带你揭开SR技术神秘面纱

颁布功夫：2020-12-03

作者：江十一

媒介

早在1997年，，，，，MPLS网络的推出，，，，，其选取标签互换，，，，，一个标签对应一个用户数据流的方式，，，，，极度易于用户间数据的隔离，，，，，利用分辨服务系统等闲地解决困扰传统IP网络的QoS/CoS问题，，，，，同时MPLS自身提供流量工程的能力，，，，，能够最大限度地优化配置网络资源，，，，，自动急剧建复网络故障，，，，，提供高可用性和高靠得住性。。。。。。。。然而，，，，，为了满足越来越多的利用需要，，，，，MPLS技术在从前20多年一向在做加法，，，，，职能不休丰硕的同时，，，，，也带来了执行和使用上的复杂性。。。。。。。。

Segment Routing的概想和技术系统在2013年初次提出，，，，，短短四年间已经获得了业界的宽泛支持，，，，，并已经在国内表前沿运营商的网络中起头现实部署。。。。。。。。Segment Routing的源路由和无状态个性，，，，，使得其成为SDN/NFV在IP网络高低一步发展的关键技术，，，，，其超大规模组网能力也是实现IP网络端到端运营调度和网络沉构的基础。。。。。。。。

Segment Routing是继MPLS之后，，，，，IP领域沉要的创新，，，，，得到了业界的宽泛支持，，，，，并逐步成为SDN的主流网络架构尺度。。。。。。。。

本文通过讲述Segment Routing的诞生、产生SR的驱动力、SR的工作方式、SR的有关基础概想以及SR的利用场景，，，，，带各人初步意识SDN网络新兴技术Segment Routing。。。。。。。。

01 什么是SR？？？？？

Segment Routing，，，，，分段路由是基于源路由理想而设计的在网络上转发数据包的和谈，，，，，借助MPLS转发平面实现数据转发，，，，，Segment Routing将网络蹊径分成一个个段，，，，，并且为这些段和网络中的转发节点（Node）分配段标识ID，，，，，通过对段和网络节点进行有序的分列（Segment List），，，，，得到一条齐全的转发蹊径。。。。。。。。

02 SR的诞生

关于SR定名的起源，，，，，传闻起源于SR项目组的一次罗马经历，，，，，SR名字由来于“通往罗马之路”，，，，，意大利语中SR即“Strade Romane”，，，，，也就是我们时时听到的“All roads lead to Rome”，，，，，“条条大路通罗马”，，，，，通过组合多条路路，，，，，罗马人能够去往罗马帝国内的肆意处所。。。。。。。。

Clarence Filsfils是Segment Routing技术的发现者和推动者；；；；；在思科工作的 20 年间，，，，，Clarence Filsfils 占有极其丰硕的创新、产业化、市场推广和现实部署经验，，，，，受到全球运营商、OTT 和大型企业客户的尊敬和信任。。。。。。。。

2012年，，，，，项目组成立

2015年，，，，，SR加快成熟，，，，，思科路由器支持SR-TE后，，，，，用户起头批量部署

2016年，，，，，国内表前沿电信运营商和互联网公司起头使用SR技术

2017年，，，，，Linux4.0正式版本起头支持SR

2018年，，，，，PFC尺度：PFC8402，，，，，落实SR技术

03 SR产生的驱动力

优雅的MPLS数据平面很少受到挑战，，，，，但是人们越来越显著的感触到MPLS经典的节造平面（LDP、RSVP-TE）过于复杂，，，，，且不足可扩大性。。。。。。。。

SR的技术优势，，，，，进一步驱动了SR利用的大规模部署利用。。。。。。。。

04 SR的工作方式

在SR项主张早期，，，，，SR项目组用飞机行李转运的行李标签向没有有关技术布景的人员诠释，，，，，SR是若何工作的。。。。。。。。以一个行李，，，，，从德国慕尼黑机场。。。。。。。∕UC）到日本成田机场。。。。。。。∟RT），，，，，蹊炯国亚特兰大机场。。。。。。。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必要再鉴别单个行李的齐全蹊径，，，，，只必要鉴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，，，，，就能够依照标签将行李发往指定的主张地机场。。。。。。。。

SR的做法其实一样，，，，，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，，，，，源节点知路数据包的特定要求，，，，，依照此编码为segment列表，，，，，压入报头中，，，，，网络中的其他设备不必要知路此数据包的特定要求，，，，，只必要知路，，，，，怎么处置prefix segment即可。。。。。。。。

上图中，，，，，当一个数据包从，，，，，Site_A必要转发到Site_B时，，，，，当Site_A为数据包压入一个（16002à28003à16006）segment-list时，，，，，当蹊径中的网络节点进行转发时，，，，，只必要依照标签挨次去转发数据包，，，，，并不必要关注数据包的起源等，，，，，最终流量会依照图中紫色虚线进行转发。。。。。。。。

