今儿个我们来聊聊SRv6 。
这两年 ， SRv6可谓是通信界的“超级网红” 。 不管是技术峰会 ， 还是行业论坛 ， 都少不了它的身影 。 很多大佬甚至声称：“SRv6是未来网络的灵魂” 。
本文图片
究竟SRv6是个什么东东？它真的这么牛掰吗？
表急 ， 且听我从头开始说起——
大家都知道 ， 我们现在喜闻乐见的互联网 ， 是20世纪80年代诞生并发扬光大的 。
互联网的基础是啥？当然是IP啊 ， Internet Protocol（网际互连协议） 。
本文图片
你电脑或手机没有安装IP协议 ， 没有分配IP地址 ， 就没办法上网 ， 更没办法撩妹、刷剧、玩游戏 。
其实说白了 ， 互联网就是一套“快递系统” 。 IP地址就是你的通信地址 ， IP协议是快递公司的“工作流程和制度” 。
所有的文字、音频、视频 ， 都被打包成一个个的“快递包裹” ， 然后经过快递系统的运输 ， 最终送到目的地 。
本文图片
最早期的IP协议 ， 并不成熟 。 捣鼓了几个版本（version）之后 ， 到了version 4 ， 总算比较靠谱了 ， 然后开始广泛部署 。
这个version 4 ， 也就是我们一直以来使用的IPv4 。 IPv4地址和IPv4协议 ， 通常直接简称为IP地址和IP协议 。
所以说 ， 虽然IP协议的版本是v4 ， 但实际上 ， 我们应该将它称为“IP 1.0时代” 。
“IP 1.0”奠定了早期互联网的基础 。 但是 ， 随着互联网的迅速膨胀 ， 它很快暴露出自身的问题 。
在“IP 1.0”的网络里面 ， 每个路由器都是独立对数据包进行路由决策的 。 也就是说 ， 快递送到每个站点 ， 站点都需要拆开快递盒 ， 看看里面的内容 ， 然后决定送到哪里去 。 这样一来 ， 整个系统的效率就会非常低下 。
本文图片
拆快递 ， 看内容 ， 做决定
即便是决定了运送方向 ， 快递员也是采取“勉力而为”的态度 ， 尽量运送 。 如果这条线路包裹太多 ， 他拿不下 ， 就直接扔掉 。
本文图片
拿不下 ， 就扔掉
这样的机制 ， 毫无灵活性和可靠性可言 ， 运送能力也很差 。
到了20世纪 ， 砖家们对“IP 1.0”越来越不爽 。 于是 ， 提出了MPLS（Multi-Protocol Label Switching ， 多协议标签交换） 。
MPLS ， 关键在于这个标签Label 。
前面说了 ， 传统的路由网络里面 ， 每个经手的快递站点都需要打开盒子 ， 看看里面的内容 ， 再决定送往哪 。
在MPLS网络里面 ， 数据被封装在了盒子里 ， 上面贴了标签 。 每个经手的快递站点 ， 只需要读标签就知道盒子该送到哪 。
本文图片
MPLS出现之后 ， 迅速风靡了整个IP网络 ， 成为主流技术 。 尤其是面向政企用户 ， MPLS提供的稳定可靠服务 ， 帮助运营商赚了不少小钱钱 。
以MPLS为代表的时代 ， 我们可以称为“IP 2.0”时代 。 这个时代 ， 一直持续到现在 。
好了 ， 终于轮到IPv6和SRv6闪亮登场了 。
SRv6 ， 简单来理解 ， 其实就是SR+IPv6 。 我们先说说IPv6 。
本文图片
IPv6大家应该都非常熟悉了 ， 网上介绍它的文章很多 。 但是 ， 大部分文章都只强调了IPv6的地址更长 ， 数量更多 。
IPv6的地址范例：
2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344
本文图片
其实 ， 如果只站在普通用户上网的角度 ， 采用“公网+私网”的方式 ， 省着点用 ， 我们的网络完全可以再撑个几年 ， 甚至十几年 。
所谓私网 ， 其实说白了 ， 就是个“门卫”技术 。
