早在1997年，MPLS網(wǎng)絡的推出，其采用標簽交換，一個標簽對應一個用戶數(shù)據(jù)流的方式，非常易于用戶間數(shù)據(jù)的隔離，利用區(qū)分服務體系輕易地解決困擾傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡的QoS/CoS問題，同時MPLS自身提供流量工程的能力，可以最大限度地優(yōu)化配置網(wǎng)絡資源，自動快速修復網(wǎng)絡故障，提供高可用性和高可靠性。然而，為了滿足越來越多的應用需求，MPLS技術在過去20多年一直在做加法，功能不斷豐富的同時，也帶來了實施和使用上的復雜性。

Segment Routing的概念和技術體系在2013年首次提出，短短四年間已經(jīng)獲得了業(yè)界的廣泛支持，并已經(jīng)在國內(nèi)外前沿運營商的網(wǎng)絡中開始實際部署。Segment Routing的源路由和無狀態(tài)特性，使得其成為SDN/NFV在IP網(wǎng)絡上下一步發(fā)展的關鍵技術，其超大規(guī)模組網(wǎng)能力也是實現(xiàn)IP網(wǎng)絡端到端運營調(diào)度和網(wǎng)絡重構(gòu)的基礎。

Segment Routing是繼MPLS之后，IP領域重要的創(chuàng)新，得到了業(yè)界的廣泛支持，并逐漸成為SDN的主流網(wǎng)絡架構(gòu)標準。

本文通過講述Segment Routing的誕生、產(chǎn)生SR的驅(qū)動力、SR的工作方式、SR的相關基礎概念以及SR的應用場景，帶大家初步認識SDN網(wǎng)絡新興技術Segment Routing。

Segment Routing，分段路由是基于源路由理念而設計的在網(wǎng)絡上轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的協(xié)議，借助MPLS轉(zhuǎn)發(fā)平面實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，Segment Routing將網(wǎng)絡路徑分成一個個段，并且為這些段和網(wǎng)絡中的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點（Node）分配段標識ID，通過對段和網(wǎng)絡節(jié)點進行有序的排列（Segment List），得到一條完整的轉(zhuǎn)發(fā)路徑。

關于SR命名的來源，傳聞來源于SR項目組的一次羅馬經(jīng)歷，SR名字由來于“通往羅馬之路”，意大利語中SR即“Strade Romane”，也就是我們經(jīng)常聽到的“All roads lead to Rome”，“條條大路通羅馬”，通過組合多條道路，羅馬人可以去往羅馬帝國內(nèi)的任意地方。

Clarence Filsfils是Segment Routing技術的發(fā)明者和推動者；在思科工作的 20 年間，Clarence Filsfils 擁有極其豐富的創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)化、市場推廣和實際部署經(jīng)驗，受到全球運營商、OTT 和大型企業(yè)客戶的尊敬和信賴。

優(yōu)雅的MPLS數(shù)據(jù)平面很少受到挑戰(zhàn)，但是人們越來越明顯的感覺到MPLS經(jīng)典的控制平面（LDP、RSVP-TE）過于復雜，且缺乏可擴展性。

SR的技術優(yōu)勢，進一步驅(qū)動了SR應用的大規(guī)模部署應用。

在SR項目的早期，SR項目組用飛機行李轉(zhuǎn)運的行李標簽向沒有相關技術背景的人員解釋，SR是如何工作的。以一個行李，從德國慕尼黑機場（MUC）到日本成田機場（NRT），途徑美國亞特蘭大機場（ATL）為例。

如上圖，當一個包裹在始發(fā)機場給行李貼上一個標簽“慕尼黑（MUC）à亞特蘭大（ATL）à成田（NRT）”，這樣的話，傳輸系統(tǒng)中的每個站點不需要再識別單個行李的完整路徑，只需要識別幾千個機場的代碼，如MUC代表慕尼黑機場等，通過行李的標簽代碼，就可以按照標簽將行李發(fā)往指定的目的地機場。

SR的做法其實相同，一個prefix segment代表一個機場代碼，報文中的segment代表著行李上的標簽，源節(jié)點知道數(shù)據(jù)包的特定要求，按照此編碼為segment列表，壓入報頭中，網(wǎng)絡中的其他設備不需要知道此數(shù)據(jù)包的特定要求，只需要知道，怎么處理prefix segment即可。

上圖中，當一個數(shù)據(jù)包從，Site_A需要轉(zhuǎn)發(fā)到Site_B時，當Site_A為數(shù)據(jù)包壓入一個（16002à28003à16006）segment-list時，當路徑中的網(wǎng)絡節(jié)點進行轉(zhuǎn)發(fā)時，只需要按照標簽順序去轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，并不需要關注數(shù)據(jù)包的來源等，最終流量會按照圖中紫色虛線進行轉(zhuǎn)發(fā)。

源路由器為要轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包選擇一個路徑，并將其作為segment-list編碼到數(shù)據(jù)包的包頭中，網(wǎng)絡中其余的路由器，執(zhí)行編碼的指令，并進行轉(zhuǎn)發(fā)。

以R1àR3的兩條路徑為例，藍色路徑中的{16002,16003}，為全局segment，SR域中任一節(jié)點都明白Segment的相關指令，流量按照R1àR2àR3轉(zhuǎn)發(fā)；紅色路徑中{16004,27003,16003}，其中27003位本地segment，引導流量轉(zhuǎn)發(fā)至R4連接R5的互聯(lián)鏈路中的其中一根鏈路，流量按照R1àR4à(27001對應鏈路)àR5àR3進行轉(zhuǎn)發(fā)。

SR的控制平面可以是IGP（ISIS、OSPF）或BGP

路徑選擇就如同機場VIP通道服務，通過對路徑的規(guī)劃，使得重要的流量得到優(yōu)先的轉(zhuǎn)發(fā)保障。

1）無Segment Routing

R1àR2：只能通過負載均衡或強制單一路徑

2）有Segment Routing

R1àR2：不同業(yè)務自由定義，動態(tài)規(guī)劃，可以根據(jù)不同的業(yè)務需求定義不同的路徑，保障關鍵業(yè)務的轉(zhuǎn)發(fā)

路徑質(zhì)量規(guī)劃就如同地圖導航，以從銳捷北京公司到福州公司為例，會有三條路徑進行選擇，我們可以根據(jù)自身需求，規(guī)劃路徑，如：時間最短、公里數(shù)最短、收費最少等，亦可選擇不走高速，躲避擁堵等等；SR也可以根據(jù)網(wǎng)絡延時、開銷、帶寬、抖動等為特定的業(yè)務需求選擇特定的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑。

1）無Segment Routing

R1àR2：只能通過負載均衡或強制單一路徑

2）有Segment Routing

R1àR2：不同業(yè)務自由定義，動態(tài)規(guī)劃，可以根據(jù)不同的業(yè)務需求定義不同的路徑，保障關鍵業(yè)務的轉(zhuǎn)發(fā)