SRv6技術在家庭網路的應用

Labs 導讀

中國移動為適應雲端遊戲、高畫質視訊通話、AR/VR等新興數位家庭業務發展，家庭網路能力需依照業務特性提供相互隔離、服務品質保證的切片網絡，提供使用者良好的業務體驗。中國移動以算力網路基礎設施為基礎，打造以「輕量化設備+容器化插件+確定性網路」為重點的家庭算力網路能力層，支撐家庭業務應用，實現家庭終端輕量化、家業部署靈活化、家寬網路精品化。

一、SRv6概念

Segment Routing（SR）是一種來源路由技術，它為每個節點或連結分配Segment ID，頭節點把這些Segment ID組合起來形成Segment序列（Segment List），指引封包依照Segment序列進行轉發，從而實現網路的程式設計能力。

目前Segment Routing技術主要有SR-MPLS和SRv6兩種實作。其中，SR-MPLS是基於MPLS資料平面的Segment Routing實現，其SID為MPLS標籤（Label）；SRv6（Segment Routingover IPv6，基於Ipv6的分段路由）則是基於IPv6資料平面的Segment Routing實現，其SID為IPv6位址。

SRv6結合了Segment Routing的來源路由優勢和IPv6的所有特質，並且具有多重網路程式空間，符合SDN（Software Defined Network，軟體定義網路）思想。

二、SRv6實作原理

2.1 SRH封裝

SRv6透過在IPv6封包頭中插入一個路由擴展頭SRH（Segment Routing Header）來攜帶分段傳輸訊息來實現分段路由。SRH 中包含了具備IPv6 位址特徵的SID清單表示的Segment List，封包的目的位址將根據Segment List逐段地被更新，從而完成逐段轉送。

SRv6的封包格式如圖1所示。

SRH中所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是分配給一個網路節點的網路位置標識，用於路由和轉送封包。
• Function是用來表示該SID要執行的轉送行為。在SRv6網路程式設計中，不同的轉送行為由不同的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。例如使用者標識、應用程式類型、品質需求等任何其他相關的資訊。

2.3 Segment類型

SRH中直接採用IPv6位址表示Segment，可以靈活的支援非常多的類型，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：表示路徑資訊的Segment；表示業務資訊的Segment。

三、SRv6轉發過程

P1和P2類比骨幹網路設備，PE1和PE2類比骨幹網路邊緣設備，CE1和CE2客戶接取設備Host1和Host2做client和server。在轉送過程中，目的IP、Segment list封裝、SL、Last Entry等欄位變更可以看pcap包。

3.1 client存取server上行路徑

主機1->CE1->PE1->P1->CE2->主機2

CE1:

圖片

PE1：

圖片

問題一：

圖片

PE2：

圖片

CE2：

圖片

圖片

3.2 client存取server下行路徑

主機2>CE2->PE2->P2->CE1->主機1

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：只需要在端對端部署SRv6策略，無需操作中間傳輸節點。
• 智慧化：透過MP-BGP協定與SDN控制器進行交互，可以自動對整個網路進行智慧化調度。
• 可程式設計：可依業務需求對segment進行程式設計。
• 感知應用：將應用資訊帶入網路中，使網路及時感知應用類型及需求，以提供智慧化和客製化的服務
• 多種隧道能力：可支援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

透過雲端網關對流量進行APN6封裝，並透過引流策略將客製化業務流量匯入SRv6加速網路,實現家寬業務的智慧調度。

六、總結與展望

IPv6一直是各國高度關注的議題，也是下一代網路發展的基礎，也是我國策略性新興產業中新一代資訊科技的重要新型技術應用。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可以簡化並統一傳統的複雜網路協議，將會在算力網路、網路智慧調度、服務編排等方面在家寬業務場景中有著廣泛的應用。