SRv6兼具IPv6尋址與源路由排程機制，協定簡單，可程式設計能力強，被認為是新一代IP網絡的核心協定。
但是，由于SRv6采用了128bit作為段辨別，當段辨別層數增多時，存在開銷大、晶片要求高、現網更新難等問題，難以在營運商網絡規模部署。解決該問題涉及幀頭結構和轉發機制的變動，影響較大，因而引起業内廣泛關注。本文介紹了G-SRv6的基本機制和技術體系，以及G-SRv6标準進展情況，并就基于G-SRv6建構營運商算網IP底座組網方案進行了探讨。
G-SRv6技術方案
G-SRv6基礎機制簡介
G-SRv6對SRv6封包頭的基礎幀格式和基本轉發機制進行了優化，徹底解決SRv6開銷大的問題，其基本的封包組織結構如圖1所示。
圖1 G-SRv6基本的封包組織結構
G-SRv6主要創新機制包括：壓縮備援字首技術、多長度SID混編技術、二維指針定位技術、壓縮标記技術、控制面通告技術。
壓縮備援字首技術：利用IPv6位址格式規律，提取SRH的SID清單中每個128位原生SID的共享公共字首，壓縮後的SID僅包含NodeID和Function部分，進而解決SRv6封裝效率低的問題。
多長度SID混編技術：定義G-SID容器，實作壓縮SID和原生SID使用統一128位G-SID容器承載，可在一個封包中攜帶多種長度的SID，解決與原生SRv6相容的難題。
二維指針定位技術：新增基于SRv6目的位址攜帶的第二維指針SI(SIDindex)，與原有SL形成二級索引，準确定位G-SID容器中每個壓縮SID的位置，解決壓縮SID索引技術難題，降低轉發硬體實作複雜度。
壓縮标記技術：定義新的COC(ContinueofCompression)Flavor訓示SRH中SID的壓縮屬性，相容多種長度SID混編，實作了G-SRv6路徑靈活編排，具有良好的可擴充性。
控制面通告技術：擴充IGP、BGP-LS協定實作節點和鍊路SID壓縮屬性的通告，擴充BGPSR Policy和PCEP協定實作G-SRv6壓縮SID路徑通告。
基于上述創新機制，在G-SRv6方案能夠相容SRv6所有特性的前提下，将封包頭壓縮4倍,因而受到了業内的廣泛支援。
基于G-SRv6的技術體系
目前，基于上述G-SRv6壓縮幀結構和轉發機制，形成了完善的資料面和控制台協定，并在此基礎上建構了包括技術基礎、組網保障、網絡應用的完整金字塔形技術體系，實作了從概念提出、技術布局到組網應用的跨越，G-SRv6技術體系如圖2所示。
圖2 G-SRv6技術體系
基礎OAM：通過新型的BFD回程機制，實作嚴格路徑保護的雙向檢測，大大提升網絡檢測可靠性。
重路由及保護：通過創新的中間節點、尾節點故障保護機制，在指定路徑的情況下，實作本地保護，提升可靠性。
跨域互聯：通過跨域端到端全壓縮技術方案，能夠實作多域互聯免配置，支援網業分離的新型業務模式，實作端、邊、雲一跳互聯。
随流檢測：采用交替染色的機制實作快速感覺品質劣化故障，并自動進行故障定界，提升使用者SLA保障能力。
網絡切片：通過“Flex-Algo+切片子接口+切片ID”的方案實作階層化切片，提供100kbit粒度軟硬切片差異化服務保障，并能夠實作現網的平滑更新。
智享WAN：基于G-SRv6實作融合Overlay和Underlay網絡的新一代SD-WAN。
G-SRv6标準進展
SRv6壓縮技術涉及IP網絡基礎資料面和控制面變化，因而成為近期IETF讨論最為激烈的領域。
為了加速技術收斂，中國移動聯合國内外多個合作夥伴率先在IETF主導提出了SRv6壓縮技術需求，得到了多方響應，推動成立了IETFSRv6壓縮設計組，中國移動專家當選設計組主席，進而推動标準的發展。經過長達兩年的不懈努力——上百次設計組會議及上千封郵件溝通、讨論，SRv6壓縮設計組輸出了SRv6壓縮需求和SRv6壓縮方案分析兩個重要的文稿，并且被接納為工作組标準草案，為SRv6壓縮标準奠定了技術基礎。
