SR

SR&SR-MPLS SR（segment routing，段路由），其核心思想是将网络报文转发路径切割为不同的分段，并在路径起始点往报文中插入分段信息指导报文转发。目前，Segment Routing支持MPLS和IPv6两种数据平面，对应着两种技术方案：基于MPLS数据平面的Segment Routing称为SR-MPLS；基于IPv6数据平面的Segment Routing称为SRv6。本文主要介绍SR-MPLS。 为什么需要SR？ IP承载网的孤岛问题。MPLS统一了承载网，但是IP骨干网、城域网、移动承载网之间是独立的MPLS域，是相互分离的，需要使用跨域VPN等复杂的技术来互联，导致端到端业务的部署非常复杂。 而且在L2VPN、L3VPN多种业务并存的情况下，设备中可能同时存在LDP、RSVP、IGP、BGP等协议，管理复杂，不适合大规模业务部署。 IPv4与MPLS的可编程空间有限。当前很多新业务需要在转发平面加入更多的转发信息，但IETF已经发表声明，停止为IPv4制定更新的标准，另外MPLS只有20bit的标签空间，且标签字段固定、长度固定，缺乏可扩展性，导致很难满足未来业务的网络编程需求。 应用与承载网隔离。目前应用与承载网的解耦，导致网络自身的优化困难，难以提升网络的价值。当前运营商普遍面临被管道化的挑战，无法从增值应用中获得相应的收益；而应用信息的缺失，也使得运营商只能采用粗放的方式进行网络调度和优化，造成资源的浪费。MPLS也曾试图更靠近主机和应用，但因为其本身网络边界多、管理复杂度大等多方面的原因，均以失败告终。 传统MPLS的瓶颈？ 虽然MPLS因其标签交换的思想使其转发平面广受好评，但是MPLS控制平面却因为协议复杂、扩展性差、部署维护困难等问题受到诟病。 LDP是基于IGP算路结果完成标签分发，LDP存在的主要问题是： 依赖IGP，但是LDP与IGP实际是两个独立的协议，会存在不同步问题，导致流量黑洞。 只能通过最短路径转发，不支持流量工程，缺乏路径规划能力。 RSVP-TE虽然实现了流量工程，可以根据业务需要灵活地选择转发路径，但是也存在明显问题： 配置、维护复杂，RSVP-TE协议状态复杂，设备需要交互大量报文来维持隧道状态，使得该协议难以规模部署。 不支持负载分担，难以充分利用网络资源。 SR-MPLS的使命就是既需要保留传统MPLS网络的优点，还需要解决传统网络的困局。 SR-MPLS伴随着SDN思潮应运而生，SR-MPLS技术能够使网络更加简化，并具有良好的可扩展能力，主要体现在以下方面： 更简单的控制平面：无需部署LDP/RSVP-TE协议，只需要设备通过IGP/BGP协议扩展来实现标签分发或同步，或者由控制器统一负责SR标签的分配，并下发和同步给设备。 易扩展的转发平面：SR-MPLS复用了已有的MPLS转发平面，网络设备不做改动或者进行简单升级就可以支持SR的转发，在SR-MPLS中，Segment可以映射为MPLS标签，路径就是标签栈。 SR-MPLS以其简单、高效、易扩展的特点，使其具有很多优势： 具备网络路径可编程能力：SR-MPLS具备源路由优势，仅在源节点对报文进行标签操作即可任意控制业务路径，且中间节点不需要维护路径信息，设备控制平面压力小。 简化设备控制平面，减少路由协议数量，简化运维成本；标签转发表简单，标签占用少，设备资源占用率低。 更好的向SDN网络平滑演进：面向SDN架构设计的协议，融合了设备自主转发和集中编程控制的优势，能够更好地实现应用驱动网络。同时，支持传统网络和SDN网络，兼容现有设备，保障现有网络平滑演进到SDN网络。 SR-MPLS基本概念 segment Segment表示网络指令，用来指引报文去哪，怎么去。根据生成方式不同，Segment分为3类，分别是Prefix Segment、Node Segment、Adjacency Segment。 SID（Segment ID） 用于标识唯一的段，对应segment的三类，分为Prefix SID、Node SID、Adjacency SID Prefix SID，也可称之为前缀标签，是针对目的IP地址映射的标签。 Node SID，也可称之为节点标签，是针对设备Loopback口IP地址映射的标签，可以看作是特殊的Prefix SID。 Adjacency SID，也可称之为邻接标签，是每台设备针对自己的接口邻居发布的，用来显示指定数据包的外发链路，且具有方向性，例如P2分配的16024邻接标签，代表需要从本地Interface1接口外发给P4。 Prefix SID/Node SID和Adjacency SID可以分别类比于传统IP转发中的目的地址和出接口。...