1.背景技術簡述

關于IP轉發技術經歷的幾個階段，憑個人的淺顯理解簡單梳理如下。

最初IP數據包根據路由協議構建的轉發表來轉發。路由協議對目的地址尋址，通過對全網拓撲和鏈路狀態的學習來建立RIB表，同時優選到達目的路由Metric值最小的路徑的下一跳寫入FIB表(Metric值相同的下一跳負載均衡)。依靠路由協議轉發，路徑中間每一跳路由器都會查找本地FIB表進行轉發，網絡中業務流量的轉發路徑只能按最優路徑(Metric值最小的路徑)轉發，不能預先編程設定和精確控制路經。

在原有轉發技術的基礎上，MPLS技術作為一種2.5層技術，通過LDP協議來為網段分配標簽，建立標簽轉發表，以標簽轉發替代三層路由轉發，提升了轉發效率。

為了解決傳統IP路由器協議只能最優路徑(Metric值最小的路徑)轉發，無法精確規劃轉發路徑的問題，基于MPLS發展出了RSVP-TE隧道技術。RSVP-TE確實在一定的時期內代表了先進生產力的發展方向，并在一定范圍和場景下得到了大量應用。RSVP-TE可以進行顯式路徑規劃，可以實現帶寬資源預留，但是RSVP-TE控制面復雜、配置也復雜，狀態維護消耗性能還不支持ECMP。概括一下，RSVP-TE太重量化，太復雜了，不能完全適應在大型廣域網內的大規模應用。

SR-TE依然保留和利用了MPLS標簽(SRv6不在本文討論范圍內)，擴展路由協議支持SR標簽的分發，省去了LDP協議，報文頭中的Segment List直接包含了路徑信息，在頭節點就可以控制路徑，也不需要像RSVP-TE一樣進行大量的狀態維護。概括一下，SR更加適應大型廣域網的大規模流量工程場景，也更加適應SDN對網絡業務流量轉發路徑集中控制的要求。

本文就淺談一下SR-TE路徑建立及控制的兩種實現方式Tunnel Interface和SR Policy的對比，看看在那些方面SR Policy方式比Tunnel Interface方式有較大的優勢和提升。

2.SR Policy 對比Tunnel Interface的優勢與提升

SR-TE分為SR Tunnel Interface和SR Policy兩種實現方式，或者說兩個體系，先說結論，SR Policy確實是后起之秀，最早由思科提出這個概念和相關技術標準，較短時間內，目前主流廠家路由器均開始支持SR Policy。

Tunnel Interface是隧道接口，是兩個網元之間的一個虛擬連接，所以Tunnel Interface的SR-TE類似于傳統LSP技術，以虛擬接口的方式實現對業務流量的導入。Tunnel Interface的路徑下發與更改，其來源可以是CLI，也可以是SDN的南向接口PCEP / Netconf，最終要映射為在頭節點路由器上的一條實際的隧道和隧道路徑的配置。

SR Policy定義的是網絡的一種策略，只是這種策略包含了一個業務流量的承載訴求和轉發路徑。SR Policy由(head-end、color、end-point)三元組描述決定。SR Policy的來源可以是CLI，也可以是SDN的南向接口BGP / PCEP / Netconf。

目前BGP for SR Policy是業內發展比較快應用比較廣泛的一種SDN南向接口，相關的標準大家可以參閱draft-ietf-idr-segment-routing-te-policy-08(Advertising Segment Routing Policies in BGP)。詳細介紹SR Policy不是本文的重點，本文將簡單的去總結一下SR Policy對比Tunnel Interface的優勢與提升。

2.1.SR Policy更靈活實現業務流量引流

Tunnel Interface方式的SR-TE本質上還是一個網絡層面的隧道接口，相關的業務流量的導入和引流需要借助于傳統PBR的方式來實現。MPLS-VPN場景可以直接將VPN流量over在Tunnel Interface的SR-TE上，此時Tunnel Interface的隧道替代了LDP轉發隧道。

BGP for SR Policy則可以實現基于業務流量的自動引流。如圖1中所示，End-point基于BGP路由1.1.1.0/24的Community值來設定Color為Red，Head-end通過BGP協議學習到設定了Color值的NLRI。對head-end設備下發SR Policy，此SR Policy的BSID為4001，對于Color為Red的流量，設定優選Candidate path為SID-LIST<16002,16004>。根據此SR Policy，head-end設備對Color為Red相關的去往1.1.1.0/24的流量，按照BGP路由轉發遵從BSID為4001的SR Policy，數據頭部壓入相應的SID標簽棧。中間路由器根據head-end的壓入的SID標簽棧路徑完成轉發。所以SR Policy的SR-TE引流自動完成，不需要配置PBR。

2.2.SR Policy更靈活實現差異化服務

使用QOS策略進行差異化服務和保障是傳統方式，但是受限于DSCP的8個等級的限制，而且差異化服務的實現是逐跳轉發設備的QOS保障來實現的，無法將業務流量和承載路徑相綁定，通過優化路徑來實現差異化服務。

2.2.1.SR Policy設定Color值將業務承載訴求映射為隧道能力

Tunnel Interface場景進行差異化服務的實現，依靠兩點間不同的業務流量承載需求建立不同的Tunnel Interface隧道(低時延隧道、高保障隧道等)，再在頭節點通過PBR將業務流量引入相應的SR-TE內。 需要對業務流量進行調優時，可以通過變更隧道路徑或者變更流量所承載隧道來實現。

