aware Route) e NLRI di prefisso IP. Definisce tipi di TLV non-chiave per lo stack di etichette MPLS, l'indice di etichette SR-MPLS e gli identificatori di segmento (SID) Segment Routing over IPv6 (SRv6). Questa soluzione definisce anche una nuova community estesa Local Color Mapping (LCM).

Cos'è il Routing consapevole del colore?​

Concetti fondamentali​

Colore (Intent):

  • Un valore intero a 32 bit che identifica un livello di servizio specifico o una politica di traffic engineering
  • Esempio: Colore 100 = "Percorso a bassa latenza", Colore 200 = "Percorso ad alta larghezza di banda"
  • A differenza del routing tradizionale "solo destinazione", il CAR considera sia la destinazione che il colore

Routing consapevole del colore:

Routing BGP tradizionale:
  Destinazione: 10.1.1.0/24 → Selezionare il miglior percorso

Routing CAR:
  Destinazione: 10.1.1.0/24 + Colore: 100 → Selezionare il miglior percorso che soddisfa i requisiti del Colore 100
  Destinazione: 10.1.1.0/24 + Colore: 200 → Selezionare il miglior percorso che soddisfa i requisiti del Colore 200

Casi d'uso​

Caso d'uso 1: Differenziazione del servizio​

Servizio VPN aziendale:
- Traffico cliente VIP → Colore 100 (Bassa latenza, Alta affidabilità)
- Traffico cliente standard → Colore 200 (Best-effort)
- Traffico di backup → Colore 300 (Bassa priorità)

Caso d'uso 2: Ottimizzazione delle applicazioni​

Provider di servizi cloud:
- Video in tempo reale → Colore 100 (Sensibile al jitter)
- Trasferimento file → Colore 200 (Priorità larghezza di banda)
- Dati in massa → Colore 300 (Ottimizzazione dei costi)

Caso d'uso 3: Interconnessione multi-cloud​

Connettività cross-cloud:
- Applicazioni mission-critical → Colore 100 (Circuito dedicato, Bassa latenza)
- Applicazioni generali → Colore 200 (Internet, Ottimizzazione dei costi)

Architettura tecnica​

Estensioni BGP​

Nuovo attributo BGP: Community estesa Color​

Tipo: Extended Community
Formato: 
  Type: 0x0b (Color)
  Sub-Type: 0x0b
  Color Value: Intero a 32 bit

Esempi:
  Color:100
  Color:200

Messaggio BGP UPDATE​

BGP UPDATE standard:
  NLRI: 10.1.1.0/24
  Next-Hop: 203.0.113.1
  AS-Path: 65001 65002
  
BGP UPDATE CAR:
  NLRI: 10.1.1.0/24
  Next-Hop: 203.0.113.1
  AS-Path: 65001 65002
  Extended Community: Color:100  ← Nuovo

Processo di routing​

Passo 1: Organizzazione della tabella di routing​

Tabella di routing tradizionale:
  Destinazione     Next-Hop
  10.1.1.0/24 → 203.0.113.1

Tabella di routing CAR:
  Destinazione     Colore  Next-Hop
  10.1.1.0/24 + Nessuno → 203.0.113.1 (Predefinito)
  10.1.1.0/24 + 100     → 203.0.113.2 (Bassa latenza)
  10.1.1.0/24 + 200     → 203.0.113.3 (Alta larghezza di banda)

Passo 2: Classificazione dei pacchetti​

Router di ingresso:
1. Ispezionare il pacchetto (in base alla politica)
2. Assegnare un valore di colore
3. Cercare nella tabella di routing consapevole del colore
4. Inoltrare al next-hop appropriato

Passo 3: Mappatura del percorso​

Mappatura del colore ai percorsi fisici:
Colore 100 → Politica SR 1 → Via link a bassa latenza
Colore 200 → Politica SR 2 → Via link ad alta larghezza di banda
Colore 300 → Politica SR 3 → Via percorso ottimizzato per i costi

Integrazione con Segment Routing (SR)​

Binding della politica SR​

Esempio di configurazione:
  sr-policy color 100
    candidate-path preference 100
      explicit segment-list path1
        segment 16001
        segment 16002
        segment 16003

Flusso end-to-end​

1. Annuncio BGP: Prefisso + Color:100
2. Controller/PCE: Calcolare la politica SR che soddisfa Color:100
3. PE di ingresso: Mappare il traffico alla politica SR
4. Data plane: Inoltrare lungo la politica SR
5. PE di uscita: Decapsulare e consegnare

Esempi di configurazione​

Configurazione di base​

Annunciare route con colore​

router bgp 65001
  neighbor 203.0.113.1 remote-as 65002
  
  address-family ipv4 unicast
    network 10.1.1.0/24
    route-policy ADD-COLOR out
    
route-policy ADD-COLOR
  set extcommunity color 100
end-policy

Ricevere e processare il colore​

router bgp 65001
  address-family ipv4 unicast
    neighbor 203.0.113.2 remote-as 65002
    route-policy MATCH-COLOR in
    
route-policy MATCH-COLOR
  if extcommunity color is 100 then
    set local-preference 200
  elseif extcommunity color is 200 then
    set local-preference 100
  endif
end-policy