一栋楼 ， 住着很多住户 。 因为邮箱数量不够 ， 所以 ， 每次快递到了 ， 都只能放在门卫那里 。 门卫认识每个住户 ， 会进行二次派送 。
本文图片
这就是私网地址的用法 ， 技术上叫做NAT（Network Address Translation ， 网络地址转换） 。
我们绝大多数的上网设备 ， 不太需要公网地址 。 因为我们是访问者 ， 是需要找数据的人 。 真正更需要公网地址的 ， 是产生数据和存放的设备 ， 是被访问者 。
而现在不断崛起的物联网设备 ， 就属于被访问者 。 例如网络摄像头、共享单车、智能水表、智能电表等 ， 它们产生数据 ， 并且接受云端的控制 。
物联网设备采用公网IP地址 ， 可以更容易实现端到端的“直达” ， 便于数据上传和指令下发 。
还是以刚才的门卫为例 。 如果你非常期待这件快递 ， 你会希望快递员直接送到你的手上 ， 而不是送到门卫或快递柜那边 ， 不是吗？
本文图片
“门卫技术”有一定的好处（例如安全、节约地址资源） ， 但是 ， 它意味着更大的时延 ， 对门卫更高的要求 ， 以及不必要的能耗和成本 。
而IPv6 ， 直接干掉了门卫 ， 让每个人都实现了“快递收发自由” ， 大大简化了网络架构 。
虽然IPv6大幅增加了IP地址数量 ， 但这并不是运营商耗费巨资进行全网升级的原因和动力 。 或者说 ， IPv6的地址数量优点 ， 只占了它全部优点的30% 。 它最大的改进 ， 是数据包报文格式的扩容和升级 。
换句话说 ， IPv6的最大优势 ， 不是邮箱数的增加 ， 而是快递包装盒的改变 。
IPv6的数据包报文格式 ， 比IPv4更加“豪华” 。
本文图片
再继续介绍IPv6之前 ， 我们先说说SR 。
SR的全名叫Segment Routing ， 分段路由 。 它的落地时间 ， 比IPv6更早 。
大家都知道 ， 整个IP网络 ， 如下图所示 ， 就是一段一段的 。
本文图片
对于SR网络来说 ， 连接任意两个SR节点的一段网络 ， 就叫Segment 。 Segment由一个Segment ID (SID) 标识 。
本文图片
注意 ， 并不一定是相邻节点
SR的核心原理 ， 就是诸葛亮的“锦囊妙计” 。
本文图片
当一个数据包进入网络的时候 ， 网络会把它要经过的所有链路和节点信息 ， 全部告诉这个数据包 。
本文图片
N张纸条 ， 排好顺序 。 每过一地 ， 撕掉一张 。 等撕完的时候 ， 你也就到终点了 。
本文图片
而传统的MPLS ， 是把所有的路径信息 ， 下发给每个节点 ， 然后数据包到了之后 ， 再去问路 。
本文图片
SR技术可以直接运用在MPLS架构上 。 IPv6出现后 ， SR开始和IPv6亲密接触 。 于是 ， 就有了SRv6 。
SRv6的基本原理和SR是一样的 ， 也是“锦囊妙计”技术 。 IPv6独特的报文结构 ， 可以与SR完美搭配 。
SRv6还可以和现在很流行的SDN技术相结合 。 SDN就是软件定义网络 ， 说白了 ， 整个网络被统一控制起来 ， 集中管理 。
本文图片
SDN网络
SRv6的优点都是基于技术的 ， 限于篇幅 ， 改天详细说明 。 总之大家记住 ， 它简单高效 ， 而且具备可编程能力 。
什么是可编程能力？
简单来说 ， 数据网络就像是计算机硬件 ， SDN就是程序 ， SRv6就是指令 。 SDN借助SRv6 ， 可以驱动数据网络 ， 按需求进行运作 。
图片来自CISCO
IPv6这个豪华快递包装盒 ， 可以贴很多的“标签” ， 让快递员和快递站可以很方便地知道里面是什么类型的物品 。 这样一来 ， 非常容易实现对包裹的“区别对待” 。
