Labs 導(dǎo)讀

中國(guó)移動(dòng)為適應(yīng)云游戲、高清視頻通話、AR/VR等新興數(shù)字家庭業(yè)務(wù)發(fā)展，家庭網(wǎng)絡(luò)能力需按照業(yè)務(wù)特點(diǎn)提供相互隔離、服務(wù)質(zhì)量保證的切片網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供良好的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。中國(guó)移動(dòng)以算力網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施為基礎(chǔ)，打造以“輕量化設(shè)備+容器化插件+確定性網(wǎng)絡(luò)”為重點(diǎn)的家庭算力網(wǎng)絡(luò)能力層，支撐家庭業(yè)務(wù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)家庭終端輕量化、家業(yè)部署靈活化、家寬網(wǎng)絡(luò)精品化。SRv6技術(shù)具備部署簡(jiǎn)單、智能化、可編程、APN6等特點(diǎn)，為家寬網(wǎng)絡(luò)精品化提供了新的解決方案。

作者：吳煥政

單位：中國(guó)移動(dòng)智慧家庭運(yùn)營(yíng)中心

1SRv6概念

Segment Routing（SR）是一種源路由技術(shù)，它為每個(gè)節(jié)點(diǎn)或鏈路分配Segment ID，頭節(jié)點(diǎn)把這些Segment ID組合起來(lái)形成Segment序列（Segment List），指引報(bào)文按照Segment序列進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的編程能力。

目前Segment Routing技術(shù)主要有SR-MPLS和SRv6兩種實(shí)現(xiàn)。其中，SR-MPLS是基于MPLS數(shù)據(jù)平面的Segment Routing實(shí)現(xiàn)，其SID為MPLS標(biāo)簽（Label）；SRv6（Segment Routingover IPv6，基于Ipv6的分段路由）則是基于IPv6數(shù)據(jù)平面的Segment Routing實(shí)現(xiàn)，其SID為IPv6地址。

SRv6結(jié)合了Segment Routing的源路由優(yōu)勢(shì)和IPv6的所有特質(zhì)，并且具有多重網(wǎng)絡(luò)編程空間，符合SDN（Software Defined Network，軟件定義網(wǎng)絡(luò)）思想。

2SRv6實(shí)現(xiàn)原理

2.1 SRH封裝

SRv6通過(guò)在IPv6報(bào)文頭中插入一個(gè)路由擴(kuò)展頭SRH（Segment Routing Header）來(lái)攜帶分段傳輸信息來(lái)實(shí)現(xiàn)分段路由。SRH 中包含了具備IPv6 地址特征的SID列表表示的Segment List，報(bào)文的目的地址將根據(jù)Segment List逐段地被更新，從而完成逐段轉(zhuǎn)發(fā)。

SRv6的報(bào)文格式如圖1所示。

圖1 SRv6報(bào)文格式

SRH中包含的各字段解釋如下：

圖2 SRH擴(kuò)展頭字段含義

2.2 SID定義

可路由的128bits的SID通常被劃分為L(zhǎng)ocator、Function和Arguments三部分，三者的各自長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際需求靈活定義。

Locator是分配給一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)位置標(biāo)識(shí)，用于路由和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。

Function是用來(lái)表達(dá)該SID要執(zhí)行的轉(zhuǎn)發(fā)行為。在SRv6網(wǎng)絡(luò)編程中，不同的轉(zhuǎn)發(fā)行為由不同的Function來(lái)表達(dá)。

Arguments是可選參數(shù)，它可以攜帶指令執(zhí)行時(shí)所需的參數(shù)。例如用戶標(biāo)識(shí)、應(yīng)用類型、質(zhì)量需求等任何其他相關(guān)的信息。

圖3 Segment Id格式

2.3 Segment類型

SRH中直接采用IPv6地址表示Segment，可以靈活的支持非常多的類型，將不同類型的Segment結(jié)合在一起使用以完成特定的功能。大體上，Segment可以分為兩類：表示路徑信息的Segment；表示業(yè)務(wù)信息的Segment。

圖4 segment類型

3SRv6轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程

圖5 SRv6轉(zhuǎn)發(fā)拓?fù)鋱D

P1和P2模擬骨干網(wǎng)設(shè)備，PE1和PE2模擬骨干網(wǎng)邊緣設(shè)備，CE1和CE2客戶接入設(shè)備Host1和Host2做client和server。在轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中，目的IP、Segment list封裝、SL、Last Entry等字段變化可以看pcap包。

3.1 client訪問(wèn)server上行路徑

Host1->CE1->PE1->P1->CE2->Host2

CE1:

PE1:

P1:

PE2:

CE2:

3.2 client訪問(wèn)server下行路徑

Host2>CE2->PE2->P2->CE1->Host1

CE2:

PE2:

P2:

PE1:

CE1:

4SRv6優(yōu)勢(shì)

部署簡(jiǎn)單：只需要在端到端部署SRv6策略，無(wú)需操作中間傳輸節(jié)點(diǎn)。

智能化：通過(guò)MP-BGP協(xié)議與SDN控制器進(jìn)行交互，可以自動(dòng)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行智能化調(diào)度。

可編程：可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求對(duì)segment進(jìn)行編程。

感知應(yīng)用：將應(yīng)用信息帶入網(wǎng)絡(luò)中，使網(wǎng)絡(luò)及時(shí)感知應(yīng)用類型及需求，以提供智能化和定制化的服務(wù)

多種隧道能力：可以支持SRv6 BE、L2VPN、L3VPN

5SRv6應(yīng)用場(chǎng)景

5.1 SRv6主要應(yīng)用場(chǎng)景

5.2 SRv6家庭應(yīng)用場(chǎng)景

通過(guò)云網(wǎng)關(guān)對(duì)流量進(jìn)行APN6封裝，并通過(guò)引流策略將定制業(yè)務(wù)流量導(dǎo)入SRv6加速網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)家寬業(yè)務(wù)的智能調(diào)度。

6總結(jié)和展望

IPv6一直是各個(gè)國(guó)家高度關(guān)注的問(wèn)題，也是下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)，也是我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中新一代信息技術(shù)的一項(xiàng)重要新型技術(shù)應(yīng)用。隨著SRv6技術(shù)的成熟，將會(huì)加速IPv6在現(xiàn)網(wǎng)的應(yīng)用部署。

作為新一代IP承載協(xié)議，SRv6可以簡(jiǎn)化并統(tǒng)一傳統(tǒng)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，將會(huì)在算力網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)智能調(diào)度、服務(wù)編排等方面在家寬業(yè)務(wù)場(chǎng)景中有著廣泛的應(yīng)用。

審核編輯：湯梓紅