網絡技術日新月異，許多技術應運而生，例如物聯網（IoT）、5G，雲服務等。對于這些新服務，新的要求也随之出現，現有網絡逐漸變得不足，分段路由(Segment Routing，SR)作為一種新的概念應運而生，号稱“下一代MPLS”。
什麼是Segment Routing？
SR脫胎于MPLS，但是又做了革命性的颠覆和創新。使用此協定，資料包将基于源路由轉發，更靈活且可擴充。在這個新概念中，不會使用“per application”行為，相反，SR路由器根據資料包内的轉發資訊來處理每個包。
在SR概念中，網絡路徑被分為幾個段，并且每個分段都有一個 Segment ID（SID）。該SID是一個32位的值，這些段是不同資訊的辨別符。
許多網絡供應商，如思科、華為、Juniper和諾基亞等都提供了針對SR的解決方案。
傳統路由的不足之處是什麼？
網絡技術發展非常迅速，新技術開始不斷出現，但是，傳統的路由方式對新技術的适應更加複雜，并不是一種有效的組網方式。是以，分段路由（SR）應運而生。
在傳統路由中，路徑是根據所使用的服務來計算的。如果是最有效的流量，則通過低成本路徑路由；如果是關鍵流量，則通過更安全的路徑路由。這種情況太多了，網絡需要動态地适應這些變化。但有了Segment Routing，這項艱巨的工作正在改變。
Segment Routing類型
基于所使用的技術，SR概念可能會有所不同。主要有兩種類型的SR：
SR-MPLS
SRv6
SR MPLS使用MPLS作為轉發平面，資料通過MPLS網絡發送。在這種類型中，IPv4和IPv6均可使用：
IPv4，稱為SR MPLS IPv4
IPv6，則稱為SR MPLS over IPv6（SRo6）
SRv6使用IPv6作為轉發平面，在這種類型的SR中，資料通過IPv6轉發平面發送。
01SR-MPLS
SR可以直接添加到MPLS體系結構中，不需要更改轉發平面，直接複用已有的MPLS轉發平面。與傳統的MPLS技術相比，SR-MPLS是一種高效的路由機制。
那麼，SR在MPLS體系結構中是如何工作的呢？MPLS與标簽一起使用，在節點之間交換标簽，并根據此概念發送資料。在SR-MPLS中，每個段都被編碼到一個MPLS标簽中。如果有多個段或段清單，則使用MPLS标簽棧。MPLS标簽棧也用于MPLS VPN，它将多個标簽一起用于具有不同用途的資料包。
還有另一個關鍵的問題，在傳統的MPLS中，标簽分發是通過LDP（Label Distribution Protoco）或RSVP-TE（Resource Reservation Protocl- flow Engineering）完成的，SR不需要此協定。隻需要裝置通過IGP路由協定對SR的擴充來實作标簽分發和同步，或者由控制器統一負責SR标簽的配置設定，并下發和同步給裝置。
02SRv6
SRv6是SR的第二種類型，轉發平面是基于IPv6的。在SRv6中，段被編碼為IPv6位址。同樣，如果有段清單，則此段清單被編碼為IPv6位址清單。
Segment 分類
在SR中，使用了不同類型的分段。每個段均由不同的SID定義。這些不同的SID如下所示：
字首SID（Prefix SID）
鄰接SID（Adjacency SID）
節點SID（Node SID）
那麼，這些SR分段之間有什麼不同呢？SRGB（SR Global Block）又是什麼？SRGB是用于SR的标簽範圍。預設情況下，此範圍是16000到23999。有些SID在這些範圍之間，有些則不是。
下圖展示了MPLS和SR的不同标簽範圍：
下面，解釋一下不同的SID。
字首SID是為目的位址字首配置設定的标簽，标簽在SR域内全局唯一，是SRGB之間的值。
鄰接SID表示裝置上某條鍊路的單跳路徑，僅在裝置本地有效，每個裝置向與自己相鄰一跳的裝置通過IGP擴充通告鄰接标簽。當然，也可以通過SDN控制器直接為SR域内的每條鍊路進行标簽配置設定。鄰接SID是不在SRGB中的值。
節點SID用于表示節點的段，它是一個特殊的字首ID。如果在節點上使用回送位址，則此字首SID為節點SID。它也像字首SID一樣在SRGB之間配置設定。
所有這些分段都可以逐個獨立使用，也可以一起使用：
基于字首分段的模式（Prefix Segment Based Mode）
基于鄰接分段的模式（Adjacency Segment Based Mode）
鄰接和節點分段組合模式（Adjacency and Node Segment Combination Mode）
在基于字首分段的模式中，目的地的字首SID通過IGP（ISIS或OSPF）在網絡中傳播。在此，網絡中的每個路由器都将學習目的地SID，并使用SFP算法計算到達目的地的最短路徑。該模式的另一個名稱是SR-BE（Segment Routing Best Effort）。
下圖是節點分段轉發路徑，資料包與目的節點SID 400一起從源節點發送過來，在到達目的地之前，此SID都通過這種方式與資料包一起攜帶。
在基于鄰接分段的模式下，有一個中央機制，可以與SDN一起使用。有多個段具有段清單，流量通過這些連結之間确定的嚴格路徑發送。這是Traffic Engineering使用的模式，如果将TE與SR一起使用，則稱為SG-TE（ Segment Routing-Traffic Enginering）。
下圖是鄰接分段轉發路徑，對于此路徑，僅使用相鄰兩個之間的鄰接SID。在源節點，鄰接SID被添加到資料包adn中，根據這些鄰接SID，資料包到達目的地。
最後一種模式是鄰接和節點分段組合模式。此模式也可用于Traffic Engineering，如SR-TE。裝置根據節點段計算出最短路徑，路徑不固定。是以，這些類型的路徑稱為顯式路徑。
在下面的示例中，給出了鄰接節點分段組合轉發路徑。在源節點，一個節點段（500）和兩個鄰接段（5555和6666）被添加到分組。通過這些段，資料包以任何方式被發送到具有節點SID 500的節點，并從那裡按照确定的鄰接SID到達目的地。
Segment Routing優勢總結
SR在網絡中具有一定的優勢：
與SDN結合，繼承集中控制帶來的好處；
簡化的控制平面（去除LDP/RSVP-TE）；
更具備實施、排錯優勢的FRR（快速重路由）；
更好的可擴充性：SR的源路由和無狀态特性決定了其良好的擴充性；
戰術型流量工程：對于普通流量不指定路徑，自動負載；對于需要排程的流量計算出顯式路徑，并下發Segment執行；
标準化，多廠商支援。
“SR項目的目标是簡化IP網絡的操作，增加其可擴充性和功能，并最終使應用能夠控制網絡，而不需要在整個網絡基礎設施上增加流狀态。”—Clarence Filsfils
原文連結：https://ipcisco.com/segment-routing/