SRv6(Segment Routing v6,基于IPv6转发平面的段路由)是基于源路由理念而设计的在网络上转发数据包的一种协议。其核心思想是将报文转发路径切割成不同的段,再为其分配SID(Segment Identifier,段标识符)进行标识从而以段指导报文转发。
SR-MPLS基于MPLS转发平面
SRv6的一个重要特点是不再使用LDP/RSVP-TE协议,也不需要MPLS标签,简化了协议。
SRv6基于Native IPv6进行转发。Native IPv6指的是普通的IPv6报文。SRv6是通过IPv6扩展报文头来实现的。普通的IPv6设备也可以识别SRv6报文(其实是识别IPv6报文)。SRv6设备能够和普通IPv6设备共同部署,对现有网络具有更好的兼容性。
IPv4,每个路由器都是独立对数据包进行路由决策的。也就是说,快递送到每个站点,站点都需要拆开快递盒,看看里面的内容,然后决定送到哪里去。这样一来,整个系统的效率就会非常低下。即便是决定了运送方向,快递员也是采取“勉力而为”的态度,尽量运送。如果这条线路包裹太多,他拿不下,就直接扔掉。
MPLS(Multi-Protocol Label Switching,多协议标签交换)。
MPLS,关键在于这个标签Label。
传统的路由网络里面,每个经手的快递站点都需要打开盒子,看看里面的内容,再决定送往哪。
在MPLS网络里面,数据被封装在了盒子里,上面贴了标签。每个经手的快递站点,只需要读标签就知道盒子该送到哪。
私网,是个“门卫”技术。一栋楼,住着很多住户。因为邮箱数量不够,所以,每次快递到了,都只能放在门卫那里。门卫认识每个住户,会进行二次派送。私网地址用NAT(Network Address Translation,网络地址转换)。
需要公网地址的,是产生数据和存放的设备,是被访问者,像物联网设备,例如网络摄像头、共享单车、智能水表、智能电表等,它们产生数据,并且接受云端的控制。
物联网设备采用公网IP地址,可以更容易实现端到端的“直达”,便于数据上传和指令下发。
“门卫技术”有一定的好处(例如安全、节约地址资源),但是,它意味着更大的时延,对门卫更高的要求,以及不必要的能耗和成本。
而IPv6,直接干掉了门卫,让每个人都实现了“快递收发自由”,大大简化了网络架构。
虽然IPv6大幅增加了IP地址数量,但这并不是运营商耗费巨资进行全网升级的原因和动力。它最大的改进,是数据包报文格式的扩容和升级。换句话说,IPv6的最大优势,不是邮箱数的增加,而是快递包装盒的改变。
IPv6的数据包报文格式,比IPv4更加“豪华”。
SR的全名叫Segment Routing,分段路由。整个IP网络,是一段一段的。对于SR网络来说,连接任意两个SR节点的一段网络,就叫Segment。Segment由一个Segment ID (SID) 标识。注意,并不一定是相邻节点
SR的核心原理,就像诸葛亮的“锦囊妙计”。当一个数据包进入网络的时候,网络会把它要经过的所有链路和节点信息,全部告诉这个数据包。N张纸条,排好顺序。每过一地,撕掉一张。等撕完的时候,也就到终点了。
而传统的MPLS,是把所有的路径信息,下发给每个节点,然后数据包到了之后,再去问路。
SR技术可以直接运用在MPLS架构上。IPv6出现后,SR开始和IPv6亲密接触。于是,就有了SRv6。
SRv6的基本原理和SR是一样的,也是“锦囊妙计”技术。IPv6独特的报文结构,可以与SR完美搭配。
SRv6还可以和现在很流行的SDN技术相结合。SDN就是软件定义网络,说白了,整个网络被统一控制起来,集中管理。
SRv6的优点都是基于技术的,它简单高效,而且具备可编程能力。
可编程能力:数据网络就像是计算机硬件,SDN就是程序,SRv6就是指令。SDN借助SRv6,可以驱动数据网络,按需求进行运作。
IPv6这个豪华快递包装盒,可以贴很多的“标签”,让快递员和快递站可以很方便地知道里面是什么类型的物品。这样一来,非常容易实现对包裹的“区别对待”。举个例子来说,如果贴着“小心轻放”,说明是贵重业务。如果贴着“加急”,则说明是紧急业务。
对网络来说,时延、带宽、优先级等,都是标签,都可以通过Label进行标识。这对业务来说,充满了“人性化”,更加灵活。
尽管SRv6看上去非常美好,但存在一个致命的缺陷,那就是——资源浪费。按数通网络的传统说法,就是开销太大。
数据包格式变么庞大,报文头变得复杂。那么,真正的用户数据,占整个包裹的重量比更小。
报文长度太长,对硬件处理芯片的要求也更高,增加了成本和难度。
SRv6报文封装格式:
Segment Routing Header,简称SRH。
所以,需要针对原生SRv6的“头压缩”,将包头尽可能压缩到最小,提升真实货物的占比。
这个,就有点像视频、音频和图片的压缩格式,比拼的就是各自的算法。例如中国移动主推的G-SRv6,就属于压缩方案之一。