2020 年的最后一篇技術(shù)科普，我來聊聊 SRv6。

這兩年，SRv6 可謂是通信界的 “超級網(wǎng)紅”。不管是技術(shù)峰會，還是行業(yè)論壇，都少不了它的身影。很多大佬甚至聲稱：“SRv6 是未來網(wǎng)絡(luò)的靈魂”。

究竟 SRv6 是個什么東東？它真的這么牛掰嗎？

表急，且聽我從頭開始說起——

大家都知道，我們現(xiàn)在喜聞樂見的互聯(lián)網(wǎng)，是 20 世紀 80 年代誕生并發(fā)揚光大的。

互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)是啥？當然是 IP 啊，Internet Protocol（網(wǎng)際互連協(xié)議）。

你電腦或手機沒有安裝 IP 協(xié)議，沒有分配 IP 地址，就沒辦法上網(wǎng)，更沒辦法撩妹、刷劇、玩游戲。

其實說白了，互聯(lián)網(wǎng)就是一套 “快遞系統(tǒng)”。IP 地址就是你的通信地址，IP 協(xié)議是快遞公司的 “工作流程和制度”。

所有的文字、音頻、視頻，都被打包成一個個的 “快遞包裹”，然后經(jīng)過快遞系統(tǒng)的運輸，最終送到目的地。

最早期的 IP 協(xié)議，并不成熟。搗鼓了幾個版本（version）之后，到了 version 4，總算比較靠譜了，然后開始廣泛部署。

這個 version 4，也就是我們一直以來使用的 IPv4。IPv4 地址和 IPv4 協(xié)議，通常直接簡稱為 IP 地址和 IP 協(xié)議。

所以說，雖然 IP 協(xié)議的版本是 v4，但實際上，我們應(yīng)該將它稱為 “IP 1.0 時代”。

“IP 1.0”奠定了早期互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。但是，隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅速膨脹，它很快暴露出自身的問題。

在 “IP 1.0”的網(wǎng)絡(luò)里面，每個路由器都是獨立對數(shù)據(jù)包進行路由決策的。也就是說，快遞送到每個站點，站點都需要拆開快遞盒，看看里面的內(nèi)容，然后決定送到哪里去。這樣一來，整個系統(tǒng)的效率就會非常低下。

即便是決定了運送方向，快遞員也是采取 “勉力而為”的態(tài)度，盡量運送。如果這條線路包裹太多，他拿不下，就直接扔掉。

這樣的機制，毫無靈活性和可靠性可言，運送能力也很差。

到了 20 世紀，磚家們對 “IP 1.0”越來越不爽。于是，提出了 MPLS（Multi-Protocol Label Switching，多協(xié)議標簽交換）。

MPLS，關(guān)鍵在于這個標簽 Label。

前面說了，傳統(tǒng)的路由網(wǎng)絡(luò)里面，每個經(jīng)手的快遞站點都需要打開盒子，看看里面的內(nèi)容，再決定送往哪。

在 MPLS 網(wǎng)絡(luò)里面，數(shù)據(jù)被封裝在了盒子里，上面貼了標簽。每個經(jīng)手的快遞站點，只需要讀標簽就知道盒子該送到哪。

MPLS 出現(xiàn)之后，迅速風靡了整個 IP 網(wǎng)絡(luò)，成為主流技術(shù)。尤其是面向政企用戶，MPLS 提供的穩(wěn)定可靠服務(wù)，幫助運營商賺了不少小錢錢。

以 MPLS 為代表的時代，我們可以稱為 “IP 2.0”時代。這個時代，一直持續(xù)到現(xiàn)在。

好了，終于輪到 IPv6 和 SRv6 閃亮登場了。

SRv6，簡單來理解，其實就是 SR+IPv6。我們先說說 IPv6。

IPv6 大家應(yīng)該都非常熟悉了，網(wǎng)上介紹它的文章很多。但是，大部分文章都只強調(diào)了 IPv6 的地址更長，數(shù)量更多。

IPv6 的地址范例：

2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344

其實，如果只站在普通用戶上網(wǎng)的角度，采用 “公網(wǎng) + 私網(wǎng)”的方式，省著點用，我們的網(wǎng)絡(luò)完全可以再撐個幾年，甚至十幾年。

