Segment Routing入门

《Segment Routing详解卷一》：“SR项目的目标是简化IP网络的操作，增加其可扩展性和功能，并最终使应用能够控制网络，而不需要在整个网络基础设施上增加流状态。”—Clarence Filsfils
嗯。。。应用控制网络不就是SDN吗？由应用提出需求（时延、带宽、丢包率等），控制器收集网络拓扑、带宽利用率、时延等信息，根据业务需求计算显式路径。骨干网上实现SDN的不二之选。

SR类型

Segment Routing MPLS
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。SR可以直接添加到MPLS体系结构中，基于MPLS为转发平面。将网络路径分成一个个段，并且为这些段和网络中的转发节点分配段标识ID。通过对段和网络节点进行有序排列（Segment List），就可以得到一条转发路径。
Segment Routing IPv6
基于源路由理念而设计的在网络上转发IPv6数据包的一种协议。基于IPv6转发面的SRv6，通过在IPv6报文中插入一个路由扩展头SRH（Segment Routing Header），在SRH中压入一个显式的IPv6地址栈，通过中间节点不断的进行更新目的地址和偏移地址栈的操作来完成逐跳转发。

Segment Routing MPLS原理

Segment分类

前缀SID（Prefix SID）
邻接SID（Adjacency SID）
节点SID（Node SID）
SID的不同特点懒得写了，直接从华为文档上截图。
Segment Routing MPLS 的转发机制和MPLS没变化。代表段的SID被编码为MPLS标签。段序列被编码为标签栈。要处理的段位于栈顶。一个段处理完成后，相关标签从标签栈中弹出。

隧道分类

SR-BE（Segment Routing Best Effort）
SR-TE（Segment Routing-Traffic Engineering）
下面分别介绍一下SR-BE和SR-TE
SR-BE（Segment Routing Best Effort），IGP使用最短路径算法计算得到的最优SR LSP。
SR LSP的创建：
对于SR LSP，最常用的基于Node SID创建，Node Segment是特殊的Prefix Segment。以Loopback IP为前缀，节点的Prefix SID就是Node SID

在D上配置SRGB，在D的Loopback口配置Prefix SID，生成转发表项并下发。之后D将SRGB和Prefix SID封装到LSP报文（如包含SR-Capabilities Sub-TLV的IS-IS Router Capability TLV-242），并将LSP报文通过IGP向全网扩散。网络中其他设备接收到LSP报文后，解析D发布的Prefix SID，根据自己的SRGB计算标签值，同时根据下一跳节点发布的SRGB计算出标签值（OuterLabel）。使用IGP拓扑计算标签转发路径，然后生成转发表项。
解析D发布的Prefix SID，根据自己的SRGB=[36000–65535]计算标签值，计算公式是：Label=SRGB的起始值+Prefix SID值，所以Label=36000+100=36100。使用IS-IS拓扑计算出标签（OuterLabel），计算公式是：OuterLabel=下一跳设备发布的SRGB的起始值+Prefix SID值，在本例中，下一跳设备为D，D发布的SRGB范围是[16000–65535]，所以OuterLabel=16000+100=16100。
后面步骤以此类推。
数据转发
SR的标签操作类型和MPLS相同，包括标签栈压入（Push）、标签栈交换（Swap）和标签弹出（Pop）。
Push：当报文进入SR LSP时，入节点设备在报文二层首部和IP首部之间插入一个标签；或者根据需要，在报文标签栈的栈顶增加一个新的标签。
Swap：当报文在SR域内转发时，根据标签转发表，用下一跳分配的标签，替换SR报文的栈顶标签。
Pop：当报文在离开SR域时，根据栈顶的标签查找转发出接口之后，将SR报文的栈顶的标签剥掉。

另外PHP、MPLS QoS、TTL的特性可以参考MPLS转发。
SR-TE（Segment Routing-Traffic Engineering）

SR-TE网络拓扑收集
网络拓扑收集方式可以分为两种：
BGP-LS上报网络拓扑信息：转发器的IGP协议收集网络拓扑信息，通过BGP-LS将网络拓扑信息上报给控制器。
IGP协议上报网络拓扑信息：转发器的IGP协议收集网络拓扑信息，当控制器与转发器均配置IGP协议后，转发器通过IGP协议将网络拓扑信息上报给控制器。

SR-TE隧道建立
SR-TE隧道创建包括隧道配置和隧道建立。在SR-TE隧道创建之前，需要在各转发器之间建立IS-IS/OSPF邻居关系，实现网络层互通，完成标签的分配以及网络拓扑信息的收集，并将标签和网络拓扑信息上送给控制器，供控制器进行路径计算。如果没有控制器，也可以在SR-TE隧道的头节点使能CSPF算路功能，这样转发器也可以使用CSPF完成路径计算。

SR-TE数据转发
转发器上根据SR-TE隧道LSP对应的标签栈，对报文进行标签操作，并根据栈顶标签逐跳查找转发出接口，指导数据报文转发到隧道目的地址。
标签栈是标签的排序集合，用于标识一条完整的LSP。标签栈中每一个标签标识一个出接口，整个标签栈标识了整条转发路径LSP的所有链路。在报文转发过程中，通过标签栈中的栈顶标签查找对应的标签转发表转发。将标签栈中所有标签弹出后，报文就走完了整条LSP，到达SR-MPLS TE隧道的目的地。这里和SR-BE是不同的。
图示，入节点A根据栈顶标签找到出接口并弹出标签。这里标签100是一个粘连标签，对应的粘连节点C。

Segment Routing IPv6原理

待续。。。