一、初识SR：路由技术的新革命
云计算的发展对广域网提出了新的挑战，要求传统广域网进行变革。SD-WAN作为重构广域网的核心技术，通过自动部署、会合控制、智能调度及可视化等本领，加快网络交付，优化应用体验，进步带宽利用率，简化网络运维，满意了云计算对广域网的需求。
智能调度是新一代广域网的一个关键能力，对应用质量的保障、带宽资源的优化非常重要。现有的MPLS及RSVP-TE等流量工程技术可以满意应用对带宽的差异化保障需求，但存在协议种类多、部署复杂、管理困难、可扩展性差等问题，无法满意新一代广域网所要求的动态部署、机动调度、快速、可扩展等方面的要求。因此，出现了一种新的协议Segment Routing。
SR（Segment Routing，分段路由）接纳源路径选择机制，预先在源节点封装好路径所要经过节点分配的SID（Segment Identifier，段标识），当报文经过SR节点时，该节点根据报文的SID对报文进行转发。除源节点外，别的节点无需维护路径状态。SR-MPLS（Segment Routing with MPLS，MPLS段路由）是指在MPLS网络中利用SR、将标签作为SID对报文进行转发。
SR-MPLS既很好地继承了MPLS技术的上风，又能够顺应将来SDN等技术的发展，为SD-WAN网络提供了一种机动高效的控制本领。SR-MPLS具有利用简朴、轻易扩展的特点，能够更好地实现流量调度和路径优化，保障关键业务质量、平衡流量分布、进步专线利用率和低落线路本钱。
1.1 传统网络的困扰：从真实案例看技术瓶颈
1.1.1 企业网络运维之痛
真实案例：某金融公司网络架构
- 背景：天下50+分支机构，核心业务体系（交易/风控）与办公体系共用MPLS网络
- 突出问题：
- 业务高峰期拥堵：交易延迟从50ms飙升至800ms
- 故障恢复迟钝：主备路径切换需5分钟以上
- 扩容本钱高昂：新增节点需全网设备升级
- 协议交互开销：
每台设备需维护3类协议状态表，占用30%以上CPU资源
- 典型故障场景：
LDP与IGP不同步导致 流量黑洞（某运营商变乱导致10省断网3小时）
问题2：流量工程实现困难
- RSVP-TE的致命缺陷： 缺陷类型具体表现影响案例状态维护每路径需全网设备记录状态某云服务商仅支持500条TE隧道设置复杂度新增路径需逐跳设置调整跨省路径耗时45分钟扩展性限定标签数量随路径数线性增长万级路径时标签表项溢出
问题3：网络智能化缺失
- 路径选择僵化：只能基于IGP最短路径，无法实现：
- 带宽利用率优化（某视频平台主干链路利用率仅40%）
- 差异化服务保障（VIP用户与普通用户同路径）
1.2 SR的诞生意义：路由技术的范式革命
1.2.1 核心头脑剖析
技术演进对比：
三大技术突破：
- 路径预制（Source Routing）
- 工作原理：源节点封装路径指令（Segment List）
- 技术代价：
- 支持精确到链路级别的路径控制
- 实现微秒级路径切换（对比传统方案秒级延迟）
- 协议简化（IGP扩展）
- 实现方式：
- graph LR
- SR控制平面 --> ISIS-SR
- SR控制平面 --> OSPF-SR
- ISIS-SR --> 新增TLV携带SID
- OSPF-SR --> 新增Opaque LSA
- 部署收益：
- 机动控制（Segment编程）
- 典型场景： 场景类型实现方式业务代价低延迟路径[节点SID+严格毗邻SID]金融交易时延低落至20ms高可靠路径[主路径SID+备份路径SID]故障切换时间<50ms服务链[防火墙SID+负载平衡SID]安全检测与流量调度无缝集成
1.2.2 技术演进门路图
从MPLS到SR的跨越：
- timeline
- title 路由技术演进史
- 2001 : MPLS诞生
- 2003 : LDP协议标准化
- 2013 : SR概念提出
- 2016 : SR-MPLS正式商用（华三首发）
- 2020 : SRv6进入规模部署
- 2014年：IETF发布SR架构RFC（华三贡献核心草案）
- 2018年：华三推出首款支持SRv6的核心路由器
- 2022年：SR在环球TOP50运营商覆盖率超80%
1.3 生活化技术类比
案例1：城市交通导航
- 传统路由：每个路口自主选择门路 → 可能拥堵
- SR方案：出发前规划完备门路（含备用路径） → 全程可控
案例2：物流配送体系
传统物流SR智能物流中转站自主决定下一站总部指定每个中转站异常时需层层上报自动启用预设备用门路无法区分普通件与加急件专属通道保障加急件时效
二、SR技术核心要素拆解
SR核心概念对比表格
SR核心概念速查表
分类术语界说关键属性示例/规划发起基础组件SR节点开启SR功能的网络设备- 支持SR-MPLS或SRv6
- 需设置SRGB范围华三MSR路由器系列Segment（段）网络转发指令单位- 代表转发动作（如到某节点/走某链路）
- 由SID唯一标识节点段=到达指定设备
毗邻段=利用特定链路标识体系SID（段标识）Segment的唯一标识符- SR-MPLS：MPLS标签（如16001）