所謂私網(wǎng)，其實說白了，就是個 “門衛(wèi)”技術(shù)。

一棟樓，住著很多住戶。因為郵箱數(shù)量不夠，所以，每次快遞到了，都只能放在門衛(wèi)那里。門衛(wèi)認識每個住戶，會進行二次派送。

這就是私網(wǎng)地址的用法，技術(shù)上叫做 NAT（Network Address Translation，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換）。

我們絕大多數(shù)的上網(wǎng)設(shè)備，不太需要公網(wǎng)地址。因為我們是訪問者，是需要找數(shù)據(jù)的人。真正更需要公網(wǎng)地址的，是產(chǎn)生數(shù)據(jù)和存放的設(shè)備，是被訪問者。

而現(xiàn)在不斷崛起的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，就屬于被訪問者。例如網(wǎng)絡(luò)攝像頭、共享單車、智能水表、智能電表等，它們產(chǎn)生數(shù)據(jù)，并且接受云端的控制。

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備采用公網(wǎng) IP 地址，可以更容易實現(xiàn)端到端的 “直達”，便于數(shù)據(jù)上傳和指令下發(fā)。

還是以剛才的門衛(wèi)為例。如果你非常期待這件快遞，你會希望快遞員直接送到你的手上，而不是送到門衛(wèi)或豐巢快遞柜那邊，不是嗎？

“門衛(wèi)技術(shù)”有一定的好處（例如安全、節(jié)約地址資源），但是，它意味著更大的時延，對門衛(wèi)更高的要求，以及不必要的能耗和成本。

而 IPv6，直接干掉了門衛(wèi)，讓每個人都實現(xiàn)了 “快遞收發(fā)自由”，大大簡化了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

雖然 IPv6 大幅增加了 IP 地址數(shù)量，但這并不是運營商耗費巨資進行全網(wǎng)升級的原因和動力。或者說，IPv6 的地址數(shù)量優(yōu)點，只占了它全部優(yōu)點的 30%。它最大的改進，是數(shù)據(jù)包報文格式的擴容和升級。

換句話說，IPv6 的最大優(yōu)勢，不是郵箱數(shù)的增加，而是快遞包裝盒的改變。

IPv6 的數(shù)據(jù)包報文格式，比 IPv4 更加 “豪華”。

再繼續(xù)介紹 IPv6 之前，我們先說說 SR。

SR 的全名叫 Segment Routing，分段路由。它的落地時間，比 IPv6 更早。

大家都知道，整個 IP 網(wǎng)絡(luò)，如下圖所示，就是一段一段的。

對于 SR 網(wǎng)絡(luò)來說，連接任意兩個 SR 節(jié)點的一段網(wǎng)絡(luò)，就叫 Segment。Segment 由一個 Segment ID （SID） 標識。

SR 的核心原理，就是諸葛亮的 “錦囊妙計”。

當一個數(shù)據(jù)包進入網(wǎng)絡(luò)的時候，網(wǎng)絡(luò)會把它要經(jīng)過的所有鏈路和節(jié)點信息，全部告訴這個數(shù)據(jù)包。

N 張紙條，排好順序。每過一地，撕掉一張。等撕完的時候，你也就到終點了。

而傳統(tǒng)的 MPLS，是把所有的路徑信息，下發(fā)給每個節(jié)點，然后數(shù)據(jù)包到了之后，再去問路。

SR 技術(shù)可以直接運用在 MPLS 架構(gòu)上。IPv6 出現(xiàn)后，SR 開始和 IPv6 親密接觸。于是，就有了 SRv6。

SRv6 的基本原理和 SR 是一樣的，也是 “錦囊妙計”技術(shù)。IPv6 獨特的報文結(jié)構(gòu)，可以與 SR 完美搭配。

SRv6 還可以和現(xiàn)在很流行的 SDN 技術(shù)相結(jié)合。SDN 就是軟件定義網(wǎng)絡(luò)，說白了，整個網(wǎng)絡(luò)被統(tǒng)一控制起來，集中管理。

