SP专题Segment Routing技术浅淡SRv6中IPv6 Header的处理过程

segment routing是个新的转发技术，利用了IGP/BGP作为控制平面协议来分配、分发SID(Segment-ID 段ID)，使用MPLS或IPv6作为转发平面。其中SRv6使用IPv6来作为转发平面。今天我们来讨论下SRv6中IPv6 Header的基本操作。

首先IPv6包头有基本包头和扩展包头之分，基本包头40 bytes，里面包含一个重要字段”next header”，这个字段类似于IPv4包头中”protocol”字段，用于表示上层是什么协议(或IPv4报文的负载是什么报文)，比如next header字段等于17的时候，表示后面跟着UDP报文；等于6的时候表示后面跟着TCP报文；4的时候表示后面跟了一个IPv4的头部(IPv4 over IPv6)。其中当next header等于43的时候，后面跟的是IPv6的Routing Extension Header(路由扩展包头)。如下图示例：

在路由扩展包头中，有个Routing Type字段，被几个RFC所定义，其中：

0 表示Source Route (在2007年被取消)

1 表示Nimred (在2009年被取消)

2 表示Mobility (RFC 6275中定义)，用于移动

3 表示RPL Source Route (RFC 6554中定义)，主要用于IOT

4 表示Segment Routing (现在是tentative)，意味着是临时使用，还没有被RFC定义，不排除将来会设计一个新的扩展包头的可能

    所以一个SRv6的路由头部就是这么多，一个基本包头(next-header = 43)，一个路由扩展包头(Routing Type = 4)，后面是Segment Routing部分的字段。这个扩展路由包头中，最重要的字段是Segments Left，First Segment和Segment List。我们大概来解释下这些字段。

l Segment List：其中我们在头端压路径标签的时候，会压入多层标签(这是基于MPLS的SRTE的操作方式)，对于SRv6来说，会在SR specific中压入多个在数据包传输过程中需要经过的节点。其中Last Segment，或称为尾节点(Tail-end)或称为终节点(End-point)，Segment List编号为0 (即图上Segment List [0])，然后按顺序反向将需要经过的节点压入SR specific中，比如经过N个节点，则最后一个压入的是Segment List [n-1]

l First Segment：意思指数据包从头端发送到终节点经过的第一跳设备，在Segment List中，下面的节点是离头端更近的，最上面的是终节点，所以在这个图中First Segment字段的值是n-1

l Segment Left：简称SL，指的是Active Segment，意思是现在我们将要去往的下一跳是谁。在头端的时候，Segment Left字段的值为n-1，意思是我们要去往终节点，下一个要经过的节点是Segment List [n-1]

工作原理是每经过一个Segment List中包含的节点，SL的值会递减，同时会将Segment List [SL]的节点SID (实际上是一个IPv6地址，只不过可能有不同功能)拷贝到基本包头的目的IPv6地址的字段里面，告诉路由器下一跳需要去往哪个节点，这样一跳一跳将数据包发往目的地。下面我们用一个数据包的转发过程来说明一下它的工作流程，如下图：

l 第一张图：从图中可以看到，A是头端节点，D是终节点，我们programming压入必须经过的节点为B、C、D。所以在SR Header中压入(反向压入)

Segment List [0] = D，

Segment List [1] = C，

Segment List [2] = B，

这时，B是我们要经过的第一个节点，所以First Segment为B节点的下标2；而数据包还没有发送，所以这些Segment List的节点还没有到达，所以Segment Left也为B的下标2；同时会将Segment List [SL = 2] = B的地址拷贝到IPv6基本包头的Destination Address中，你可以看到IPv6基本包头的目的地址为B；

l 第二张图：从图中我们可以看到数据包发送到了中间的节点，你可以理解为Underlay中经过的任意节点，这个节点仅仅会根据IPv6的基本包头的目的地址B，来正常的路由数据包，除了Hop Limit字段以外，其他字段基本不变；

l 第三张图：这时数据包到达了节点B，收到报文后查看IPv6基本包头的目的地址为B，这时可以拆掉基本包头，看后面的扩展包头，发现是一个SR Header，看到Segment Left字段为2，表示还没有到达终节点，需要继续转发，所以这时First Segment字段不变，Segment Left减1变为1，并且将Segment List [SL=1] = C节点的地址，拷贝到IPv6基本包头的Destination Address中，你可以看到此时IPv6基本包头的目的地址为C，然后继续转发数据包；

l 第四张图：数据包达到终节点D，此时查看IPv6基本包头目的地址为自己，拆掉看扩展包头，扩展包头中SL等于0，表示已经到达终节点。然后根据此Segment List中的Function部分对payload部分进行服务。

 

从以上工作流程中，我们可以发现SRv6实际上很容易理解，也很容易做Programming(编程)处理，原因是SR Header中Segment List你可以根据手工或控制器等方式进行编写。所以SRv6是运营商和大型企业核心网中下一步可以发展应用的技术。

 

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