SR Policy中，通過Color來表征不同的承載訴求，Color不代表某條實際的隧道，而代表一類承載能力的隧道的集合，如RED為低時延類的業務訴求，Green為時延不優選但高帶寬保障類的業務訴求。Color值沒有DSCP 8個等級的限制，可以實現更多的保障等級。Color在某種程度上成為了業務承載訴求和實際隧道之間的中介，業務流量不直接定義和具體隧道的映射關系，只表達自己的承載訴求并和相應Color的SR Policy進行關聯。

SR Policy的差異化服務保障場景，目的地址表征了業務流量，相同的業務承載訴求標識為相同的Color，SR Policy通過目的地址+Color將業務承載需求和隧道保障等級相綁定，在業務承載需求有變化時直接變更SR Policy內的Color值就可以。或者換句話說，因為在一個SR Policy中即定義了Color又包含實際的Segment List路徑，所以由于定義了Color值，SR Policy對差異化服務和流量路徑調優的實現是一致的。

2.2.2.SR Policy可以實現基于VPN內部業務路由的差異化服務

Tunnel Interface在MPLS-VPN承載場景，對VPN內部不同的業務路由，很難區分出來并承載到不同的SR-TE隧道上。

SR Policy在MPLS-VPN承載場景，可以對VPN內的不同路由著色為不同的Color，從而實現對同一個VPN內不同業務流量的差異化承載需求。或者說SR Policy技術本身的特性決定了SR Policy根本就不區分裸IP場景和MPLS-VPN場景，都可以根據不同的業務路由來進行差異化承載，不管這個路由是公網路由還是VPN內的私網路由。

隨著5G商用的推進，必然會帶來相應網絡業務的大發展，面對更加復雜的業務承載需求，有著更加精細化承載能力的SR Policy，無疑更有用武之地。

2.3.SR Policy支持ECMP/WECMP

2.3.1.SR Policy更靈活支持主備路徑

Tunnel Interface能實現主備路徑，主路徑承載流量，備路徑在主路徑故障時接管流量。主路徑和備路徑單獨建立，單獨維護。

SR Policy如2所示，一個SR Policy內可以有多個候選路徑Candidate Path，不同的Candidate Path設定不同的Perference值來表征不同的優先級。SR Policy主備路徑通過不同的Candidate Path實現，高優先級的為主用路徑，低優先級的為備用路徑。所以SR Policy不僅能否實現一主一備，而且實現一主多備。SR Policy所有的主備路徑的控制都在一個Policy里實現，簡化了管理，提升了效率。

2.3.2.SR Policy支持ECMP/WECMP

Tunnel Interface方式不支持ECMP/WECMP，這對Tunnel Interface的擴展能力是很大的限制。

SR Policy的定義非常靈活，如圖2所示，在一個Candidate Path內，還可以有多個Segment List路徑。每個Segment List都有自己的權重weight值，如果Weight值相同，則不同Segment-List路徑之間負載均衡ECMP轉發;如果Weight值不同，則不同Segment List路徑之間按照權重負載均衡WECMP轉發。ECMP和WECMP能力的實現，極大的提升了承載效率和承載能力。

2.4.SR Policy更靈活實現路徑編程更貼合SDN發展

Tunnel Interface實現方式，網絡SDN的南向接口以PCEP為主，不管是PCC-initiated建立Tunnel Interface隧道，再托管到控制器，還是控制器PCE-initiated建立隧道直接下發路徑，轉發路徑下發后，最終在設備上的實現都要轉化為實際的隧道和隧道路徑的配置。

SR Policy的實現方式，SDN的南向接口可以是PCEP，也可以BGP for SR Policy，對于SDN控制器來說接口更加靈活;隧道路徑直接在SR Policy內攜帶，下發到設備后，head-end設備直接根據Policy內的Segment List封裝數據包，壓入相應順序的標簽，不用轉化為設備上實際隧道和隧道路徑的配置，對于設備來說也更輕量化，更易實現。

在SR Policy的SDN控制場景，控制器根據不同的業務承載需求計算相應的承載路徑，并以end-point+Color做為關鍵值去綁定一個BSID(Binding SID)，再下發到head-end路由器，head-end路由器根據BSID將業務流量自動引流入BSID對應的SR Policy的相應Canditate Path進而進行轉發。一個SR Policy的BSID就是被優選的Canditate Path的BSID。

總之，SR Policy可以實現控制面和SR轉發面的完全分離，更便于實現業務轉發路徑編程和控制器集中控制。

3.總結

Tunnel Interface實質上還是一種隧道技術，而SR Policy則完全超越了隧道技術，將所有網絡功能都封裝在SR Policy里面，比如轉發路徑、負載分擔、承載等級，并可以抽象成一個BSID，供APP或者控制器調用。

作者簡介：熊學濤，北京世紀互聯寬帶數據中心有限公司網絡運維中心，網絡運維總監。近二十年運營商、互聯網公司工作經驗。在超大規模數據中心組網、運營商級廣域網領域有著豐富的項目經驗，畢業于西安電子科技大學通信工程學院，華南理工大學工程碩士。