本期作者：李健明

互联网系统部行业征询

引言

分段路由（SR，，，，，，，Segment Routing）是一种源路由技术，，，，，，，拥有集中节造、中央网络无状态、可扩大性好蹬着点，，，，，，，SR更是面向软件界说网络（SDN，，，，，，，Software Defined Network）架构设计的和谈，，，，，，，融合了设备自主转发和集中编程节造的优势，，，，，，，可能更好地实现利用驱动的网络。。。。。。关于SR技术的优势、技术演进等在上一篇技术文章《一文读懂网络界新贵Segment Routing技术化繁为简的奥秘》里有具体介绍，，，，，，，本文将接着SR技术演进的话题，，，，，，，介绍SR的另一种标签寻址技术IPv6分段路由（SRv6，，，，，，，Segment Routing IPv6）。。。。。。

一、从“大路至简”到“极简”——SRv6

 
“大路至简”的节造平面

SRv6节造层面与SR-MPLS一样，，，，，，，节造面基于传统支持IPv6的路由和谈（OSPFv3/ISISv6/BGP4+）进行能力扩大，，，，，，，取代独立的LDP、RSVP实现整体架构的简化。。。。。。同时，，，，，，，SRv6相比SR-MPLS越发简化，，，，，，，无需公告IPv6前缀表的其他信息，，，，，，，由于前缀自身就是分段标识符（SID，，，，，，，Segment Identifier）。。。。。。

当SRv6的节造面共同集中的SDN节造器，，，，，，，SRv6 SID的分配和有关指令下发均交给节造器下发，，，，，，，面向业务和利用进一步实现简化，，，，，，，只必要在边缘设备为利用指定蹊径，，，，，，，中央设备无需守护蹊径和利用的状态，，，，，，，使得网络边缘更智能、主题更单一，，，，，，，极大地简化了网络设计和治理。。。。。。

“极简”的数据平面

SR技术为数据平面设计了两种实现方式，，，，，，，一种是复用MPLS数据平面的SR-MPLS，，，，，，，另一种是SRv6。。。。。。SRv6使用IPv6数据平面，，，，，，，基于IPv6路由扩大头进行扩大，，，，，，，这部门扩大没有粉碎尺度的IPv6报头，，，，，，，并且，，，，，，，只有SRv6节点必要针对扩大头进行额表的处置，，，，，，，对于其他通常IPv6节点没有任何影响，，，，，，，这让SRv6可与现有IPv6网络无缝兼容，，，，，，，更让转发层面达到纯IPv6的极简转发。。。。。。

为方便各人更直观地相识到SRv6数据面的“极简”，，，，，，，我们拿SRv6与SR-MPLS的帧结构做下对比，，，，，，，看看在帧结构上做了哪些扭转。。。。。。
 

▲ 图1：SR-MPLS与SRv6报文结构对比

从图1能够看到，，，，，，，在MPLS网络中，，，，，，，Segment就是MPLS标签，，，，，，，头端一次性压入多个标签形成Segment List，，，，，，，每一跳转发选取标签查找和标签弹出的作为（SR节点）；；；；；；；；在IPv6网络中，，，，，，，Segment就是IPv6地址，，，，，，，蹊径就是封装在一个分段路由扩大头（SRH，，，，，，，Segment Routing Header）中的IPv6地址列表，，，，，，，每一跳的转发均是选取纯IPv6的尺度转产生为，，，，，，，实现转发面尺度化的单一处置，，，，，，，这极大地降低了网络复杂性。。。。。。

我们先看看SRv6的报头和Segment的具体体式。。。。。。

注：IPv6路由扩大头技术详解可参考《IPv6基础篇（上）——地址与报文体式》

SRv6报头（SRv6 Header）

SRv6选取IPv6尺度规范（RFC2460）中界说的路由扩大报头，，，，，，，新界说了一种IPv6的扩大报头——SRH，，，，，，，该扩大头指定一个IPv6的显式蹊径，，，，，，，存储的是IPv6的Segment List信息，，，，，，，其作用与SR-MPLS里的Segment List类似，，，，，，，头节点在IPv6报文中增长一个SRH扩大头，，，，，，，中央SRv6节点就能够依照SRH里蕴含的蹊径信息进行处置和转发，，，，，，，而非SRv6节点只必要依照尺度的主张IPv6进行传统转发即可。。。。。。
 

