Kiểm thử TI-LFA: coverage, repair path, microloop và service restoration

Topology Independent Loop-Free Alternate là cơ chế IP fast reroute dựa trên topology và khả năng steering của Segment Routing để cung cấp repair path cho nhiều dạng failure. RFC 9855 mô tả TI-LFA trong kiến trúc Segment Routing; coverage thực tế vẫn phụ thuộc topology, IGP, SR data plane và constraint được cấu hình.

Bài đo cần trả lời: protected resource nào có repair; local node chuyển traffic sau bao lâu; repair list thực sự đi đâu; có loop/blackhole/MTU issue không; và khi IGP hội tụ, traffic chuyển sang post-convergence path ra sao. Không dùng FIB state làm proxy duy nhất cho service continuity.

Dùng ít nhất sáu router để có primary path, post-convergence path và nhiều repair candidate; thêm traffic generator hai đầu, capture tại point of local repair và điểm merge. Nếu kiểm SR-MPLS, ghi label stack; nếu kiểm SRv6, ghi segment list và effective MTU. Bài này tập trung logic TI-LFA, không mặc định data plane nào.

Topology nên có link cost bất đối xứng, ECMP, node bảo vệ, link bảo vệ và một shared-risk group. Đồng bộ clock hoặc dùng sequence number để đo loss/out-of-order. Khóa IGP timers, BFD, SPF throttle, prefix/SID advertisement, hashing, interface speed và traffic profile.

Detection có thể đến từ physical loss-of-signal, interface down, BFD hoặc IGP dead timer; mỗi nguồn tạo kết quả khác. Khóa failure injection method và đặt t0 tại chính điểm lỗi, không tại lúc NMS nhận alarm. Với port shutdown từ CLI, automation/control latency có thể lẫn vào kết quả.

Kiểm soát link/node protection preference, metric, overload/max-metric, ECMP, SRGB/SID consistency, PHP, entropy label và MTU. Traffic profile phải gồm nhiều flow, frame size nhỏ/IMIX/jumbo, IPv4/IPv6 và dịch vụ overlay nếu có. Một UDP flow có thể che hashing và reorder của production.

KPI chính là packet loss, loss duration, service restoration, out-of-order, duplicate, maximum latency excursion và path change. Tách detection time, repair programming/activation và global convergence. Đo path stretch bằng hop/metric/latency của repair so với primary và post-convergence.

• KPI: Detection time · Định nghĩa: t0 → local failure detected · Bằng chứng: Interface/BFD event + common clock
• KPI: Repair activation · Định nghĩa: Detection → first packet on repair · Bằng chứng: Capture/sequence tại PLR
• KPI: Service restoration · Định nghĩa: t0 → traffic ổn định lại · Bằng chứng: Generator Rx sequence
• KPI: Loss/out-of-order · Định nghĩa: Packet thiếu/sai thứ tự · Bằng chứng: Per-flow sequence report
• KPI: Repair correctness · Định nghĩa: Path/SID/label đúng thiết kế · Bằng chứng: Packet capture + LFIB/FIB
• KPI: Convergence transition · Định nghĩa: Repair → post-convergence · Bằng chứng: Path trace theo timeline
• KPI: Return behavior · Định nghĩa: Khi primary phục hồi · Bằng chứng: Loss, oscillation, path change

Coverage không nên báo một tỷ lệ chung nếu chưa định nghĩa tập resource. Liệt kê từng protected adjacency/prefix/node, expected repair và reason khi không có. Negative test cố ý tạo topology không đủ đường thay thế để xác nhận thiết bị không lập repair nguy hiểm.

• Ca thử: Link primary · Failure: LOS/interface down · Điều cần chứng minh: Local repair đúng, loss trong ngưỡng
• Ca thử: Node kế cận của PLR · Failure: Cô lập node được bảo vệ · Điều cần chứng minh: Node-protect path tránh node lỗi
• Ca thử: BFD timeout · Failure: Silent forwarding failure · Điều cần chứng minh: Detection và repair không chờ IGP dead
• Ca thử: SRLG · Failure: Hai link cùng rủi ro lỗi · Điều cần chứng minh: Repair không đi qua resource liên quan
• Ca thử: ECMP member · Failure: Một next-hop lỗi · Điều cần chứng minh: Remap, reorder và utilization chấp nhận
• Ca thử: Repair unavailable · Failure: Cắt mọi alternate · Điều cần chứng minh: Fail rõ, không loop hoặc route leak
• Ca thử: Link restore · Failure: Primary trở lại · Điều cần chứng minh: Không flap/oscillation, revert đúng policy

Pha A xác minh LSDB, SID/label, primary path và traffic baseline. Pha B đối chiếu computed repair với thiết kế cho từng resource khi chưa gây lỗi. Pha C inject từng link failure; pha D kiểm node/SRLG/silent failure; pha E tăng tải và số flow để kiểm FIB scale cùng hashing.

Mỗi run gồm pre-check, t0, fault hold, recovery và steady-state sau phục hồi. Lặp đủ lần để có phân bố, không chỉ best case. Sau mỗi run, nối interface/BFD/IGP log, FIB/LFIB snapshot, pcap và generator sequence trên cùng timeline; chênh lệch clock phải nằm trong uncertainty budget.

• Chốt tập link/node/prefix cần protection và expected coverage.
• Vẽ primary, repair, post-convergence path cho từng ca.
• Khóa IGP/BFD/SPF timers, metric, SRGB/SID và MTU.
• Đặt sequence number theo flow; đồng bộ timestamp các điểm đo.
• Gây physical, administrative và silent failure thành các run riêng.
• Kiểm packet label/SID stack trên repair path, không chỉ route state.
• Đo loss, reorder, latency excursion và traffic utilization từng link.
• Kiểm chuyển repair → post-convergence và return-to-primary.
• Thử ECMP, jumbo và nhiều flow gần tải cam kết.
• Lưu configuration diff, LSDB, FIB/LFIB, pcap và raw result.

TI-LFA bảo vệ cục bộ tại PLR đối với tài nguyên kế cận trong miền IGP; không phải cơ chế xử lý mọi lỗi từ xa. TI-LFA cũng không tự loại bỏ mọi microloop trong lúc IGP hội tụ hoặc khi link phục hồi; cần kiểm thêm cơ chế tránh microloop của triển khai. Lỗi đồng thời, SRLG chưa mô hình đúng, congestion trên repair path, control-plane failure hoặc sai SID có thể vượt phạm vi local repair. Repair path loop-free về control logic vẫn có thể mất gói do MTU, queue hoặc hardware programming.

Kết quả chỉ áp dụng cho topology, software, line card, IGP/SR mode và traffic profile đã thử. Không công bố “sub-50 ms” nếu chưa nêu detection method, clock accuracy, packet rate và định nghĩa restoration. RFC không đặt một ngưỡng SLA chung.

• TI-LFA: cơ chế local repair trong Segment Routing để steering qua đường tránh lỗi.
• PLR: point of local repair, router kích hoạt đường sửa chữa.
• P-space/Q-space: tập nút dùng để tính đường sửa chữa không lặp vòng.
• Repair list: label/SID list dùng để đưa packet tới post-convergence path.
• Microloop: vòng lặp ngắn do các router cập nhật forwarding không đồng thời.
• Coverage: tập resource có repair hợp lệ trong điều kiện đã định nghĩa.
• Service restoration: thời gian từ lỗi đến khi traffic trở lại trạng thái đạt tiêu chí.