带你揭开SR手艺神秘面纱

宣布时间：2020-12-03

作者：江十一

前言

早在1997年，MPLS网络的推出，其接纳标签交流，一个标签对应一个用户数据流的方法，很是易于用户间数据的隔离，使用区分服务系统容易地解决困扰古板IP网络的QoS/CoS问题，同时MPLS自身提供流量工程的能力，可以最大限度地优化设置网络资源，自动快速修复网络故障，提供高可用性和高可靠性。然而，为了知足越来越多的应用需求，MPLS手艺在已往20多年一直在做加法，功效一直富厚的同时，也带来了实验和使用上的重大性。

Segment Routing的看法和手艺系统在2013年首次提出，短短四年间已经获得了业界的普遍支持，并已经在海内外前沿运营商的网络中最先现实安排。Segment Routing的源路由和无状态特征，使得其成为SDN/NFV在IP网络上下一步生长的要害手艺，其超大规模组网能力也是实现IP网络端到端运营调理和网络重构的基础。

Segment Routing是继MPLS之后，IP领域主要的立异，获得了业界的普遍支持，并逐渐成为SDN的主流网络架构标准。

本文通过讲述Segment Routing的降生、爆发SR的驱动力、SR的事情方法、SR的相关基础看法以及SR的应用场景，带各人起源熟悉SDN网络新兴手艺Segment Routing。

01 什么是SR？

Segment Routing，分段路由是基于源路由理念而设计的在网络上转发数据包的协议，借助MPLS转发平面实现数据转发，Segment Routing将网络路径分成一个个段，并且为这些段和网络中的转发节点（Node）分派段标识ID，通过对段和网络节点举行有序的排列（Segment List），获得一条完整的转发路径。

02 SR的降生

关于SR命名的泉源，听说泉源于SR项目组的一次罗马履历，SR名字由来于“通往罗马之路”，意大利语中SR即“Strade Romane”，也就是我们经常听到的“All roads lead to Rome”，“条条亨衢通罗马”，通过组合多条蹊径，罗马人可以去往罗马帝海内的恣意地方。

Clarence Filsfils是Segment Routing手艺的发明者和推动者；在思科事情的 20 年间，Clarence Filsfils 拥有极其富厚的立异、工业化、市场推广和现实安排履历，受到全球运营商、OTT 和大型企业客户的尊重和信任。

2012年，项目组建设

2015年，SR加速成熟，思科路由器支持SR-TE后，用户最先批量安排

2016年，海内外前沿电信运营商和互联网公司最先使用SR手艺

2017年，Linux4.0正式版本最先支持SR

2018年，PFC标准：PFC8402，落实SR手艺

03 SR爆发的驱动力

优雅的MPLS数据平面很少受到挑战，可是人们越来越显着的感受到MPLS经典的控制平面（LDP、RSVP-TE）过于重大，且缺乏可扩展性。

SR的手艺优势，进一步驱动了SR应用的大规模安排应用。

04 SR的事情方法

在SR项目的早期，SR项目组用飞机行李转运的行李标签向没有相关手艺配景的职员诠释，SR是怎样事情的。以一个行李，从德国慕尼黑机�。∕UC）到日本成田机�。∟RT），途径美国亚特兰大机�。ˋTL）为例。

如上图，当一个包裹在始发机场给行李贴上一个标签“慕尼黑（MUC）à亚特兰大（ATL）à成田（NRT）”，这样的话，传输系统中的每个站点不需要再识别单个行李的完整路径，只需要识别几千个机场的代码，如MUC代表慕尼黑机场等，通过行李的标签代码，就可以凭证标签将行李发往指定的目的地机场。

SR的做法着实相同，一个prefix segment代表一个机场代码，报文中的segment代表着行李上的标签，源节点知道数据包的特定要求，凭证此编码为segment列表，压入报头中，网络中的其他装备不需要知道此数据包的特定要求，只需要知道，怎么处置惩罚prefix segment即可。

上图中，当一个数据包从，Site_A需要转发到Site_B时，当Site_A为数据包压入一个（16002à28003à16006）segment-list时，当路径中的网络节点举行转发时，只需要凭证标签顺序去转发数据包，并不需要关注数据包的泉源等，最终流量会凭证图中紫色虚线举行转发。

05 SR相关看法

源路由

源路由器为要转发的数据包选择一个路径，并将其作为segment-list编码到数据包的包头中，网络中其余的路由器，执行编码的指令，并举行转发。

Segment Routing转发平面

MPLS转发平面

Segment-List体现为MPLS的标签栈
Segment Routing可以使用现有的MPLS数据平面
Segment即MPLS标签
可用于IPv4或IPv6地址簇

IPv6转发平面

Segment-List体现为路由扩展报头中的多个IPv6地址

全局Segment、外地Segment

Global Segment（全局Segment）

SR域中任一节点都明确Segment的相关指令
SR域中的每个节点都装置了该Segment的相关指令
在MPLS SR中体现为SRGB中的全局标签值

Local Segment（外地Segment）

只有该Segment的始发节点明确该Segment的相关指令
MPLS SR中体现为外地分发的标签

以R1àR3的两条路径为例，蓝色路径中的{16002,16003}，为全局segment，SR域中任一节点都明确Segment的相关指令，流量凭证R1àR2àR3转发；红色路径中{16004,27003,16003}，其中27003位外地segment，指导流量转发至R4毗连R5的互联链路中的其中一根链路，流量凭证R1àR4à(27001对应链路)àR5àR3举行转发。

全局标签索引

Global Segment（全局Segment）始终以“SRGB（标签规模）”+index（索引）组成