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。

拆快遞，看內(nèi)容，做決定

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。

拿不下，就扔掉

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，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。

注意，并不一定是相鄰節(jié)點

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。

SDN網(wǎng)絡(luò)

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。

圖片來自CISCO

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。如果貼著“加急”，則說明是緊急業(yè)務。

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？

SRv6報文封裝格式

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，你再去學習具體技術(shù)細節(jié)，就簡單多了。

就算不深入學習技術(shù)，至少和小伙伴吹吹牛皮，也是夠用了。對不？

——?全文完 ——