SRH体式如下图：

▲ 图2：SRH报文体式

在SRv6中，，，，，，，每经过一个SRv6节点，，，，，，，该节点将读取SRH中的信息，，，，，，，执行有关的SID指令，，，，，，，将活动Segment List拷贝到尺度头中的主张地址，，，，，，，将SL（Segments Left）字段减1，，，，，，，同时更新有关的指针，，，，，，，最后进行纯IPv6的“极简”转发。。。。。。
 

二、SRv6转发流程

SRv6的转发是通过读取SRH报头，，，，，，，更新指针，，，，，，，变换主张地址进行转发的，，，，，，，接下来我们看一个典型的SRv6转发流程：
 

▲ 图3：SRv6域中数据包转发过程

如图3所示，，，，，，，如果SRv6域中有五个节点，，，，，，，节点1、3、4、5是支持SRv6的节点，，，，，，，节点2为通常IPv6节点，，，，，，，数据包从节点1转发到节点5。。。。。。

1)    数据包进入到节点1（源节点），，，，，，，节点1给数据包增长SRH，，，，，，，并会指定整条蹊径中SR节点的有关操作，，，，，，，表层再封装尺度的IPv6报头。。。。。。其中SRH里面蕴含三个Segment List，，，，，，，SL为2（由于从节点1到节点5必要经过3个SRv6节点）；；；；；；；；表层的IPv6报头源地址为2001::1（节点1地址），，，，，，，主张地址是从SRH中Segment List[2]拷贝过来的2001::3（节点3地址）；；；；；；；；

2)    数据包转发到节点2，，，，，，，由于节点2只支持通例的IPv6而不支持SRv6，，，，，，，节点2收到SRv6数据包时，，，，，，，依照IPv6 RFC的划定，，，，，，，当数据包主张地址不是节点自身网段地址时,此节点不处置扩大报头，，，，，，，直接凭据IPv6报头中的主张地址进行转发；；；；；；；；

3)    节点3收到数据包时，，，，，，，节点3凭据表层IPv6地址2001::3查找本地Local SID表，，，，，，，射中本地的Local SID表，，，，，，，执行有关指令。。。。。。将SL减1操作，，，，，，，指针指向Segment List[1]（此为活动Segment），，，，，，，并将Segment List[1]的地址拷贝到表层IPv6报头中的主张地址，，，，，，，而后凭据IPv6主张地址进行转发；；；；；；；；

4)    节点4的处置过程和节点3一致，，，，，，，将Segment List变为[0],IPv6报头中的主张地址更新为2001::5；；；；；；；；

5)    节点5收到数据报文时，，，，，，，鉴别到主张地址是本节点，，，，，，，同时Segment List为0。。。。。。此时，，，，，，，节点5会剥离SRH和IPv6报头，，，，，，，读取真正的Payload，，，，，，，并凭据SID里的有关指令实现转发。。。。。。

从这个转发流程能够看出，，，，，，，SRv6的转发与SR-MPLS越发简化、清澈，，，，，，，在数据包转发过程中SRv6不必要弹出Segment，，，，，，，而是通过SRH中的SL字段作为指针，，，，，，，指向活动Segment，，，，，，，并更新IPv6报头的主张地址为Segment列表中活动Segment，，，，，，，并依照通例的IPv6路由把数据包转发出去。。。。。。当网络中有不支持SRv6的节点时，，，，，，，该节点可凭据数据包主张地址进行尺度的IPv6转发，，，，，，，这意味着，，，，，，，SRv6能够与现有的IPv6网络能够实现无缝兼容，，，，，，，即SRv6能够在传统IPv6网络上实现增量部署，，，，，，，毋庸代替所有现网设备。。。。。。

三、关于SRv6 Segment

SRv6 Segment通常简称SRv6 SID（Segment Identifier）或SID，，，，，，，SID阐发为一个128 bits的IPv6地址。。。。。。Segment List就阐发为插入在SRH中的一组有序的IPv6地址列表。。。。。。但并不是所有的IPv6地址都是SID，，，，，，，必要SRv6节点显性申明某个地址为SID，，，，，，，SID可所以节点的地址或者某个接口的地址。。。。。。

