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标题: SRv6介绍 [查看完整版帖子] [打印本页]

时间: 2022-1-25 18:13

作者: zjl_1026_2001 标题: SRv6介绍

SRv6简化了网络协议类型，具有良好的扩展性和可编程性，可满足更多新业务的多样化需求，提供高可靠性，在云业务中有良好的应用前景。

为什么需要SRv6?

传统网络困局

全球信息化的进程使得互联网应用得到了迅速而蓬勃的发展，随着网络规模的扩大以及云时代的到来，网络业务种类越来越多，不同业务对网络的要求不尽相同，传统IP/MPLS网络遇到不少挑战：

IP承载网的孤岛问题。MPLS统一了承载网，但是IP骨干网、城域网、移动承载网之间是独立的MPLS域，是相互分离的，需要使用跨域VPN等复杂的技术来互联，导致端到端业务的部署非常复杂。而且在L2VPN、L3VPN多种业务并存的情况下，设备中可能同时存在LDP、RSVP、IGP、BGP等协议，管理复杂，不适合大规模业务部署。
IPv4与MPLS的可编程空间有限。当前很多新业务需要在转发平面加入更多的转发信息，但IETF已经发表声明，停止为IPv4制定更新的标准，另外MPLS只有20bit的标签空间，且标签字段固定、长度固定，缺乏可扩展性，导致很难满足未来业务的网络编程需求。
应用与承载网隔离。目前应用与承载网的解耦，导致网络自身的优化困难，难以提升网络的价值。当前运营商普遍面临被管道化的挑战，无法从增值应用中获得相应的收益；而应用信息的缺失，也使得运营商只能采用粗放的方式进行网络调度和优化，造成资源的浪费。MPLS也曾试图更靠近主机和应用，但因为其本身网络边界多、管理复杂度大等多方面的原因，均以失败告终。
传统网络数据面和控制面紧密耦合，相互绑定销售，在演进上相互依赖，业务上线周期长，难以应对现在新兴业务快速发展的局面。

SRv6的出现解决了上述一系列问题，推动网络进入一个全新的时代。

SRv6技术价值

SRv6是基于IPv6转发平面的SR技术，其结合了SR源路由优势和IPv6简洁易扩展的特质，具有其独特的优势。SRv6技术特点及价值可以归纳为以下三点：

智慧：

SRv6具有强大的可编程能力。SRv6具有网络路径、业务、转发行为三层可编程空间，使得其能支撑大量不同业务的不同诉求，契合了业务驱动网络的大潮流。

SRv6完全基于SDN架构，可以跨越APP和网络之间的鸿沟，将APP的应用程序信息带入到网络中，可以基于全局信息进行网络调度和优化。

极简：

SRv6不再使用LDP/RSVP-TE协议，也不需要MPLS标签，简化了协议，管理简单。EVPN和SRv6的结合，可以使得IP承载网简化归一。

纯IP化：

SRv6基于Native IPv6进行转发，SRv6是通过扩展报文头来实现的，没有改变原有IPv6报文的封装结构，SRv6报文依然是IPv6报文，普通的IPv6设备也可以识别SRv6报文。SRv6设备能够和普通IPv6设备共同部署，对现有网络具有更好的兼容性，可以支撑业务快速上线，平滑演进。另外基于Native IPv6，使得其可以进入数据中心网络，甚至用户终端，促进云网融合。

SRv6基于以上特点，成为构建“智简IP”的利器。同时也为IPv6的发展带来了转机，开启了IPv6+新时代。
什么是Segment Routing?

前面提到，SRv6即SR+IPv6。IPv6大家都知道，那什么是SR呢？

SR技术是SDN竞争压力下的产物，其核心思想是将报文转发路径切割为不同的分段，并在路径起始点往报文中插入分段信息，中间节点只需要按照报文里携带的分段信息转发即可。这样的路径分段，称之为“Segment”，并通过SID（Segment Identifier，段标识）来标识。

SR的设计理念在现实生活中屡见不鲜，下面举一个例子，来更好的理解其原理。假设你从上海出发去巴黎旅游，需要在维也纳转机。那你的出行路线分为两段，上海→维也纳、维也纳→巴黎。则你只需要在上海买好上海途经维也纳到巴黎的票，按照计划根据机票，经过两段，飞到巴黎即可。

报文在SR技术的转发过程也是类似的。由上可知，SR技术关键在于两点：对路径进行分段（Segment）以及在起始节点对路径进行排序组合（Segment List），确定出行路径。

在SR技术中，将代表不同功能的Segment进行组合，可以实现对路径的编程，满足不同路径服务质量的需求。

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SR技术支持MPLS和IPv6两种转发平面，基于MPLS转发平面的SR称为SR-MPLS（Segment Routing MPLS），其SID为MPLS标签（Label）；基于IPv6转发平面的SR称为SRv6，其SID为IPv6地址。

SRv6如何实现网络编程？

SR技术中，通过对Segment的组合，实现路径编程。那SRv6是如何实现网络编程的呢？

SRv6将网络比作计算机，类比计算机编程，将网络承载的业务翻译成发给沿途网络设备的一系列转发指令，从而实现网络编程，满足业务的定制化需求。

SRH

为基于IPv6转发平面实现SR技术，在IPv6路由扩展头新增SRH（Segment Routing Header）扩展头，该扩展头指定一个IPv6的显式路径，存储IPv6的Segment List信息。Segment List即对段和网络节点进行有序排列得到的一条转发路径。报文转发时，依靠Segments Left和Segment List字段共同决定IPv6目的地址（IPv6 DA）信息，从而指导报文的转发路径和行为。

三层可编程空间

SRv6的可编程能力来源于三部分：

Segment序列。如前所述，可以将多个Segment组合起来，形成SRv6路径，即路径可编辑。
对SRv6 SID 128bit的运用。SRv6 Segment定义了SRv6网络编程中的网络指令，指示要去哪，怎么去。标识SRv6 Segment的ID被称为SRv6 SID。SRv6 SID是一个128bit的值，为IPv6地址形式，由Locator、Function和Arguments三部分组成。

SRv6 Segment结构Locator：具有定位功能。提供IPv6的路由能力，报文通过该字段实现寻址转发。此外，Locator对应的路由也是可聚合的。Function：用来表达该设备指令要执行的转发动作，不同的转发行为由不同的Function来表达。Arguments：可选字段，是对Function的补充，是指令在执行时对应的参数，这些参数可能包含流、服务或任何其他相关的信息。SRv6的每个Segment是128bit，可以灵活分为多段，每段功能和长度可以自定义，由此具备灵活编程能力，即业务可编辑。
Segment序列之后的Optional TLV（Type-Length-Value）。报文在网络中传送时，需要在转发面封装一些非规则的信息，可以通过SRH中TLV的灵活组合来完成，即应用可编辑。

SRv6通过以上三层编程空间，具备了更强大的网络编程能力，可以更好地满足不同的网络路径需求，和SDN技术完美融合，实现网络与应用的互动，使能业务驱动的可编程网络。

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