浅谈SRv6（一）

一、SRv6产生的背景：

• 传统IP/MPLS网络的挑战：

        首先是IP承载网孤岛的问题。MPLS是在原有IP技术的基础上叠加新技术产生的，它解决了诸如路由隔离、大规模组网、流量工程等问题。经过20多年的发展，MPLS虽然统一承载各种协议，但在支持跨越不同自治域的VPN时，设备中可能同时运行LDP、RSVP、IGP、BGP等协议，导致业务部署和管理复杂。IPv4和MPLS网络已经不适合5G等大规模业务的部署。

        此外，MPLS还缺乏扩展能力，当前一些新业务（如5G、物联网和云）要求网络具备可扩展能力。然而MPLS标签长度固定只有20比特，并且标签字段固定，不可扩展，无法满足新业务的可扩展需求。

• IPv4网络地址耗尽

        2019年11月25日，IPv4的地址全部耗尽，而目前就处于IPv4向IPv6过渡的阶段，虽然规模化部署IPv6是网络发展趋势，但IPv6如何替代传统的IPv4和MPLS网络仍是网络技术研究的热点。

        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。

二、SRv6带来的价值

• 简化协议，管理简单

         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。

• 具有强大的可扩展能力

         SRv6可以自定义编排路径，能够灵活控制转发路径。还可以通过自定义功能，满足多种业务和应用的需要。

• 用IP满足IP本身的需求

         SRv6基于IPv6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。

三、SRv6原理简介

        SR（Segment Routing）是一种源路由技术。源路由机制使SR通过起始节点即可控制报文的转发路径。SR将转发路径切割为不同的分段，起始节点向报文插入多个路径分段，中间节点按照报文携带的路径分段信息进行转发。路径分段又称为“Segment”，并通过SID（Segment Identifier，段标识）来区分。

        SR技术支持应用在MPLS和IPv6两种转发平面。应用在MPLS转发平面的SR称为SR MPLS（Segment Routing MPLS），其SID就是MPLS标签。应用在IPv6转发平面的SR称为SRv6，其SID为IPv6地址形式。

        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。

        SRv6 SID用来区分路径分段。SRv6 SID是一个长度为128比特的值，其格式虽然和IPv6地址相同，但不同于传统意义上理解的IPv6地址。SRv6 SID由Locator、Function和Arguments三个部分组成。

• 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的可扩展能力来源于三部分：

• SID可以将多个Segment组合起来，形成SRv6路径，即路径可编辑。
• 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。
• SID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。