举个例子来说 ， 如果贴着“小心轻放” ， 说明是贵重业务 。 如果贴着“加急” ， 则说明是紧急业务 。
对网络来说 ， 时延、带宽、优先级等 ， 都是标签 ， 都可以通过Label进行标识 。 这对业务来说 ， 充满了“人性化” ， 更加灵活 。
尽管SRv6看上去非常美好 ， 但存在一个致命的缺陷 ， 那就是——资源浪费 。 按数通网络的传统说法 ， 就是开销太大 。
你想啊 ， 数据包格式变得那么庞大 ， 报文头变得那么复杂 。 那么 ， 真正的用户数据 ， 占整个包裹的重量比 ， 不是更小了吗？
本文图片
SRv6报文封装格式
快递员累得半死搬个10公斤重的快递 ， 其中只有5公斤是货 ， 你说这不是扯淡嘛？
本文图片
作为数据网络的所有者 ， 电信运营商对网络效率非常敏感 。 他们砸钱扩容网络容量 ， 是为了发送更多的真实货物 ， 而非快递箱 。
而且 ， 报文长度太长 ， 对硬件处理芯片的要求也更高 ， 增加了成本和难度 。
于是 ， 大家就把注意力放在针对原生SRv6的“头压缩”上 。 好几家公司提出了自己的“头压缩”方案 ， 希望将包头尽可能压缩到最小 ， 提升真实货物的占比 。
这个 ， 就有点像视频、音频和图片的压缩格式 ， 比拼的就是各自的算法 。 例如中国移动主推的G-SRv6 ， 就属于压缩方案之一 。
最后我再说说IPv6和SRv6的商用化进展 。
以IPv6、SRv6为代表的新IP网络 ， 我们可以称之为“IP 3.0” 。
我们国家是世界上推动IPv6最积极的国家 。 原因不仅是因为我们人口多 ， 还因为我们非常重视5G和万物互联 。 我们主推的工业互联网、车联网 ， 还有智慧城市、智慧教育、智慧医疗、智慧矿山等等 ， 全部都需要IPv6 。
传统IPv4 ， 依赖于ICANN的地址分配 ， 总归是受制于人 。 所以 ， 实现IPv6 ， 其实也就是为了“摆脱控制” 。
而且 ， 我们国家是网络大国 ， 我们的骨干网规模在全球排名前列 。 越先进的网络技术 ， 越能提升我们的网络效率 ， 降低网络运行的能耗 。
正因为我们着急 ， 所以我们在标准上也很激进 。 我们国家在IPv6标准的制定方面 ， 是和国际标准同步甚至有所领先的 。 说是中国引领世界 ， 完全不过分 。
本文图片
运营商方面 ， 目前中国移动在标准制定上 ， 冲在最前面 。 而中国电信 ， 在具体落地上 ， 动作更快一些 。
设备商就更不用说了 ， 技术上新 ， 就意味着大量的设备需要替换 ， 业绩又有了新着落 ， 简直美滋滋 。
好啦 ， 以上就是IPv6和SRv6的大概情况 。 搞懂了这篇文章 ， 你也就知道了这些概念背后的基本逻辑关系 。 搞懂了逻辑关系 ， 你再去学习具体技术细节 ， 就简单多了 。
就算不深入学习技术 ， 至少和小伙伴吹吹牛皮 ， 也是够用了 。 对不？
—— 全文完 ——
_原题_：聊聊SRv6
来源：鲜枣课堂
【ipv6|SRv6是个啥？它和IPv4、IPv6有啥区别？】编辑：Eric
推荐阅读
- 目标|12月28日：所有问题，最终的最终都是个人的问题
- VR|元宇宙是个什么宇宙？
- 互联网|元宇宙炼金术｜元宇宙是个什么宇宙？
- 服务|中国电信首个“IPv6+”医疗行业切片专网成功落地
- 公司|中国电信首个“IPv6+”医疗行业切片专网成功落地安徽
- 上辈子|【视频】vivo S12 Pro 快速体验，这手机上辈子应该是个修图师
- 人物|马斯克评元宇宙：现在就是个流行的营销术语
- 真人|资本热捧的“元宇宙”是个啥
- 神鬼寓言|微软再谈《神鬼寓言》开发工作室：解散他们是个错误
- 技术|元宇宙，到底是个什么“鬼”？