Applicazioni avanzate​

Mappatura del colore basata sull'applicazione​

class-map match-any REALTIME
  match protocol http
  match dscp ef
  
policy-map COLOR-MAPPING
  class REALTIME
    set extcommunity color 100
  class BULK-DATA
    set extcommunity color 300
  class class-default
    set extcommunity color 200

Ridondanza multi-colore​

router bgp 65001
  address-family ipv4 unicast
    network 10.1.1.0/24
    route-policy MULTI-COLOR out

route-policy MULTI-COLOR
  set extcommunity color 100 additive
  set extcommunity color 200 additive
end-policy

# Risultato: La route porta sia il Colore 100 che il 200
# Consente al ricevente di scegliere il colore appropriato

Considerazioni per il deployment​

Deployment incrementale​

Fase 1: Rete centrale​

1. Abilitare CAR sui router centrali
2. Definire le politiche dei colori
3. Configurare le politiche SR (se si usa SR)
4. Testare la funzionalità di routing per colore

Fase 2: Espansione edge​

5. Abilitare CAR sui router PE
6. Configurare la classificazione del traffico
7. Mappare il traffico cliente ai colori
8. Monitorare e ottimizzare

Fase 3: Copertura a livello di rete​

9. Tutti i BGP speaker supportano CAR
10. Raffinare le politiche dei colori
11. Integrare con i sistemi aziendali
12. Automazione e orchestrazione

Interoperabilità​

Router non-CAR:

  • Ignoreranno la community estesa Color
  • Processeranno le route usando BGP tradizionale
  • Non influisce sulla connettività di base

Ambiente misto:

Dominio CAR 1 ← → BGP tradizionale ← → Dominio CAR 2
                 Ignorare colore        Riaggiungere colore

Scalabilità​

Dimensione della tabella di routing:

Senza CAR: N prefissi
Con CAR: N prefissi × M colori

Esempio:
- 100K prefissi
- 10 colori
- Massimo: 1M route (teorico)
- Reale: Dipende dall'utilizzo dei colori

Raccomandazioni per l'ottimizzazione:

  • Limitare il numero di colori (raccomandato < 100)
  • Utilizzare l'aggregazione dei colori
  • Applicare i colori solo ai prefissi che richiedono differenziazione
  • Implementare Route Reflector (RR)

Vantaggi e limitazioni​

Vantaggi​

  1. Traffic engineering flessibile

    • Selezione del percorso basata sui requisiti aziendali
    • Controllo QoS a grana fine

  2. Operazioni semplificate

    • Semantica unificata dei colori
    • Gestione centralizzata delle politiche

  3. Supporto multi-tenancy

    • Tenant diversi usano colori diversi
    • Isolamento e differenziazione

  4. Favorevole all'automazione

    • Facile integrazione con i controller SDN
    • Supporto per l'adattamento dinamico delle politiche

Limitazioni​

  1. Richiede supporto a livello di rete

    • Almeno i dispositivi sui percorsi critici devono supportare CAR
    • Il deployment incrementale può essere complesso

  2. Overhead di routing aggiuntivo

    • Più voci di route
    • Aggiornamenti BGP più grandi

  3. Complessità di configurazione

    • Richiede un design attento dello schema dei colori
    • Complessità della gestione delle politiche

  4. Sfide di debug

    • Percorsi multipli aumentano la difficoltà di troubleshooting
    • Richiede nuovi strumenti di monitoraggio

Monitoraggio e risoluzione dei problemi​

Comandi di verifica​

# Visualizzare le route con colore
show bgp ipv4 unicast 10.1.1.0/24 detail
  Extended Community: Color:100

# Visualizzare le statistiche dei colori
show bgp color-aware-routing statistics
  Color 100: 150 routes
  Color 200: 200 routes

# Tracciare il percorso del colore
traceroute 10.1.1.1 color 100

Problemi comuni​

Problema 1: Perdita del colore

Sintomo: Il colore non viene preservato dopo l'annuncio della route
Causa: Il router intermedio non supporta CAR o filtra la community estesa
Soluzione: Verificare la configurazione del neighbor BGP, abilitare la propagazione della community estesa

Problema 2: Percorso subottimale

Sintomo: Il traffico non utilizza il percorso del colore previsto
Causa: Problemi di selezione del percorso BGP o di politica
Soluzione: Verificare local-preference, AS-Path e altri attributi BGP

Riferimenti​

RFC correlati:

  • [RFC4360] BGP Extended Communities
  • [RFC8664] Path Computation Element (PCE) Communication Protocol (PCEP) Extensions for Segment Routing
  • [RFC9256] Segment Routing Policy Architecture

Riepilogo: Il Routing BGP consapevole del colore fornisce potenti capacità di traffic engineering e differenziazione del servizio, consentendo una gestione complessa multi-percorso attraverso semplici identificatori di colore. È una tecnologia chiave per le reti SDN e 5G moderne.

Documento ufficiale: https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc9871.txt