下一代广域网技术2：SRv6

2.SRv6

SR架构设计之初，就为SR数据平面设计了两种实现方式：一种是SR-MPLS，其重用了MPLS数据平面，可以在现有IP/MPLS网络上增量部署；另一种是SRv6，使用IPv6数据平面，基于IPv6路由扩展头进行扩展。

RFC8402（Segment Routing Architecture）介绍了源路由的机制，即在头节点引入一段有序的Segment List控制流量引入和转发。这个行为可以被看作是在头节点输入一段有序的指令（Instruction），每个指令则代表了在网络中某个特定位置的功能（Function）。功能是节点上本地定义的，例如简单的按照Segment List转发或其他复杂的用户自定义行为。

SRv6（draft-ietf-spring-srv6-network-programming）更强调网络编程，这能将简单和复杂的网络功能结合，能够实现更多的网络目的而不仅仅是转发。

基于IPv6转发面的SRv6，通过在IPv6报文中插入一个路由扩展头SRH（Segment Routing Header），在SRH中压入一个显式的IPv6地址栈，通过中间节点不断的进行更新目的地址和偏移地址栈的操作来完成逐跳转发。

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网络编程的概念

1. 网络意图–某业务沿着低时延路径转发
2. SDN控制器–业务需求转换为网络模型、
3. SRv6段–控制器计算将路径编码为SRv6 Segment插入报文中
4. 网络设备–网络设备转发报文

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SRv6的价值

• 简化协议、简化网络：去掉LDP、RSVP-TE等MPLS控制协议，网络控制层面协议简化为IGP/BGP。无需维护多种协议状态，并应对复杂的协议状态同步问题
• SDN事实上的标准应用：兼具全局最优和分布智能的优势，可以实现各种流量工程，根据不同业务提供提供按需的SLA保障
• 100%拓扑保护：任意拓扑100%保护倒换全覆盖，保护路径最优（与收敛后的路径一致）
• 强可扩展性：基于源路由技术，每条流的状态仅在头节点维护，中间节点不感知

2.1 IPv6 Segment Routing Header（SRH）

2.1.1 SRH字段

RFC 8754中定义IPv6 SRH扩展头标准，在IPv6报文增加一个SRH扩展头。

next=43字段 ：表明是Routing Extension Header。IPv6的扩展报头类型之一就是路由报头 (Routing Header)，其类型号是43,。IPv6源结点使用路由报头列出一个或多个中间结点，使得数据包在去往最终目的地的路径上经过这些结点。因此源结点可以使用路由报头来实现数据包的源路由。

Routing Extension Header的Routing Type建议值为4表明是SR Header，称作SR扩展头或者SRH。
SRH继承路由报头属性：它应该只在数据包中出现一次，并且如果Segment Left = 0，则忽略 (但不丢弃) SRH，并且基于数据包中的下一报头来处理数据包

Segment Left是一个指针，指向下面的地址列表，比如2，就会把指针为2的地址放入到目的地址中，从而影响数据的转发

如果结点收到数据包，并且数据包的目的地址对应于该结点的地址，则该数据包检查扩展报头 (如果存在)。如果扩展报头中含有结点不能识别的路由类型的路由报头，结点的行为取决于 “Segment Left” 的值：
如果Segment Left = 0，则节点忽略路由报头并处理数据包的下一报头。
如果Segment Left != 0，则节点丢失数据包，并且向数据包的源地址发送ICMP “参数问题 (Parameter Problem)” 的消息。

SRH扩展头包含如下内容：

1. Segment List：有序的SRv6 SID列表
2. Segments Left（SL）：SRv6激活的SID为Slist【SL】。转发过程中通过修改SL，同时更换DIP为活跃的SID来分段完成转发
3. Tag：用于对数据包分组可以实现基于组的策略。
4. SRH TLVs（NSH metadata，HMAC TLV，Padding TLV等）：可以作为segment list的SID共同使用的全局参数

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从SRH看SRv6网络可编程能力

SRv6较于SR-MPLS