SID中含有有关指令和可带参数，，，，，，，具体如下。。。。。。

▲ 图4：SRv6 Segment体式

如图4所示，，，，，，，SID由Locator和Function两部门组成，，，，，，，其中Function部门还能够分出一个可选的参数段（Arguments），，，，，，，体式是Locator:Function:Arguments，，，，，，，其中Locator占据IPv6地址的高比特位，，，，，，，Function部门占据IPv6地址的其余部门，，，，，，，可选参数Arguments占据IPv6地址的低比特位。。。。。。

1. Locator拥有路由定位职能，，，，，，，必要在SRv6域内唯一，，，，，，，网络里其他节点通过Locator网段路由就能够定位到本节点，，，，，，，同时本节点颁布的所有SRv6 SID也都能够通过该Locator网段路由达到。。。。。。

2.   Function代表设备的指令，，，，，，，用于批示SRv6 SID的节点进行相应的职能操作，，，，，，，例如End.DX6 SID：该操作要求 Segments Left为0且数据包内封装了IPv6的数据包去掉表层的IPv6报头，，，，，，，并将内部的IPv6数据包转发给指定的下一跳地址，，，，，，，类似于VPNv6 Per-CE标签。。。。。。

3.    可选参数Arguments字段能够界说一些报文的流和服务等信息，，，，，，，或者是与SRv6 SID有关的职能所需的其他信息。。。。。。这里的Function和Arguments都是能够界说的，，，，，，，这也反映出SRv6 SID的结构更有利于对网络进行编程。。。。。。
关于SRv6的可编程能力，，，，，，，将来再跟各人进一步探求。。。。。。

四、SRv6规模部署的挑战

为网络新贵的SR技术，，，，，，，基于MPLS平面的SR-MPLS已经在业界得到了运营商和互联网客户的初步认可和利用部署，，，，，，，而基于SRv6的SR技术遍及和利用却处于滞后的状态，，，，，，，出格是对于流量工程和服务链等这类SRv6支持较好的高级职能也鲜有部署。。。。。。这是什么原因呢？？？？？？简而言之是关系到承载效能和芯片能力的问题。。。。。。

从承载效能的角度分析，，，，，，，当前SRv6规划基于SRH扩大头实现，，，，，，，而SID长度为128bits，，，，，，，对于一组Segment List就会增长n * 128bits的长度，，，，，，，而SR-MPLS，，，，，，，每转一跳会弹出顶层标签，，，，，，，因而SRv6引入的和谈开销弘远于SR-MPLS，，，，，，，造成了网络承载效能低；；；；；；；；从芯片能力的角度，，，，，，，SRH扩大头的方式要求互换机芯片能够一次读取报头的深度更高，，，，，，，对硬件有特殊要求，，，，，，，而更换硬件必要增长新的投资成本。。。。。。

针对上述这些问题，，，，，，，也推动了SRv6技术自身的持续优化、演进。。。。。。

五、SRv6技术的近况与演进瞻望

从目前来说，，，，，，，SRv6提供了可预感的网络业务刷新的最终状态，，，，，，，同时业界针对SRv6也已经根基实现筹备，，，，，，，从主机端（Linux内核4.10以上支持SRv6）到网络转发芯片的硬件等均已具备规模部署的前提。。。。。。

前面提到SRv6的承载效能低和和必要更换新硬件带来投资增长，，，，，，，从而导致SRv6技术规模部署的进展缓慢，，，，，，，针对这些问题，，，，，，，业界已经提出了几种解决规划。。。。。。此刻进展较快的有Micro SID和Unified SID，，，，，，，这两种规划均是对尺度SRv6的SRH规划进行扩大，，，，，，，解决承载效能低的问题。。。。。。

这两种扩大解决规划均刚刚起步，，，，，，，全发国际网络持续跟进SRv6技术的最新进展，，，，，，，并基于商用芯片打造支持SRv6的产品，，，，，，，后续将和业界一路致力美满Micro SID、Unified SID等扩大规划的产品化，，，，，，，与业界共创SRv6的美满生态系统。。。。。。

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