淺談SRV6技術(shù)對運(yùn)營商的影響

楊淋翔 朱敏曉 解蕓

【摘要】? ? 隨著5G技術(shù)的發(fā)展及更多業(yè)務(wù)的云化需求，政企客戶對專線業(yè)務(wù)的要求不斷提高，運(yùn)營商需要增強(qiáng)自身的競爭能力來應(yīng)對，這需要提升網(wǎng)絡(luò)智能化，并構(gòu)建云網(wǎng)一體的能力，需要SRV6技術(shù)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的MPLS網(wǎng)絡(luò)。

【關(guān)鍵詞】? ? 云網(wǎng)一體? ? SRV6? ? 運(yùn)營商

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及SDN技術(shù)的發(fā)展，我們已經(jīng)步入了全面智能化數(shù)字化的社會(huì)。對于運(yùn)營商而言，技術(shù)的不斷演進(jìn)就要求不斷的對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，從而滿足新環(huán)境下業(yè)務(wù)需求，云網(wǎng)的一體融合成為發(fā)展趨勢。同時(shí)，由于IPV4地址面臨枯竭的問題，5G/IOT/云化業(yè)務(wù)的發(fā)展對ipv6的依賴也更多，SRV6技術(shù)可以很好的支持SDN/NFV業(yè)務(wù)，提供可編程性和E2E的拓展服務(wù)，同時(shí)也能夠兼容傳統(tǒng)業(yè)務(wù)，例如L3VPN和EVPN，是下一代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展一項(xiàng)重要的技術(shù)。

一、傳統(tǒng)骨干網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)

第一代為MPLS，它的控制面為RSVP-TE，LDP和IGP，轉(zhuǎn)發(fā)面為MPLS，這是一個(gè)以設(shè)備為中心的網(wǎng)絡(luò)模型，每個(gè)網(wǎng)元獨(dú)立計(jì)算拓?fù)洌荒茏龅骄植孔顑?yōu)，沒有全局視角。

第二代為SR MPLS，它在控制面上去LDP和RSVP-TE，通過IGP/BGP進(jìn)行標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)，它重用了MPLS標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，能夠與SDN結(jié)合，不過其中間的節(jié)點(diǎn)無狀態(tài)化。

第三代為SRv6，它在控制面上也利用IGP/BGP進(jìn)行標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)，但在控制面上去除了MPLS，直接使用IPV6@SRH進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。解決了MPLS標(biāo)簽無法聚合的問題，其利用了IPV6地址的可聚合性和天然可達(dá)性的特點(diǎn)。SRV6為IPV6改造創(chuàng)造了契機(jī)，符合國家的相關(guān)政策導(dǎo)向。面向IPV6時(shí)代，能夠更好的實(shí)現(xiàn)云網(wǎng)融合。

二、MPLS業(yè)務(wù)特點(diǎn)與現(xiàn)狀

MPLS有LDP（Label Distribution Protocol）和RSVP-TE（Resource ReserVation Protocol-Traffic Engineering）兩大協(xié)議。

LDP本身沒有算路能力，它是基于IGP算路結(jié)果來分發(fā)標(biāo)簽，從而得到標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)路徑。它具有IGP的一些優(yōu)點(diǎn)，比如支持最短路徑轉(zhuǎn)發(fā)、支持負(fù)載分擔(dān)（Equal Cost Multi-Path），同時(shí)它的配置也較為簡單，利于組建大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)。但是在日常維護(hù)過程中，LDP也暴露出來一些問題，首先就是由于各個(gè)設(shè)備之間需要發(fā)送大量的消息來維持狀態(tài)，浪費(fèi)了大量的帶寬資源和CPU資源;其次是LDP需要同步IGP的狀態(tài)，否則會(huì)產(chǎn)生流量黑洞。

RSVP-TE可以用做顯示路徑規(guī)劃、帶寬資源預(yù)留以及多種鏈路保護(hù)等應(yīng)用。但是與之而來也暴露出一些缺點(diǎn)，首先它的配置很復(fù)雜，例如四臺(tái)設(shè)備需要組成RSVP-TE隧道進(jìn)行兩兩互聯(lián)，則需要進(jìn)行12遍配置。后續(xù)擴(kuò)容工作量大，不利于網(wǎng)絡(luò)維護(hù)。其次，RSVP-TE是有狀態(tài)的協(xié)議，鄰居之間需要發(fā)送大量的消息來維持鄰居和鏈路狀態(tài)，如果業(yè)務(wù)量較大，消息占用的帶寬資源就很多，也會(huì)大量的消耗設(shè)備的CPU資源和內(nèi)存資源。假如網(wǎng)絡(luò)中存在某些匯聚核心節(jié)點(diǎn)，就容易成為網(wǎng)絡(luò)中的性能瓶頸。最后，RSVP-TE采用的部署方式為分布式架構(gòu)，每臺(tái)設(shè)備只能知道自身的狀態(tài)，如果想知道鄰居設(shè)備的狀態(tài)，則需要發(fā)送大量的信令去實(shí)現(xiàn)，所以采用RSVP-TE不適合構(gòu)建大的ip網(wǎng)絡(luò)。