05 SR有关概想

源路由

源路由器为要转发的数据包选择一个蹊径，，，，，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，，，，，并进行转发。。。。。。。。

Segment Routing转发平面

MPLS转发平面

Segment-List体现为MPLS的标签栈
Segment Routing能够利用现有的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体现为路由扩大报头中的多个IPv6地址

全局Segment、本地Segment

Global Segment（全局Segment）

SR域中任一节点都领略Segment的有关指令
SR域中的每个节点都装置了该Segment的有关指令
在MPLS SR中体现为SRGB中的全局标签值

Local Segment（本地Segment）

只有该Segment的始发节点领略该Segment的有关指令
MPLS SR中体现为本地分发的标签

以R1àR3的两条蹊径为例，，，，，蓝色蹊径中的{16002,16003}，，，，，为全局segment，，，，，SR域中任一节点都领略Segment的有关指令，，，，，流量依照R1àR2àR3转发；；；；；红色蹊径中{16004,27003,16003}，，，，，其中27003位本地segment，，，，，疏导流量转发至R4衔接R5的互联链路中的其中一根链路，，，，，流量依照R1àR4à(27001对应链路)àR5àR3进行转发。。。。。。。。

全局标签索引

Global Segment（全局Segment）始终以“SRGB（标签领域）”+index（索引）组成

SR域中，，，，，索引必须唯一
最佳实际：所有局点拥有一样的SRGB
运营商目前均要求使用“Global模式”
Global Segment简化了网络运营成本
各厂商SRGB界说分歧，，，，，如Cisco使用16000-23999

拥有一样SRGB的几个益处

标签拥有绝对值，，，，，即SRGB + Index
SRGB固定后，，，，，Index能够由IGB/BGP分配

Segment Routing节造平面

SR的节造平面可所以IGP（ISIS、OSPF）或BGP

1 IGP作为节造平面

IGP分发的Segment分为两种，，，，，为构建转发蹊径的根基构建模？？？？

Prefix Segment – 前缀段，，，，，又称Prefix-SID
Adj Segment – 邻接段，，，，，又称Adj-SID

IGP Prefix-SID

通常给/32 loopback接口分配标签
寓意：疏导流量沿着支持ECMP最短蹊径去往与该Segment有关联的前缀
支持ECMP
Global Segment
Segment = SRGB + Index
索引通过ISIS/OSPF分发

IGP Adj-SID

寓意：疏导流量向与该Segment有关联的邻接链路转发出去，，，，，而不思考最短蹊径若何
Local Segment
作为标签致反公告
通过ISIS/OSPF分发
只被Segment的始发节点鉴别

2 BGP作为节造平面

使用BGP新属性，，，，，Type 40

非必选，，，，，可传递属性

BGP中使用独立地址簇 address-family Label unicast

BP分发的Segment分为两种，，，，，为构建转发蹊径的根基构建模？？？？

Prefix Segment – 前缀段，，，，，又称Prefix-SID
BGP EPE（Egress Peer Engineering）扩大

BGP Prefix-SID

通常以环回口分配标签
Global Segment
寓意：疏导流量沿着支持BGP ECMP多蹊径去往该Segment有关联的前缀

BGP EPE（Egress Peer Engineering）扩大

Local Segment
用于为对等体分配Peer-Node SID、Peer-Adj SID和Peer-Set SID

06 SR的利用场景

SR利用的最终指标是实现通过利用驱动网络，，，，，利用提出网络需要àSDN规划蹊径à网络设备转发数据。。。。。。。。

利用场景1：蹊径分离服务

蹊径选择就如同机场VIP通路服务，，，，，通过对蹊径的规划，，，，，使得沉要的流量得到优先的转发保险。。。。。。。。

1）无Segment Routing

R1àR2：只能通过负载平衡或强造单一蹊径

2）有Segment Routing

R1àR2：分歧业务自由界说，，，，，动态规划，，，，，能够凭据分歧的业务需要界说分歧的蹊径，，，，，保峻峭害业务的转发

利用场景2：蹊径质量规划

蹊径质量规划就如同地图导航，，，，，以从全发国际北京公司到内江公司为例，，，，，会有三条蹊径进行选择，，，，，我们能够凭据自身需要，，，，，规划蹊径，，，，，如：功夫最短、公里数最短、收费至少等，，，，，亦可选择不走高速，，，，，躲避拥挤等等；；；；；SR也能够凭据网络延时、开销、带宽、抖动等为特定的业务需要选择特定的数据转发蹊径。。。。。。。。

1）无Segment Routing

R1àR2：只能通过负载平衡或强造单一蹊径

2）有Segment Routing

R1àR2：分歧业务自由界说，，，，，动态规划，，，，，能够凭据分歧的业务需要界说分歧的蹊径，，，，，保峻峭害业务的转发

利用场景3：端到端统一数据平面