SRv6：可編程網絡技術原理與實踐

本書基於 IP 網絡與技術的宏觀視角，以 SRv6 為主線，深入剖析網絡可編程技術，涵蓋網絡可編程技術原理、數據面技術、控制面技術、協議擴展、硬件實現、頭部壓縮、應用場景及標準化等方面的內容。本書將 SRv6 技術的最新進展體系化、條理化地融合到各個章節中，使讀者可以系統全面掌握 SRv6 網絡可編程原理及實踐方面

的知識。

本書是作者在網絡領域二十多年來研發和實踐的總結，主要面向軟/硬件研發人員、網絡技術人員以及高等院

校通信網絡相關專業教師與學生。

唐宏，男，中国电信 IP 网络领域首席专家、教授级高级工程师，享受国务院政府津贴，中国通信学会信息通信网络技术专业委员会委员，主要从事 IP 承载网、下一代互联网、网络新技术方面的研究工作。

朱永庆，中国电信 IP 网络领域高级专家、教授级高级工程师，中国电信研究院 IP 网络技术研究中心主任，主要从事移动互联网、下一代互联网、云网融合技术等方面的研究工作。

龚霞，中国电信研究院工程师，参与了多个国家项目、集团重点项目研发，主要从事 IP网络新技术、云网融合、下一代网络等方面的研究工作。

伍佑明，中国电信研究院教授级高级工程师，主要从事下一代互联网、新 IP 网络技

术等方面的研究工作。

陈华南，中国电信天翼云公司高级工程师，主要从事 IP 网络设备技术与应用、新型城域网架构设计与应用等方面的研究工作。

第 1 章 緒 論 1

1.1　IP 網絡發展概述　1

1.1.1　IP 網絡產業鏈演變　2

1.1.2　IP 網絡形態演進　3

1.2　IP 網絡技術發展概述　6

1.2.1　MPLS 技術　6

1.2.2　IPv6 技術　9

1.2.3　網絡可編程技術　12

參考文獻　15

第　2 章 Segment Routing 基礎　16

2.1　Segment Routing 典型架構　16

2.2　Segment Routing 基本概念　17

2.2.1　Segment 相關概念　17

2.2.2　Segment 列表操作　18

2.2.3　SR 策略　19

2.3　SR 控制平面　19

2.3.1　SID 標簽類型　19

2.3.2　SID 標簽轉發表生成　22

2.3.3　SR 路徑建立　23

2.4　SR 數據平面　23

2.5　SR-MPLS 與 SRv6 的差異　26

2.5.1　技術實現的差異　26

2.5.2　發展路徑的差異　29

SRv6：可編程網絡技術原理與實踐

·2·

參考文獻　30

第　3 章 SRv6 基本原理　31

3.1　SRv6 節點　31

3.2　SRH 擴展報頭　32

3.3　SRv6 SID 編碼格式　35

3.4　SRv6 Segment Endpoint 節點行為　36

3.4.1　拓撲相關行為　37

3.4.2　VPN 相關行為　42

3.4.3　節點封裝行為　44

3.5　SRv6 Policy 頭端節點行為　46

3.6　SRv6 編程空間　48

3.7　SRv6 報文封裝　49

3.8　SRv6 報文處理過程　50

3.8.1　SRv6 報文（含 SRH）處理過程　51

3.8.2　SRv6 報文（不含 SRH）處理過程　52

參考文獻　53

第　4 章 SRv6 控制平面　55

4.1　IGP 擴展　57

4.1.1　IS-IS 協議擴展　57

4.1.2　OSPFv3 協議擴展　63

4.2　BGP 擴展　65

4.2.1　BGP-LS 協議擴展　67

4.2.2　BGP SRv6 Policy 協議　73

4.2.3　BGP Service 擴展　82

4.3　PCEP 擴展　84

參考文獻　88

第　5 章 SRv6 頭壓縮技術　91

5.1　SR 報文開銷與承載效率　91

5.2　SRv6 技術的硬件實現挑戰　92

5.2.1　IP 報文的硬件處理過程　92

5.2.2　SRv6 報文處理對硬件的挑戰　94

5.3　SRv6 頭壓縮技術概況　95

5.4　G-SRv6 頭壓縮方案　96

5.4.1　G-SID 以及 G-SID Container　97

5.4.2　G-SRv6 數據平面技術　98

5.4.3　G-SRv6 控制平面技術　100

5.5　SRv6 uSID 壓縮方案　105

5.5.1　uSID 以及 uSID Container　105

目　錄

·3·