其中，SRv6壓縮需求文稿提出了SRv6頭壓縮詳細的技術要求，包括資料面壓縮效率和轉發性能需求、壓縮功能需求、運維需求、安全需求以及協定設計需求等，為SRv6壓縮技術的設計和選擇提供了基本依據。
SRv6壓縮方案分析文稿則重點比較了IETF各方提出的4種技術方案：CSID方案、CRH方案、vSID方案以及UIDSR方案，其中CSID方案中包含了完整的G-SRv6的壓縮SID方案。經過詳細比較分析，形成了如表1所示的分項結果。
表1 4種技術方案比較結果
從表中可見包含G-SRv6方案的CSID文稿能夠滿足所有重要技術需求，成為IETF推動的技術方向。
近期，IETF已經将CSID文稿接收為工作組文稿，這标志着G-SRv6技術方案被IETF接納，成為主流的SRv6壓縮方案，為SRv6的商用部署奠定了基礎。
為了推動标準和産業成熟，中國移動主導在ONF成功立項了G-SRv6開源項目，聯合多方形成了G-SRv6開源項目種子代碼，并于2021年4月釋出了全球首個SRv6系統開源項目。
基于G-SRv6的算網IP底座探讨
基于G-SRv6技術體系建構智享WAN和雲專網，端到端采用G-SRv6統一協定體系承載，範疇包含從企業園區、廣域網到資料中心網絡，具備端到端G-SRv6連接配接、切片和可視化服務，形成“雲下一張網”能力，打造新一代營運商IP網絡底座，推動以雲為中心的網絡轉型。IP網絡底座通過統一協定體系，極大簡化跨接入、城域、骨幹等域網絡拉通複雜度，滿足快速靈活的端、邊、中心雲算力服務接入需求，實作将算力輸送到千行百業、千家萬戶，可為各類型企業提供上雲、組網、雲間互聯和上網的綜合網絡服務。
如圖3所示，IP網絡底座由入雲網絡和雲間網絡構成，雲間網絡圍繞雲布局建構一張全國性覆寫地市的高品質網絡，采用SDN進行網絡管控，以G-SRv6為統一承載協定進行多雲資源網絡承載并疏導雲間流量，實作多雲互聯以及“入網即入多雲”。入雲網絡通過Overlay整合多種接入資源進行統一排程，實作資源整合和優化排程，并通過感覺應用、感覺網絡結合網絡資源排程來保障業務品質。
圖3 IP網絡底座架構
基于G-SRv6的IP網絡底座具備四大特點：網業分離的G-SRv6網絡部署架構，實作網絡配置與業務開通解耦，提升了業務開通效率；“G-SRv6BSID即服務”的新型業務模式，将營運商網絡能力開放給使用者，提供服務化的業務；通過端到端G-SRv6隧道消除跨域網絡VPN對接複雜度，提供端到端的業務感覺和品質優化保障能力；通過G-SRv6拉通雲間和雲内的算網業務鍊，使得算力無所不在，網絡無所不達。
産業進展及展望
目前，G-SRv6創新技術體系及标準已被裝置廠商、晶片廠商以及測試儀廠商廣泛采用，包括華為、中興、博通、新華三、英特爾等在内的10餘家國内外主流廠商已推出成熟的晶片、裝置及測試儀表，形成了完整的産業鍊。
近兩年，随着G-SRv6技術成熟和标準完善，全球多個營運商已經開展了G-SRv6的測試及試商用。以中國移動為例，目前已在浙江、河南、福建、廣東等省進行了現網試商用，驗證了G-SRv6技術體系在單域和跨域多場景條件下的業務功能、網絡可靠性、操作維護等特性，标志G-SRv6已具備商用落地和規模部署能力。
G-SRv6是大陸在IP基礎協定領域的少有突破，可全面應用于IP承載網，包括骨幹網、城域網，以及資料中心和SD-WAN承載，以G-SRv6為基礎的技術創新體系将有望成為算網融合時代IP網絡底座的基礎技術。
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本文首發于通信世界雜志2022年2月10日第四期 總第889期
作者：中國移動研究院
程偉強 姜文穎 楊鋒 劉毅松 龔立豔 楊雪
責編/版式：範範
稽核：申晴
監制：劉啟誠
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