SRv6 的優(yōu)點都是基于技術(shù)的，限于篇幅，改天小棗君詳細說明。總之大家記住，它簡單高效，而且具備可編程能力。

什么是可編程能力？

簡單來說，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)就像是計算機硬件，SDN 就是程序，SRv6 就是指令。SDN 借助 SRv6，可以驅(qū)動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，按需求進行運作。

IPv6 這個豪華快遞包裝盒，可以貼很多的 “標簽”，讓快遞員和快遞站可以很方便地知道里面是什么類型的物品。這樣一來，非常容易實現(xiàn)對包裹的 “區(qū)別對待”。

舉個例子來說，如果貼著 “小心輕放”，說明是貴重業(yè)務(wù)。如果貼著 “加急”，則說明是緊急業(yè)務(wù)。

對網(wǎng)絡(luò)來說，時延、帶寬、優(yōu)先級等，都是標簽，都可以通過 Label 進行標識。這對業(yè)務(wù)來說，充滿了 “人性化”，更加靈活。

盡管 SRv6 看上去非常美好，但存在一個致命的缺陷，那就是——資源浪費。按數(shù)通網(wǎng)絡(luò)的傳統(tǒng)說法，就是開銷太大。

你想啊，數(shù)據(jù)包格式變得那么龐大，報文頭變得那么復(fù)雜。那么，真正的用戶數(shù)據(jù)，占整個包裹的重量比，不是更小了嗎？

快遞員累得半死搬個 10 公斤重的快遞，其中只有 5 公斤是貨，你說這不是扯淡嘛？

作為數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的所有者，電信運營商對網(wǎng)絡(luò)效率非常敏感。他們砸錢擴容網(wǎng)絡(luò)容量，是為了發(fā)送更多的真實貨物，而非快遞箱。

而且，報文長度太長，對硬件處理芯片的要求也更高，增加了成本和難度。

于是，大家就把注意力放在針對原生 SRv6 的 “頭壓縮”上。好幾家公司提出了自己的 “頭壓縮”方案，希望將包頭盡可能壓縮到最小，提升真實貨物的占比。

這個，就有點像視頻、音頻和圖片的壓縮格式，比拼的就是各自的算法。例如中國移動主推的 G-SRv6，就屬于壓縮方案之一。

最后我再說說 IPv6 和 SRv6 的商用化進展。

以 IPv6、SRv6 為代表的新 IP 網(wǎng)絡(luò)，我們可以稱之為 “IP 3.0”。

我們國家是世界上推動 IPv6 最積極的國家。原因不僅是因為我們?nèi)丝诙?，還因為我們非常重視 5G 和萬物互聯(lián)。我們主推的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)，還有智慧城市、智慧教育、智慧醫(yī)療、智慧礦山等等，全部都需要 IPv6。

傳統(tǒng) IPv4，依賴于 ICANN 的地址分配，總歸是受制于人。所以，實現(xiàn) IPv6，其實也就是為了 “擺脫控制”。

而且，我們國家是網(wǎng)絡(luò)大國，我們的骨干網(wǎng)規(guī)模在全球排名前列。越先進的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，越能提升我們的網(wǎng)絡(luò)效率，降低網(wǎng)絡(luò)運行的能耗。

正因為我們著急，所以我們在標準上也很激進。我們國家在 IPv6 標準的制定方面，是和國際標準同步甚至有所領(lǐng)先的。說是中國引領(lǐng)世界，完全不過分。

運營商方面，目前中國移動在標準制定上，沖在最前面。而中國電信，在具體落地上，動作更快一些。

設(shè)備商就更不用說了，技術(shù)上新，就意味著大量的設(shè)備需要替換，業(yè)績又有了新著落，簡直美滋滋。

好啦，以上就是 IPv6 和 SRv6 的大概情況。搞懂了這篇文章，你也就知道了這些概念背后的基本邏輯關(guān)系。搞懂了邏輯關(guān)系，你再去學(xué)習(xí)具體技術(shù)細節(jié)，就簡單多了。

就算不深入學(xué)習(xí)技術(shù)，至少和小伙伴吹吹牛皮，也是夠用了。對不？

責任編輯：PSY