5.5.2　SRv6 uSID 數據平面技術　106

5.5.3　uSID 控制平面技術　108

5.6　SRm6 壓縮方案　111

5.6.1　SRm6 實現原理　111

5.6.2　SRm6 數據平面技術　112

5.6.3　SRm6 控制平面技術　114

5.7　SRv6 頭壓縮典型應用場景　116

5.7.1　G-SRv6 壓縮方案與標準 SRv6 混合應用場景　116

5.7.2　G-SRv6 壓縮方案與 uSID、標準 SRv6 混合應用場景　119

5.8　SRv6 頭壓縮主要技術對比分析　121

參考文獻　124

第　6 章 SRv6 典型技術應用　125

6.1　SRv6-TE　125

6.1.1　SRv6-TE 簡介　126

6.1.2　SRv6 Policy 模型　128

6.1.3　SRv6 Policy 候選路徑　131

6.1.4　SRv6 Policy 引流　135

6.2　SRv6 VPN　138

6.2.1　VPN 業務簡介　138

6.2.2　SRv6 VPN 業務　140

6.2.3　SRv6 L3VPN 實現　141

6.2.4　SRv6 EVPN 控制面　144

6.2.5　SRv6 EVPN 實現　150

6.3　SRv6 SFC　151

6.3.1　典型 SFC 架構　152

6.3.2　基於 NSH 的 SFC　153

6.3.3　SRv6 SFC 實現　156

6.4　TI-LFA　158

6.4.1　傳統 FRR 技術　158

6.4.2　TI-LFA FRR 技術　161

6.4.3　面向 SRv6 的 TI-LFA FRR　162

6.5　Flex-Algo　167

6.5.1　IGP/BGP-LS 協議擴展　167

6.5.2　Flex-Algo 實現過程　170

參考文獻　171

第　7 章 SRv6 部署與運營　174

7.1　SRv6 SID 規劃與配置　174

7.1.1　SRv6 SID Locator 規劃　174

7.1.2　SRv6 Segment 各字段分配　176

SRv6：可編程網絡技術原理與實踐

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7.1.3　SRv6 SID 配置　178

7.2　SRv6 OAM 技術　178

7.2.1　網絡 OAM　178

7.2.2　SRv6 故障管理　180

7.2.3　基於控制器的 SRv6 路徑監控　183

7.2.4　SRv6 性能測量　185

7.3　SRv6 網絡安全　188

7.3.1　SRv6 節點安全　190

7.3.2　SRv6 路由安全　190

7.3.3　SRv6 報文安全　191

參考文獻　193

第　8 章 多播可編程技術　196

8.1　BIER 技術　196

8.1.1　BIER 基本概念　197

8.1.2　BIER 分層架構　198

8.1.3　BIER 控制平面　199

8.1.4　BIER 數據平面　201

8.1.5　BIER 報文轉發過程　204

8.2　BIER-IPv6 技術　206

8.2.1　BIERin6　206

8.2.2　BIERv6　206

8.3　SR 多播技術　207

8.3.1　SR Replication Segment 方案　207

8.3.2　SRv6 Multicast SID 方案　210

參考文獻　212

第　9 章 SRv6 實踐案例　214

9.1　SRv6 在新型城域網的應用　214

9.1.1　新型 IP 城域網概述　214

9.1.2　基於 SRv6 的歸一化業務承載　216

9.2　SRv6 在 IP 骨乾網的應用　222

9.2.1　IP 骨乾網概述　222

9.2.2　基於 SRv6 的 IP 骨乾網定製化路徑　223

9.3　基於 SRv6 的跨域 VPN 組網　224

9.3.1　跨域組網概述　224

9.3.2　基於 SRv6 的跨域組網　225

參考文獻　226

第　10 章 SRv6 發展展望　227

目　錄

·5·

附錄　1 IPv6 報頭　229

參考文獻　235

附錄　2 BGP-LS 協議　236

參考文獻　242

附錄　3 PCEP　243

參考文獻　251

附錄　4 ICMPv6 錯誤消息　252

參考文獻　254

縮略語　255