SP專題Segment Routing技術淺淡SRv6中IPv6 Header的處理過程

segment routing是個新的轉發技術，利用了IGP/BGP做爲控制平面協議來分配、分發SID(Segment-ID 段ID)，使用MPLS或IPv6做爲轉發平面。其中SRv6使用IPv6來做爲轉發平面。今天咱們來討論下SRv6中IPv6 Header的基本操做。

首先IPv6包頭有基本包頭和擴展包頭之分，基本包頭40 bytes，裏面包含一個重要字段」next header」，這個字段相似於IPv4包頭中」protocol」字段，用於表示上層是什麼協議(或IPv4報文的負載是什麼報文)，好比next header字段等於17的時候，表示後面跟着UDP報文；等於6的時候表示後面跟着TCP報文；4的時候表示後面跟了一個IPv4的頭部(IPv4 over IPv6)。其中當next header等於43的時候，後面跟的是IPv6的Routing Extension Header(路由擴展包頭)。如下圖示例：

在路由擴展包頭中，有個Routing Type字段，被幾個RFC所定義，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中定義)，用於移動

3 表示RPL Source Route (RFC 6554中定義)，主要用於IOT

4 表示Segment Routing (如今是tentative)，意味着是臨時使用，還沒有被RFC定義，不排除未來會設計一個新的擴展包頭的可能

    因此一個SRv6的路由頭部就是這麼多，一個基本包頭(next-header = 43)，一個路由擴展包頭(Routing Type = 4)，後面是Segment Routing部分的字段。這個擴展路由包頭中，最重要的字段是Segments Left，First Segment和Segment List。咱們大概來解釋下這些字段。

l Segment List：其中咱們在頭端壓路徑標籤的時候，會壓入多層標籤(這是基於MPLS的SRTE的操做方式)，對於SRv6來說，會在SR specific中壓入多個在數據包傳輸過程當中須要通過的節點。其中Last Segment，或稱爲尾節點(Tail-end)或稱爲終節點(End-point)，Segment List編號爲0 (即圖上Segment List [0])，而後按順序反向將須要通過的節點壓入SR specific中，好比通過N個節點，則最後一個壓入的是Segment List [n-1]

l First Segment：意思指數據包從頭端發送到終節點通過的第一跳設備，在Segment List中，下面的節點是離頭端更近的，最上面的是終節點，因此在這個圖中First Segment字段的值是n-1

l Segment Left：簡稱SL，指的是Active Segment，意思是如今咱們將要去往的下一跳是誰。在頭端的時候，Segment Left字段的值爲n-1，意思是咱們要去往終節點，下一個要通過的節點是Segment List [n-1]

工做原理是每通過一個Segment List中包含的節點，SL的值會遞減，同時會將Segment List [SL]的節點SID (實際上是一個IPv6地址，只不過可能有不一樣功能)拷貝到基本包頭的目的IPv6地址的字段裏面，告訴路由器下一跳須要去往哪個節點，這樣一跳一跳將數據包發往目的地。下面咱們用一個數據包的轉發過程來講明一下它的工做流程，以下圖：

l 第一張圖：從圖中能夠看到，A是頭端節點，D是終節點，咱們programming壓入必須通過的節點爲B、C、D。因此在SR Header中壓入(反向壓入)

Segment List [0] = D，

Segment List [1] = C，

Segment List [2] = B，

這時，B是咱們要通過的第一個節點，因此First Segment爲B節點的下標2；而數據包尚未發送，因此這些Segment List的節點尚未到達，因此Segment Left也爲B的下標2；同時會將Segment List [SL = 2] = B的地址拷貝到IPv6基本包頭的Destination Address中，你能夠看到IPv6基本包頭的目的地址爲B；

l 第二張圖：從圖中咱們能夠看到數據包發送到了中間的節點，你能夠理解爲Underlay中通過的任意節點，這個節點僅僅會根據IPv6的基本包頭的目的地址B，來正常的路由數據包，除了Hop Limit字段之外，其餘字段基本不變；

l 第三張圖：這時數據包到達了節點B，收到報文後查看IPv6基本包頭的目的地址爲B，這時能夠拆掉基本包頭，看後面的擴展包頭，發現是一個SR Header，看到Segment Left字段爲2，表示尚未到達終節點，須要繼續轉發，因此這時First Segment字段不變，Segment Left減1變爲1，而且將Segment List [SL=1] = C節點的地址，拷貝到IPv6基本包頭的Destination Address中，你能夠看到此時IPv6基本包頭的目的地址爲C，而後繼續轉發數據包；

l 第四張圖：數據包達到終節點D，此時查看IPv6基本包頭目的地址爲本身，拆掉看擴展包頭，擴展包頭中SL等於0，表示已經到達終節點。而後根據此Segment List中的Function部分對payload部分進行服務。

 

從以上工做流程中，咱們能夠發現SRv6實際上很容易理解，也很容易作Programming(編程)處理，緣由是SR Header中Segment List你能夠根據手工或控制器等方式進行編寫。因此SRv6是運營商和大型企業核心網中下一步能夠發展應用的技術。

 

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