什么是SRv6，它有什么用

SRv6（Segment Routing IPv6），暨基于IPv6轉(zhuǎn)發(fā)平面的分段路由。簡(jiǎn)單來說，就是SR（Segment Routing）+IPv6，是新一代IP承載協(xié)議。其采用現(xiàn)有的IPv6轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，通過靈活的擴(kuò)展頭，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可編程。

想知道SRv6能做什么，優(yōu)勢(shì)又是什么，首先得從互聯(lián)網(wǎng)的IP說起。任何上網(wǎng)的設(shè)備，都會(huì)有一個(gè)IP地址。如果把整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)想象成一個(gè)快遞系統(tǒng)的話。IP地址就是我們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)中的“收貨地址”。這整個(gè)快遞系統(tǒng)通過“IP協(xié)議”這個(gè)“快遞工作流程和制度”來運(yùn)轉(zhuǎn)的。網(wǎng)上傳輸?shù)乃形淖帧D片、音頻、視頻等信息，都被封裝成一個(gè)個(gè)的“包裹”，經(jīng)過快遞系統(tǒng)的運(yùn)輸，到達(dá)最終的目的地。

之前我們所使用的多是IPv4協(xié)議，使用IPv4地址。彼時(shí)，每個(gè)路由器都是獨(dú)立對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行路由決策的。也就是說，“快遞包裹”到達(dá)每個(gè)中轉(zhuǎn)站，站點(diǎn)都需要拆開包裹，看看里面的內(nèi)容，然后才知道要送到哪里去。這樣一來，整個(gè)系統(tǒng)的效率非常低下，運(yùn)不完的還會(huì)直接扔掉。

于是后來，有了MPLS（Multi-Protocol Label Switching），也就是多協(xié)議標(biāo)簽交換。在MPLS網(wǎng)絡(luò)里面，數(shù)據(jù)還是被封裝在盒子里，但盒子外面貼了標(biāo)簽。每個(gè)經(jīng)手的快遞站點(diǎn)，只需要讀盒子外面的標(biāo)簽就知道盒子該送到哪。這樣就極大提升了整個(gè)“快遞網(wǎng)絡(luò)”的運(yùn)轉(zhuǎn)能力。以MPLS為代表的時(shí)代，一直持續(xù)到現(xiàn)在。

但由于IPv4地址只有32位，很短。IPv4的地址資源即將耗盡。網(wǎng)絡(luò)地址資源不足，則會(huì)嚴(yán)重制約互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和發(fā)展。所以普通用戶上網(wǎng)，會(huì)采用“公網(wǎng)+私網(wǎng)”的方式，技術(shù)上就是NAT（Network Address Translation）網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換）。但這只適用于普通用戶上網(wǎng)，因?yàn)槠胀ㄓ脩舳鄶?shù)是訪問者，也就是需要找數(shù)據(jù)的人。但隨著物聯(lián)網(wǎng)的大力發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)攝像頭、智能水表、智能電表等這些都數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，是會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)的設(shè)備，而且要接受云端的控制，它們都是被訪問者。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備采用公網(wǎng)IP地址，可以更容易實(shí)現(xiàn)端到端的“直達(dá)”，便于數(shù)據(jù)上傳和指令下發(fā)。

于是，互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（IETF）設(shè)計(jì)了用于替代IPv4的下一代IP協(xié)議——IPv6（Internet Protocol Version 6），它的地址有128位，不僅能解決網(wǎng)絡(luò)地址資源數(shù)量的問題，而且也解決了多種接入設(shè)備連入互聯(lián)網(wǎng)的障礙。除了地址數(shù)量的優(yōu)點(diǎn)之外，它更大的優(yōu)點(diǎn)在數(shù)據(jù)報(bào)文格式上，也就是“快遞包裝箱”的變化。

下面我們就可以說SRv6了。SR全稱Segment Routing，分段路由。它的落地時(shí)間比IPv6還要早。整個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)是一段一段的。對(duì)于SR網(wǎng)絡(luò)來說，連接任意兩個(gè)SR節(jié)點(diǎn)的一段網(wǎng)絡(luò)，就叫Segment。Segment由一個(gè)Segment ID (SID) 標(biāo)識(shí)。還是拿快遞包裹舉例。一件從廣東的肇慶發(fā)往黑龍江的齊齊哈爾的快遞，并不是從肇慶一站直達(dá)齊齊哈爾的，而是要經(jīng)過廣州—北京—哈爾濱幾個(gè)中間節(jié)點(diǎn)中轉(zhuǎn)，才能到達(dá)終點(diǎn)。那只要在始發(fā)地肇慶在包裹外面貼上“廣州—北京—哈爾濱—齊齊哈爾”的路徑標(biāo)簽。這樣每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)不需要知道包裹從哪里來到哪里去，只需要按照標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)即可。這樣包裹就可以順利到達(dá)。

SR技術(shù)可以直接運(yùn)用在MPLS架構(gòu)上，稱為SR-MPLS（Segment Routing MPLS），其SID為MPLS標(biāo)簽（Label）。IPv6出現(xiàn)后，其獨(dú)特的報(bào)文結(jié)構(gòu)可以與SR完美搭配，于是就有了SRv6。

為什么需要SRv6

隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大以及云時(shí)代的到來，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)種類越來越多，不同業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求不盡相同，傳統(tǒng)IP/MPLS網(wǎng)絡(luò)遇到不少挑戰(zhàn)：

