SRv6可编程网络技术原理与实践

　　本书基于 IP 网络与技术的宏观视角，以 SRv6 为主线，深入剖析网络可编程技术，涵盖网络可编程技术原理、数据面技术、控制面技术、协议扩展、硬件实现、头部压缩、应用场景及标准化等方面的内容。本书将 SRv6 技术的最新进展体系化、条理化地融合到各个章节中，使读者可以系统全面掌握 SRv6 网络可编程原理及实践方面的知识。本书是作者在网络领域二十多年来研发和实践的总结，主要面向软/硬件研发人员、网络技术人员以及高等院校通信网络相关专业教师与学生。

　　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 绪 论 1
1.1　IP 网络发展概述　1
1.1.1　IP 网络产业链演变　2
1.1.2　IP 网络形态演进　3
1.2　IP 网络技术发展概述　6
1.2.1　MPLS 技术　6
1.2.2　IPv6 技术　9
1.2.3　网络可编程技术　12
参考文献　15
第　2 章 Segment Routing 基础　16
2.1　Segment Routing 典型架构　16
2.2　Segment Routing 基本概念　17
2.2.1　Segment 相关概念　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 标签类型　19
2.3.2　SID 标签转发表生成　22
2.3.3　SR 路径建立　23
2.4　SR 数据平面　23
2.5　SR-MPLS 与 SRv6 的差异　26
2.5.1　技术实现的差异　26
2.5.2　发展路径的差异　29
SRv6：可编程网络技术原理与实践
·2·
参考文献　30
第　3 章 SRv6 基本原理　31
3.1　SRv6 节点　31
3.2　SRH 扩展报头　32
3.3　SRv6 SID 编码格式　35
3.4　SRv6 Segment Endpoint 节点行为　36
3.4.1　拓扑相关行为　37
3.4.2　VPN 相关行为　42
3.4.3　节点封装行为　44
3.5　SRv6 Policy 头端节点行为　46
3.6　SRv6 编程空间　48
3.7　SRv6 报文封装　49
3.8　SRv6 报文处理过程　50
3.8.1　SRv6 报文（含 SRH）处理过程　51
3.8.2　SRv6 报文（不含 SRH）处理过程　52
参考文献　53
第　4 章 SRv6 控制平面　55
4.1　IGP 扩展　57
4.1.1　IS-IS 协议扩展　57
4.1.2　OSPFv3 协议扩展　63
4.2　BGP 扩展　65
4.2.1　BGP-LS 协议扩展　67
4.2.2　BGP SRv6 Policy 协议　73
4.2.3　BGP Service 扩展　82
4.3　PCEP 扩展　84
参考文献　88
第　5 章 SRv6 头压缩技术　91
5.1　SR 报文开销与承载效率　91
5.2　SRv6 技术的硬件实现挑战　92
5.2.1　IP 报文的硬件处理过程　92
5.2.2　SRv6 报文处理对硬件的挑战　94
5.3　SRv6 头压缩技术概况　95
5.4　G-SRv6 头压缩方案　96
5.4.1　G-SID 以及 G-SID Container　97
5.4.2　G-SRv6 数据平面技术　98
5.4.3　G-SRv6 控制平面技术　100
5.5　SRv6 uSID 压缩方案　105
5.5.1　uSID 以及 uSID Container　105
目　录
·3·
5.5.2　SRv6 uSID 数据平面技术　106
5.5.3　uSID 控制平面技术　108
5.6　SRm6 压缩方案　111
5.6.1　SRm6 实现原理　111
5.6.2　SRm6 数据平面技术　112
5.6.3　SRm6 控制平面技术　114
5.7　SRv6 头压缩典型应用场景　116
5.7.1　G-SRv6 压缩方案与标准 SRv6 混合应用场景　116
5.7.2　G-SRv6 压缩方案与 uSID、标准 SRv6 混合应用场景　119
5.8　SRv6 头压缩主要技术对比分析　121
参考文献　124
第　6 章 SRv6 典型技术应用　125
6.1　SRv6-TE　125
6.1.1　SRv6-TE 简介　126
6.1.2　SRv6 Policy 模型　128
6.1.3　SRv6 Policy 候选路径　131
6.1.4　SRv6 Policy 引流　135
6.2　SRv6 VPN　138
6.2.1　VPN 业务简介　138
6.2.2　SRv6 VPN 业务　140
6.2.3　SRv6 L3VPN 实现　141
6.2.4　SRv6 EVPN 控制面　144
6.2.5　SRv6 EVPN 实现　150
6.3　SRv6 SFC　151
6.3.1　典型 SFC 架构　152
6.3.2　基于 NSH 的 SFC　153
6.3.3　SRv6 SFC 实现　156
6.4　TI-LFA　158
6.4.1　传统 FRR 技术　158
6.4.2　TI-LFA FRR 技术　161
6.4.3　面向 SRv6 的 TI-LFA FRR　162
6.5　Flex-Algo　167
6.5.1　IGP/BGP-LS 协议扩展　167
6.5.2　Flex-Algo 实现过程　170
参考文献　171
第　7 章 SRv6 部署与运营　174
7.1　SRv6 SID 规划与配置　174
7.1.1　SRv6 SID Locator 规划　174
7.1.2　SRv6 Segment 各字段分配　176
SRv6：可编程网络技术原理与实践
·4·
7.1.3　SRv6 SID 配置　178
7.2　SRv6 OAM 技术　178
7.2.1　网络 OAM　178
7.2.2　SRv6 故障管理　180
7.2.3　基于控制器的 SRv6 路径监控　183
7.2.4　SRv6 性能测量　185
7.3　SRv6 网络安全　188
7.3.1　SRv6 节点安全　190
7.3.2　SRv6 路由安全　190
7.3.3　SRv6 报文安全　191
参考文献　193
第　8 章 多播可编程技术　196
8.1　BIER 技术　196
8.1.1　BIER 基本概念　197
8.1.2　BIER 分层架构　198
8.1.3　BIER 控制平面　199
8.1.4　BIER 数据平面　201
8.1.5　BIER 报文转发过程　204
8.2　BIER-IPv6 技术　206
8.2.1　BIERin6　206
8.2.2　BIERv6　206
8.3　SR 多播技术　207
8.3.1　SR Replication Segment 方案　207
8.3.2　SRv6 Multicast SID 方案　210
参考文献　212
第　9 章 SRv6 实践案例　214
9.1　SRv6 在新型城域网的应用　214
9.1.1　新型 IP 城域网概述　214
9.1.2　基于 SRv6 的归一化业务承载　216
9.2　SRv6 在 IP 骨干网的应用　222
9.2.1　IP 骨干网概述　222
9.2.2　基于 SRv6 的 IP 骨干网定制化路径　223
9.3　基于 SRv6 的跨域 VPN 组网　224
9.3.1　跨域组网概述　224
9.3.2　基于 SRv6 的跨域组网　225
参考文献　226
第　10 章 SRv6 发展展望　227
目　录
·5·
附录　1 IPv6 报头　229
参考文献　235
附录　2 BGP-LS 协议　236
参考文献　242
附录　3 PCEP　243
参考文献　251
附录　4 ICMPv6 错误消息　252
参考文献　254
缩略语　255