目前運(yùn)營商大部分政企業(yè)務(wù)專線仍采用IPV4+MPLS來實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的開通，主要存在的問題主要有三點(diǎn)，首先就是孤島問題，它需要跨域VPN等復(fù)雜技術(shù)，導(dǎo)致E2E部署較困難;其次就是IPV4+MPLS封裝的可編程空間有限，MPLS標(biāo)簽長度也是固定的，新業(yè)務(wù)無法加入更多的封裝;最后就是應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)的解耦導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)自身的優(yōu)化困難，很難提升價(jià)值。面對客戶日益提高的網(wǎng)絡(luò)需求，運(yùn)營商需要做出一些改變。

三、為什么要采用SRV6

Segment Routing（SR）是一種源路由技術(shù)，通過為每個(gè)節(jié)點(diǎn)或者鏈路分配Segment標(biāo)識(shí)，頭部節(jié)點(diǎn)再把這些標(biāo)識(shí)進(jìn)行組合形成Segment路徑，指引報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)編程能力。

Segment Routing對于運(yùn)營商來說有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.只采用了IGP，簡化了控制協(xié)議，降低了運(yùn)維的復(fù)雜程度。

2.具有很好的擴(kuò)展性，在頭部進(jìn)行字節(jié)編排，通過不同的Segment組合排列實(shí)現(xiàn)路徑的切換，網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)元感知良好。

3.提供更好的保護(hù)功能，采用了快速重路由保護(hù)機(jī)制，能夠打造高擴(kuò)展與高可靠性相結(jié)合的IP網(wǎng)絡(luò)。

4.能夠節(jié)約網(wǎng)絡(luò)維護(hù)成本，這取決于其可編程的特點(diǎn)。通過Segment編排來實(shí)現(xiàn)不同路徑的需求，選擇最優(yōu)方案，從而減少運(yùn)維建設(shè)成本。

SRV6繼承了SR的優(yōu)點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，由于ipv6地址具有空間數(shù)量無限、地址唯一、全網(wǎng)可達(dá)的特性，所以采用SRV6技術(shù)只要地址可達(dá)就可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)接入。這是SRV6成為未來IP網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)的關(guān)鍵。

筆者歸納了SRV6的三個(gè)特點(diǎn)：

第一個(gè)特點(diǎn)為“智慧”，它的網(wǎng)絡(luò)路徑可以編程、業(yè)務(wù)可以進(jìn)行編程、轉(zhuǎn)發(fā)行為可以編程，SRV6是基于SDN架構(gòu)的，能夠跨域APP與網(wǎng)絡(luò)之間的鴻溝，將APP中的應(yīng)用程序信息帶入到網(wǎng)絡(luò)之中。

第二個(gè)特點(diǎn)是“簡單”，SRV6是基于IGP和BGP擴(kuò)展來實(shí)現(xiàn)的，沒有MPLS標(biāo)簽，不使用LDP/RSVP-TE協(xié)議。在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部引入SRV6之后，只需要TOR交換機(jī)支持SRV6即可，其他交換機(jī)僅僅只需要支持IPV6就可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)承載。在NFV場景引入SRV6后，可以輕松地實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)鏈SFC（Service Function Chain）等需求。

第三個(gè)特點(diǎn)是“純IP化”，SRV6是基于Native IPV6進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，能夠完全融入現(xiàn)有的IPV6網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)可以不支持SRV6，不需要規(guī)模升級就可以部署新業(yè)務(wù)，便于運(yùn)營商平滑的發(fā)展新業(yè)務(wù)。

綜上所述，SRV6是一個(gè)構(gòu)建智簡IP化網(wǎng)絡(luò)的利器，目前，運(yùn)營商和設(shè)備商已基于SRV6+EVPN實(shí)現(xiàn)了Overlay融合應(yīng)用，同時(shí)也在積極推進(jìn)SRV6標(biāo)準(zhǔn)制定及試點(diǎn)應(yīng)用，不過想要實(shí)現(xiàn)未來構(gòu)建與業(yè)務(wù)緊密結(jié)合的定制化網(wǎng)絡(luò)，SRV6標(biāo)準(zhǔn)需要不斷的完善。

四、結(jié)束語

在過去的十年里，IP技術(shù)發(fā)展迅速，幀中繼、ATM、TDM技術(shù)先后被替代，MPLS成為了IP承載網(wǎng)絡(luò)的核心。隨著云業(yè)務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)、5G等新興技術(shù)的快速發(fā)展，社會(huì)的各行各業(yè)全面數(shù)字化轉(zhuǎn)型，運(yùn)營商進(jìn)行云網(wǎng)業(yè)務(wù)融合改變刻不容緩。SRV6技術(shù)的出現(xiàn)，將會(huì)承擔(dān)構(gòu)建智簡網(wǎng)絡(luò)的使命。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]張林，唐利莉，張皆悅.云網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展推動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)向SRV6演進(jìn)[J].通信世界.2021（07）

[2]王君健. SRV6技術(shù)探討[J].郵電設(shè)計(jì)技術(shù).2020（01）