分段路由：一个新的SDN内部技术

这篇文章讲述了新的数据包转发机制和它能否成为OpenFlow的替代品。

IP包转发技术传统上依赖于能以最短路径到达目的地的IP地址。但由于不同路径上流量的类型不尽相同，因此它往往取决于不同的应用类型。例如，实时 的 UC&C应用程序通常更喜欢低延时，低抖动的路径，而大数据应用则更喜欢低丢包率的高带宽通道。根据应用的需要将流量进行分段管理是非常有用的。 然而，策略路由很难去搭建，而且它是静态的(或者接近动态的，如果你有优秀的自动化工具)。

多个应用程序之间需要同一级别的服务也需要使用策略路由。问题是，这些应用程序获取带宽时，通信类带宽的分配是满了的吗?如何让网络告诉应用程序， 在没有带宽的情况下还能知道所需的流量类别?这就是为什么我们需要软件定义网络(SDN)的原因，因为它让应用程序或策略管理器来进行流量转发。 OpenFlow技术有能力使其应用政策变得动态化，现在，一个相对较新的技术提供了另一种方法：分段路由(SR)。

什么是分段路由?

SR(分段路由)是SDN技术的分组转发机制，是用来替代OpenFlow的。SR是由思科提出来的，并已通过IETF标准化认证。一些厂商正在部署这项技术，有一些客户也正在使用它。

经验丰富的网络专业人员团队已经开始密切关注SR。你可以在互联网上找到大量有关SR的文件，但我发现有些资料漏掉了一些重要的细节(如每个路由器/节点的分配标签)。下面是有关SR的一些较好的、详细的背景资料：

• 思科软件战略(可观看思科高级副总裁与Sumeet Arora的20分钟对话)
• SR概述(可观看思科研究员Clarence Filfils12分钟的技术简报)
• 分段路由101(可观看IPSpace.net播客)

SR使用路径标签机制(多协议标签交换，或者MPLS，或是在IPv4或IPv6中的路径包头的标签)来指定路由数据包必须通过的网络路径。数据包 必须通过在标签路径中的每个节点，但也有可能会通过其他中间节点，这使得它的功能非常类似于IPv4的松散源路由机制。松散源路由机制减少了路由数据包到 其希望高达的的目的地所需的标签数量，网络沿着标签列表中节点之间的最短路径转发数据包。

和MPLS不一样，每个路由器是一个节点，SR在每一个节点上分配固定的、32位的标签(用于开发和分配，而不诉诸到正在进行维护标签机制工作的电 子表格中)。标签是固定的，不是动态的，类似于在 MPLS的3层VPN，能使故障排除更加容易。标签和拓扑信息通过三种路由协议(中间系统到中间系统;开放最短路径优先;边界网关协议)中的一种，延伸传 播至整个网络中。SR不需要标签分发协议，从而消除了路由协议和标签分发协议之间需要同步的障碍。

像PCE(路径计算元件)这样的外部系统，应用了SR后，可以定义路径。一个PCE能够创建不共享拓扑或从批量数据流中分离出来的实时 UC&C流量路径。PCE与路由协议交互以获得拓扑和其它信息，用于确定添加到数据包的标签组。其结果是，在一个SR系统上既包含了运行在控制平 面上用于收集拓扑信息的路由器，也包含了在PCE上运行的使用该拓扑信息来计算不同应用路径的路由协议。

当PCE确定某个flow应该经过所有路径而非最短路径时，它会发送一个标签堆栈条目到该flow的入口路由器，其他路由器无需接收来自PCE的任何信息，就编程转发协议来说，SR已是非常高效的了。

SR和OpenFlow有何不同?

OpenFlow必须加载沿着源头到目的地的路径进入控制器开关的转发表项，SR与仅在入口路由器插入MPLS包头的松散源路由是不同的，它是在 PCE 上定义编码转发路径的。SR程序和MPLS标签栈为每个flow提供该flow的入口路由器路径，而不是让flow通过同一条路径到达所有交换机入口。

另一个区别是，一个OpenFlow控制器从所有的交换机/路由器收集相邻关系信息，并使用该信息来做出转发决定。而SR PCE依靠路由协议进行拓扑信息收集和标签传播。SR机制使用在硬件上运行的路由协议，有可能使得这些协议的新版本更难以部署，难度水平取决于系统架构。

有一个替代选择，这是好事

当我看到SR能提供类似于SDN的功能时，我觉得它是替代OpenFlow的第一选择。SR需要更多的开发，以便它能达到像一些OpenFlow产 品具有的双向应用的能力。另外，更积极的的一面是，把flow引向多个网络设备，SR看起来可能比OpenFlow机制更为有效。

正如任何新技术一样，它将需要几年时间去完善整个系统。网络IT人员也将需要对这项新技术有一个更好的理解，了解其如何才能实现最佳部署。