- SRv6：IPv6地点（如2001:db8::1）节点SID=16001
毗邻SID=24001SRGB全局标签资源池- 默认范围16000-23999
- 不同设备需同一基值大小必须相同
segment-routing global-block 16000 23999标签类型Prefix Segment标识网络前缀的标签- 全局有用
- 需手动规划（prefix-sid）
- 标签=SRGB基值+indexindex=10 → 标签=16000+10=16010Node Segment特殊的前缀标签（标识设备）- 通常对应loopback地点
- 全局唯一设备A的节点SID=16001（SRGB 16000+index 1）Adjacency Segment标识设备间链路的标签- 本地有用（可重复）
- 自动生成
- 标签范围在SRGB之外GE0/0接口自动分配毗邻SID=24001路径构建Index前缀标签的索引值- 手动设置在接口
- 与SRGB共同计算实际标签isis prefix-sid index 10Segment List有序SID序列- 决定转发路径类型：
▪ 严格路径（全毗邻SID）
▪ 疏松路径（混淆SID）
▪ 宽松路径（全节点SID）[16002, 24005, 16003] 表示：先到节点2 → 逼迫走链路5 → 最后到节点3隧道类型SR LSP基于SR建立的标签互换路径- 无物理接口
- 自动建立（类似LDP）查看命令：display segment-routing lspSR Tunnel用于流量工程的虚拟隧道- 存在Tunnel接口
- 支持显式路径设置示例：
interface Tunnel1
destination 2.2.2.2
mpls te path explicit segment-list [16002,16003]
关键概念关系图
表格利用说明：
- SRGB规划要点：
- 所有设备SRGB范围需完全一致（如同一利用16000-23999）
- 计算公式：实际标签 = SRGB基值 + index
- 验证命令：display segment-routing global-block
- 标签类型对比：
- 节点SID：全局唯一，用于最短路径转发
- 毗邻SID：本地有用，用于逼迫路径控制，也是链路SID
- 前缀SID（index）：可包罗节点/网络前缀的标识
- 典型设置流程：
- // Step1: 启用SR功能
- segment-routing
- global-block 16000 23999
- // Step2: 配置节点SID
- interface LoopBack0
- ip address 1.1.1.1 255.255.255.255
- isis prefix-sid index 1 // 实际标签=16000+1=16001
- // Step3: 验证邻接SID
- display segment-routing adjacency-sid
- // 输出示例：
- // Interface Adj-SID
- // GE0/0 24001
- // GE0/1 24002
三、SR工作原理深度剖析
3.1 数据转发全流程
典型场景：A→B→C→D路径传输
转发过程：
- 路径预制：源节点A压入标签栈 [B的SID, C的SID, D的SID]
- 逐跳处置处罚：
- B节点：弹出顶层标签，按下一跳SID转发
- C节点：同上操纵
- D节点：收到无标签报文，完成传输
可视化流程：
3.2 两种转发模式对比
模式类型路径控制方式适用场景示例严格模式指定每个必经节点精确流量调度[A→Link1→B→Link2→C]疏松模式指定关键节点骨干网传输[A→核心节点→C]
四、SR技术上风全景图
4.1 与传统技术对比
RSVP-TE vs SR-TE对比表：
对比项RSVP-TESR-TE设置复杂度需逐节点设置仅源节点设置协议开销高（独立信令协议）低（IGP扩展）路径调整速度分钟级秒级标签数量每路径独立标签全局复用标签 实测数据（华三实验室环境）：
- 设置时间淘汰：73%
- 故障收敛速度：<200ms
- 最大支持路径数：10万+
4.2 典型应用场景
场景一：智能流量调度
通过Color引流实现：
- 视频流量走低延迟路径（赤色）
- 办公流量走高带宽路径（蓝色）
场景二：快速故障切换
当主路径故障时，自动切换至预置备份路径，切换时间<1秒
总结：SR技术的三重飞跃
维度传统网络SR网络提升效果协议复杂度LDP+RSVP+IGP三协议栈仅需IGP扩展设置量淘汰75%流量控制精度基于最短路径的粗放式调度链路级精确控制带宽利用率提升55%故障恢复速度秒级收敛（3-5秒）亚秒级切换（<200ms）业务停止淘汰90%扩展能力万级路径上限百万级路径支持云网扩容本钱低落60%运维可视化分散式路径管理端到端路径可编程故障定位服从提升80%
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