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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