「网络技术控」网络新贵Segment Routing 技术新解

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无论是传统架构还是新型架构， 网络性能一直以适配业务发展为重要前提。随着云时代的到来，终端应用和业务内容不断变化，对网络性能了提出更高要求，传统网络已经无法跟随业务的快速发展。面对网络与业务的割裂分离，如果单纯被动的调整网络配置，只会使网络部署变得越来越复杂和难以维护，进而限制新业务的发展。

网络新贵

Segment Routing

如果可以使传统的网络适配业务发展，并转化成以应用和服务为中心的模式，让业务来定义和驱动网络的架构，是不是就可以完美的解决这个问题？Segment Routing就是在这样的背景下产生的。

认识 Segment Routing

Segment Routing介绍

Segment Routing (意译为指令路由，简称SR) 技术，是一种源路由机制，由源节点来为应用报文指定路径，并将路径转换成一个有序的Segment列表封装到报文头中，路径的中间节点只需要根据报文头中指定的路径进行转发。

SR 用于优化IP，MPLS的网络能力，能够使网络获得更好的可扩展性，并以更加简单的方式提供TE、FRR、MPLS VPN等功能。因为可以与SDN天然结合的特性，SR也逐渐成为城域网、广域网的主流网络架构标准。并得到了业界的广泛认可，并在运营商5G承载网的中传、回传网络和企业网得到部署应用。

Segment Routing的实现过程

SR 将网络路径切分为一个个小段，为段和网络节点分配Segment ID，通过对Segment ID进行有序排列，生成一条完整的转发路径。具体转发过程可分为六个步骤：

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配置IGP，为网络中的链路分配SID，用于生成链路标签；

为网络前缀和节点分配SID，用于生成前缀标签和节点标签；

使用IGP将以上生成的SID通告给邻居；

由控制器或IGP进行路径计算；

源节点依据应用要求出路径编码，生成带标签的路径信息。

源节点将路径信息封装在数据报文里，按照MPLS的转发机制逐跳转发。

Segment Routing 与 MPLS

MPLS

MPLS(Multi-Protocol Label Switching，多协议标签交换 )是一种在开放的通信网上利用标签引导数据高速、高效传输的技术。MPLS的提出已经过了20多年，它有很多优点，但也存在需要优化的地方：

• 流量工程非常复杂，复杂到生产网中几乎无人部署。
• 没有全局网络视图，不能实现从城域网到广域网，端到端的全程流量调度、优化。
• 为了维护当前的连接状态，节点之间需要发送和处理大量的刷新报文，整个过程会消耗大量的CPU资源和网络带宽。
• MPLS的标签数随着LSP的数量增加，标签的资源占用较多，不利于组建大规模的网络。
• MPLS的路径调整是分布式的，如果它的业务发生了变化，MPLS就需要逐个节点去调整配置。

Segment Routing

SR 技术很好的继承了MPLS的优点，同时也对MPLS的不足进行了再造和创新：

• 首先，SR 要实现对业务路径的控制，只需要在源节点对报文进行标签操作即可，中间环节的节点不需要进行任何操作，这个特性使得设备在控制层面的压力大大减小。
• 其次，SR 的标签数量等于连接数量加上节点数量之和，和隧道数量没有任何关系。
• 第三，SR 的路径调整是集中式的，如果它的业务发生了变化，SR 只需要在源节点调整业务的配置即可。

SR 采用了源路由技术，通过源节点即可调整业务路径，使网络能够更快的响应上层业务的需求。同时，SR 提供了集中控制和分布式之间的平衡，防止控制器成为业务瓶颈。

由于SR 的特性，它能够更好的支持SDN，因为它是对现有协议的拓展和延伸，能够使网络架构平滑演进，而不是推倒再造。综上来看，SR 脱胎于MPLS，但是对MPLS做了颠覆性的创新，同时它兼容MPLS可以无缝融合。另外，SRv6天生支持IPv6，可以非常简单的提供IPv6网络服务。

Segment Rouging的应用

Segment Rouging应用场景

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提供快速重路由保护：SR 能够独立提供FRR保护，而不需要依靠RSVP协议（传统的MPLS TE需要部署RSVP协议）。

实施流量工程（Traffic Engineering）：SR 可以根据带宽、时延等网络参数，定义基于CoS的服务策略。

应用于SDN网络架构：一个开放的、可编程的网络，应该是易操作的、便于扩展的。和LDP、RSVP等协议相比，SegmentRouting在易操作和扩展性方面有显著的优势。

欧洲、国内等运营商5G承载网应用及政府企业城域网、WAN网络。

小 结

Segment Routing是近年来网络技术领域最重要的创新之一，被誉为网络技术的黑科技。随着城域网、广域网、核心网以及数据中心等SDN的规模化应用，Segment Routing结合SDN必将重塑网络架构，并逐步替代传统协议的工作方式。

目前，浪潮网络CN6000、CN12900系列交换机已经全面支持Segment Routing技术。浪潮网络SR技术优势核心在于控制器，它采用自研算法，可依据时延、丢包率、带宽等网络情况算出最优路径；业内大部分厂商都采用类似OSPF路由器协议的Dijkstra算法，只能给出最短路径，不能给出最优路径，从而造成SR优势的大量缺失。

本期嘉宾：戴超 浪潮网络高级工程师

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文章来源: https://www.toutiao.com/group/6720000402424594948/