SRv6技術在家庭網絡中的應用
Labs 導讀
中國移動為適應云游戲、高清視頻通話、AR/VR等新興數字家庭業務發展，家庭網絡能力需按照業務特點提供相互隔離、服務質量保證的切片網絡，為用戶提供良好的業務體驗。中國移動以算力網絡基礎設施為基礎，打造以“輕量化設備+容器化插件+確定性網絡”為重點的家庭算力網絡能力層，支撐家庭業務應用，實現家庭終端輕量化、家業部署靈活化、家寬網絡精品化。
一、SRv6概念
Segment Routing（SR）是一種源路由技術，它為每個節點或鏈路分配Segment ID，頭節點把這些Segment ID組合起來形成Segment序列（Segment List），指引報文按照Segment序列進行轉發，從而實現網絡的編程能力。
目前Segment Routing技術主要有SR-MPLS和SRv6兩種實現。其中，SR-MPLS是基于MPLS數據平面的Segment Routing實現，其SID為MPLS標簽（Label）；SRv6（Segment Routingover IPv6，基于Ipv6的分段路由）則是基于IPv6數據平面的Segment Routing實現，其SID為IPv6地址。
SRv6結合了Segment Routing的源路由優勢和IPv6的所有特質，并且具有多重網絡編程空間，符合SDN（Software Defined Network，軟件定義網絡）思想。
二、SRv6實現原理
2.1 SRH封裝
SRv6通過在IPv6報文頭中插入一個路由擴展頭SRH（Segment Routing Header）來攜帶分段傳輸信息來實現分段路由。SRH 中包含了具備IPv6 地址特征的SID列表表示的Segment List，報文的目的地址將根據Segment List逐段地被更新，從而完成逐段轉發。
SRv6的報文格式如圖1所示。
SRH中包含的各字段解釋如下：
2.2 SID定義
可路由的128bits的SID通常被劃分為Locator、Function和Arguments三部分，三者的各自長度根據實際需求靈活定義。
- Locator是分配給一個網絡節點的網絡位置標識，用于路由和轉發數據包。
- Function是用來表達該SID要執行的轉發行為。在SRv6網絡編程中，不同的轉發行為由不同的Function來表達。
- Arguments是可選參數，它可以攜帶指令執行時所需的參數。例如用戶標識、應用類型、質量需求等任何其他相關的信息。
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；表示業務信息的Segment。
三、SRv6轉發過程
P1和P2模擬骨干網設備，PE1和PE2模擬骨干網邊緣設備，CE1和CE2客戶接入設備Host1和Host2做client和server。在轉發過程中，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server上行路徑
Host1->CE1->PE1->P1->CE2->Host2
CE1:
圖片
PE1:
圖片
P1:
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PE2:
圖片
CE2:
圖片
圖片
3.2 client訪問server下行路徑
Host2>CE2->PE2->P2->CE1->Host1
CE2:
圖片
圖片
PE2:
圖片
P2:
圖片
PE1:
圖片
CE1:
圖片
圖片
四、SRv6優勢
- 部署簡單：只需要在端到端部署SRv6策略，無需操作中間傳輸節點。
- 智能化：通過MP-BGP協議與SDN控制器進行交互，可以自動對整個網絡進行智能化調度。
- 可編程：可以根據業務需求對segment進行編程。
- 感知應用：將應用信息帶入網絡中，使網絡及時感知應用類型及需求，以提供智能化和定制化的服務
- 多種隧道能力：可以支持SRv6 BE、L2VPN、L3VPN
五、SRv6應用場景
5.1 SRv6主要應用場景
5.2 SRv6家庭應用場景
通過云網關對流量進行APN6封裝，并通過引流策略將定制業務流量導入SRv6加速網絡,實現家寬業務的智能調度。
六、總結和展望
IPv6一直是各個國家高度關注的問題，也是下一代互聯網發展的基礎，也是我國戰略性新興產業中新一代信息技術的一項重要新型技術應用。隨著SRv6技術的成熟，將會加速IPv6在現網的應用部署。
作為新一代IP承載協議，SRv6可以簡化并統一傳統的復雜網絡協議，將會在算力網絡、網絡智能調度、服務編排等方面在家寬業務場景中有著廣泛的應用。