·IP承載網(wǎng)的孤島問題。MPLS統(tǒng)一了承載網(wǎng)，但是IP骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)、移動(dòng)承載網(wǎng)之間是獨(dú)立的MPLS域，是相互分離的，需要使用跨域VPN等復(fù)雜的技術(shù)來互聯(lián)，導(dǎo)致端到端業(yè)務(wù)的部署非常復(fù)雜。而且在L2VPN、L3VPN多種業(yè)務(wù)并存的情況下，設(shè)備中可能同時(shí)存在LDP、RSVP、IGP、BGP等協(xié)議，管理復(fù)雜，不適合大規(guī)模業(yè)務(wù)部署。

·IPv4與MPLS的可編程空間有限。而很多新業(yè)務(wù)需要在轉(zhuǎn)發(fā)平面加入更多的轉(zhuǎn)發(fā)信息，但I(xiàn)ETF已經(jīng)停止為IPv4制定更新的標(biāo)準(zhǔn)；另外MPLS只有20bit的標(biāo)簽空間，很難滿足未來業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)編程需求。

·應(yīng)用與承載網(wǎng)隔離。云計(jì)算時(shí)代，各類服務(wù)和應(yīng)用紛紛上云，應(yīng)用與承載網(wǎng)解耦。運(yùn)營(yíng)商越來越管道化，不知道用戶在做什么，也不知道云端在發(fā)生什么。導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)自身的優(yōu)化困難，難以提升網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值。應(yīng)用信息的缺失，也讓運(yùn)營(yíng)商只能采用粗放的方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)調(diào)度和優(yōu)化，造成資源的浪費(fèi)。

·傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)面和控制面緊密耦合，相互綁定銷售，在演進(jìn)上相互依賴，業(yè)務(wù)上線周期長(zhǎng)，難以應(yīng)對(duì)現(xiàn)在新興業(yè)務(wù)快速發(fā)展的局面。

SRv6能解決上述問題，將網(wǎng)絡(luò)推動(dòng)到一個(gè)新的時(shí)代。

SRv6技術(shù)的價(jià)值：

·智慧：

SRv6具有強(qiáng)大的可編程能力，擁有網(wǎng)絡(luò)路徑、業(yè)務(wù)、轉(zhuǎn)發(fā)行為三層可編程空間，使其能支撐大量不同業(yè)務(wù)的不同訴求，契合了業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的大潮流。SRv6完全基于SDN架構(gòu)，可以跨越APP和網(wǎng)絡(luò)之間的鴻溝，將APP的應(yīng)用程序信息帶入到網(wǎng)絡(luò)中，可以基于全局信息進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)調(diào)度和優(yōu)化。

·極簡(jiǎn)：

SRv6不再使用LDP/RSVP-TE協(xié)議，也不需要MPLS標(biāo)簽，簡(jiǎn)化了協(xié)議和管理。EVPN和SRv6的結(jié)合，可以使IP承載網(wǎng)簡(jiǎn)化歸一。

·純IP化：

SRv6是通過擴(kuò)展報(bào)文頭來實(shí)現(xiàn)的，沒有改變?cè)蠭Pv6報(bào)文的封裝結(jié)構(gòu)，SRv6報(bào)文依然是IPv6報(bào)文，普通的IPv6設(shè)備也可以識(shí)別SRv6報(bào)文。SRv6設(shè)備能夠和普通IPv6設(shè)備共同部署，對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)具有更好的兼容性，可以支撐業(yè)務(wù)快速上線，平滑演進(jìn)。

SRv6的進(jìn)一步發(fā)展

盡管SRv6有這么多技術(shù)上的價(jià)值和優(yōu)勢(shì)，但它也面臨著致命的問題，就是復(fù)雜的報(bào)文頭。數(shù)據(jù)包格式豪華龐大，真正的用戶數(shù)據(jù)占比就會(huì)變小。用快遞再次舉例。一個(gè)10kg重的快遞，其中包裝就占了5KG，真正的“貨物”只有5kg。這樣效率未免太低下。而且，報(bào)文長(zhǎng)度太長(zhǎng)，對(duì)硬件處理芯片的要求也更高，增加了成本和難度。于是大家的攻堅(jiān)方向變成了針對(duì)原生SRv6的“頭壓縮”，就是希望將包頭盡可能壓縮到最小，提升真實(shí)貨物的占比。如中國(guó)移動(dòng)研究院牽頭提出的G-SRv6頭壓縮技術(shù)，可以將SRv6的報(bào)文頭壓縮4倍以上，并且支持所有的SRv6特性。“目前，中國(guó)移動(dòng)已經(jīng)形成包括芯片、設(shè)備、控制器、測(cè)試儀表在內(nèi)的全面的G-SRv6產(chǎn)業(yè)鏈，并在中國(guó)移動(dòng)實(shí)現(xiàn)規(guī)模部署，全球多家運(yùn)營(yíng)商計(jì)劃引入。”

以IPv6、SRv6為代表的新IP網(wǎng)絡(luò)，我們可以稱之為“IP 3.0”。中國(guó)是世界上推動(dòng)IPv6最積極的國(guó)家。因?yàn)槲覀兩暇W(wǎng)基數(shù)大，還因?yàn)槲覀兎浅Ｖ匾?G和萬物互聯(lián)。國(guó)家主推的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)，還有智慧城市、智慧教育、智慧醫(yī)療、智慧礦山等等，全部都需要IPv6。銳捷提供認(rèn)證、網(wǎng)絡(luò)、安全為一體的整體IPv6方案，幫助各行各業(yè)快速實(shí)現(xiàn)IPv6整體建設(shè)和運(yùn)營(yíng)。銳捷還有專項(xiàng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)持續(xù)專注SR向IPv6的演進(jìn)，推動(dòng)SRv6的商用部署落地。