揭秘华为数据通信认证：从MPLS到SR的演变

华为Datacom认证已于4月18日正式发布，大家都了解，全新升级的Datacom认证在传统路由交换技术基本以上，结合了华为数通网络解决方案、网络新技术。下边我们就根据一篇文章，看来Datacom认证中的新知识点，从MPLS到SR的演进。

在“云网一体化”的情况下，骨干网及其数据中心网络等场景规定网络更加灵活、可靠、智能。数据中心组网从“二地三中心”到“分布式多活”的构架，必须对各种业务流量进行实时的调度、提升，而传统IP转发存有众多缺陷，不能考虑上述需求。MPLS技术的出現一定水平上解决了IP转发的缺陷，可是在完成流量工程等层面仍然显得“力不从心”，而SR技术的问世可以说成顺从SDN时期的创新。

传统IP路由转发存有什么缺陷？

根据图中，我们可以发觉当一个数据包到达路由器的情况下，路由器根据目的地址查询IP路由表进行数据信息转发，这种转发方法必须每台路由器根据最多掩码配对标准进行逐跳转发。初期路由器硬件特性有限，造成 这种查表方法的转发效率相对不高；而如今的路由器由于专用集成ic（ASIC、NP）可以完成硬件转发，转发效率获得大幅度提高。

可是IP路由转发选用无联接的转发方法却产生了新的难题：

1、配置BGP等协议跨设备传送路由，很有可能出現路由黑洞；

2、没法提供较好的端到端QoS确保或是灵活的流量工程。

什么是路由黑洞？

多数据中心、公司支系互连等规模性组网场景，BGP界限网关ip协议不可或缺，而传统IP转发的方法会造成 BGP路由黑洞，如下图场景。

路由传送过程：AS100中的设备R1将Net1的路由依靠BGP（路由装卸工）传送给R2，R2继续依靠BGP“花式传物”将路由直接传送给R4，最后R4传送给AS300中的R5。

数据信息转发过程：AS300中存有业务必须浏览Net1,因此R5将数据信息报文发给R4，R4必须将数据信息报文发送给R2，可是真正转发路径必须发给R3，你是否还记得上文提及的IP路由转发方法吗？R3由于沒有Net1相匹配的路由，直接丢掉报文，路由黑洞就造成了。

MPLS多协议标签交换如何解决上述难题？

下图表明了典型性的MPLS网络组网构架和数据信息转发方法：

最先Ingress通道设备RTA上存有前往4.4.4.4的LSP隧道，则在初始数据包中PUSH压进1027标签（标签坐落于二层和三层头顶部中间），进到到相匹配的LSP隧道；

随后RTB、RTC做为Transit传送节点直接实行相对的SWAP交换姿势进行标签转发；

最终RTD做为Egress出入口设备实行标签POP弹出姿势，继而查询IP路由表进行恰当的数据信息转发。

假定上述路由黑洞场景中，R4上存有前往R2的LSP隧道，直接为数据信息报文封裝相对的标签，而沿路设备直接根据MPLS标签转发，已不查询IP路由表，难题是否就得到解决啦？

MPLS好香，SegmentRouting是啥？

假如部署MPLS，我们必须传统的IGP內部网关ip协议完成路由达到，再根据LDP标签协议进行标签的分派和通知，这毫无疑问提升了控制方面部署的多元性，并且IGP和LDP这兄弟俩哪一个闹脾气，都很折腾人。

因此 SegmentRouting通称SR技术直接对目前IGP进行拓展，促使IS-IS、OSPF等协议也具有了标签派发工作能力，进而简单化控制方面，一切IGP来定，也也不担忧LDP闹脾气了。

下图的数据信息报文内容，展现了IS-IS协议如何根据特殊TLV来适用标签分发：

SR技术的数据信息方面仍然可以应用MPLS进行标签交换，只不过是这儿的标签我们大量的称作Segment-ID。SR仍然运用IGP测算最短路径算法，根据IGP分派并通知每台设备的前缀或是节点SID，最终网络设备根据前缀或节点SID将数据信息报文转发到恰当的设备，如下图R1根据节点SID和前缀SID将数据信息依照最短路径算法发送给R4，这种转发方法我们也称之为SR-BE（Best-Effort）。

或许你有点儿疑虑，这不是仍然选用了MPLS的转发方法吗？难道说全新升级的SR技术只是就以便简单化控制方面，不给LDP情面？

如何运用SR技术来完成流量工程？

上边提及无联接的IP转发方法没法灵活的完成TE(TrafficEngineering)流量工程，而根据MPLS技术可以更强的部署流量工程。我们可以根据创建根据一定约束（网络带宽、路径）的LSP隧道，完成流量的引导、网络带宽预留，进而做到流量工程的目的。

传统的MPLSTE技术选用RSVP资源预留协议，但假如选用RSVP-TE部署，流量工程会产生新的难题：

1、引入控制方面的RSVP-TE协议，提升部署和维护的复杂度；

2、RSVP-TE必须针对不同业务建立多条LSP，配置量很大；

3、所有网络设备都必须维护隧道情况和转发布项，扩展性较差。

构想如图所示多个数据中心中间的业务必须进行流量转发的显式路径规划，我们得在沿路所有设备配置很多的指令，“我太难了”……

而SR技术做为源路由技术，可以便捷我们更强的根据Segment-list（也就是MPLS标签栈）完成流量引导。

刚刚我们提及在SR技术中，标签也称作Segment-ID（SID），这一SID又分成以下几类：

1、前缀SID：标志某个目的地址前缀；

2、节点SID：特殊的前缀SID，一般 是环回插口的/32IP地址，标志某台设备；

3、邻接SID：标志设备的邻接关系，也就是插口或链路。

而根据在源端设备上压进相对的Segment-list（标签栈），我们可完成流量根据特定的路径、特定的设备进行转发。正如上图我们见到的，数据信息转发的过程分析以下：

1、R1为数据包压入了标签栈；

2、R1根据查询栈顶标签（节点SID：101）将报文发给相对的节点R3；

3、R3发觉栈顶标签为本身节点SID则弹出标签，继续查询并弹出相对标签（邻接SID：1034）将报文发给R4；

4、R4、R5则根据标签（前缀SID：100）将数据信息转发至R6。

SR-TE的隧道转发路径，可以根据源端设备的标签栈来引导，更加灵活、智能，并且工作量大大降低。