SRv6—5G技術落地的大殺器

5G業務的發展對于網絡連接提出了更高的要求，例如更𒈔強的SLA、確定性時延等。在5G的應用場景中，各種垂直行業的業務特征各具差異。對于廣連接場景，如智能家居、環境監測、智能農業、智能抄表等業務，需要網絡支持海量設備𒉰連接和大量的小報文頻發業務；對于視頻監控和在線醫療等業務，需要網絡支持大帶寬低延遲業務；對于車聯網、智能電網和工業控制等業務，要求網絡支持毫秒級時延和不低于6個9的可靠性。應用于各種行業的5G技術要具備更強的靈活性、可擴展性。

5G業務需求可劃分為3大類：

eMBB（Enhanced Mobile Broadbꦜand，增強型๊移動寬帶）聚焦對寬帶有高要求的業務，如高清視頻、虛擬現實/增強現實；uRLLC（Ultra-Reliable Low-Latency Communication，超高可靠低時延通信）聚焦對時延和可靠性極其敏感的業務，如自動駕駛、工業控制、遠程醫療、無人機控制；mMTC（Massive Machine Type Communication，大規模機器通信）聚焦覆蓋具有高連接密度的場景，如智慧城市、智慧農業。

圖1：5G業務需求

這三類業務場景，對5G網絡提༒出了不同的網絡特性和性能要求。以承載網為例，5G承載網組網功能要求實現6個方面的需求，包括：多層級承載網絡、靈活化連接調度、層次化網絡切片、智能化協同管控、4G/5G混合承載以及低成本高速網。為了在一張物理網絡中，滿足不同業務差異化需求，必須借🌌助網絡切片技術來實現。網絡切片通過在一張物理網絡上切分出多張包含特定網絡功能、網絡拓撲和網絡資源的虛擬網絡，來滿足不同業務需求。

SRv6是5G技術𓆉體系的重要組成部分。總體上來說，SRv6在5Gꦿ場景中的網絡切片、業務管理、云資源管理等三大方面有創新應用。

SRv6在網絡切片中的應用

5G網絡切片涉及終端、無🐷線、承載和核心網，需要實現端到端協同管控。通過轉發平面的資源切片和管理控制平面的切片管控，為三大類業務提供差異化的SLA保障。

切片需要具備如下特征：

1、滿足不同業務需求：按需提供差異化的服務。

2、安全性：有效隔離租戶之間的數據/信息。

3、可靠性：任意租戶的網絡異常不會影響同一物理網絡中的其他租戶。

網絡切片是網絡功能虛擬化應用于5G階段的具體表現。一個網絡切片構成一個端到端的邏輯網絡，按切片需求方的需求靈活地提供一種或多種網絡服務。網絡切片架構主要包括切🌞片管理和切片選擇兩項功能。切片管理功能將運營、🉐平臺、網管有機結合，為不同切片需求方提供安全隔離、高度可控地專用邏輯網絡。切片選擇功能實現用戶終端與網絡切片間的接入映射。切片選擇功能綜合業務簽約和功能特性等多種因素，為用戶終端提供合適的切片接入選擇。

以承載網技術SPN為例，SPN網絡切片分層架構包括切片ℱ分組層（SPL）、切片通道層（SCL）和切片傳送層（STL）三個層面。

圖2：SPN協議棧

SPᩚᩚᩚᩚᩚᩚ⁤⁤⁤⁤ᩚ⁤⁤⁤⁤ᩚ⁤⁤⁤⁤ᩚ𒀱ᩚᩚᩚN通過切片分組層來承載CBR業務、L2VPN和L3VPN等業務。切片分組層基于SDN集中管控，提供面向連接和面向無連接的通信承載能力。SRv6是切片分組層的重要實現技術。

SRv6 Policy利用SR機制，在頭節點封裝有序的指令列表指導報文穿越網絡。SR𓄧v6 通過Color標識SRv6 Policy ID，該參數與業務屬性相關聯，比如低延時、高帶寬等業務屬性，可以把該參數理解為業務需求的模板ID。Color標識目前沒有統一的編碼規則，該值由管理者分配。比如端到端時延小于5ms的策略ꦏ可分配Color標識值為50。通過該參數，SRv6 Policy可以直接響應業務需求，從而省略了從業務需求到網絡語言再到網絡對象的過程。

SRv6通過HBH（Hop-by-Hop Options Header，逐跳選項擴展報文頭）擴展頭中的Slice ID信息關聯到指定的網絡切片。當切片數據到達SRv6路由源點時，根據VPN實例路由表關聯SRv6 TE Policy，然后在報文中插入SRH信息，封裝SRv6 TE Policy的SID List 然后封裝HBH擴展頭，最后封裝💝🐭基本IPv6報文頭。切片數據被封裝成標準IPv6報文后被轉發。轉發時通過Slice ID信息關聯到指定的網絡切片接口。

圖3：SRv6切片封裝

一個SRv6 Policy可能關聯多個Candidate Path，支持主備冗余路徑、逃生路徑。SRv6 Policy支持多種算路方式，包括P⛦CE集中算路、頭節點算路、𓆏手工規劃路徑，以及FlexAlgo算路等。多Candidate Path的設計對業務屏蔽算路細節。不同的算路方式形成的路徑，以Candidate Path形式封裝在SRv6 Plolicy內部。

目前SRv6 SID列表采用16byte長度的 IP地址標識，轉發效率較低。SRv6對轉發芯片要求較高，目前只有少量芯片可以做到10+層標簽封裝。另外，電信級承載網絡中，仍然存在不支持SRv6的設備，MPLS和SꦐRv6將在一定時間內共存，需要通過MPLS和SRv6拼接方案、雙平面方案以及overlay方案等ꩵ實現不同技術之間的共存。

2020年中興通訊支撐中國電信🌄實現了全球最大SRv6商用網絡，并實現2B/2C切片部署，引入了MPLS與SRv6拼接與雙平面技術，實現IP RAN1.0、STN融合商用部署。

SRv6對5G業務管理的支持

5G網絡的多業務承載對網絡管理提出了更高的要求。需要有更有效的故障定位手段，提升運維效率。傳統的性能監測OAM粒度較粗，多采用構造監測報文方式間接探測網絡質量。這種方式只能對端口/隧道/偽線進行監測，且信息采集周期為分鐘級，無法捕獲突發異常。此外，傳統監測方法無法自動逐跳監測，不能快速定界故障。傳統性能監測不能滿足5G業務管理需要，5G場景下需要提供基于業務流級的性能監測方法。5G監測方法需要具備實時、🐷高精度的性能檢測機制。同時，對于時延敏感類業務，性能監測還需要提供全網端到端的時延情況，能夠監▨控到時延異常，并能針對異常路徑及時調整選路。

基于SRv6的隨路網絡測量instu꧟-OAM已經成為IETF工作組草案。SRv6隨流instಞu-OAM能夠提供毫秒級網絡節點業務感知的能力，能夠適應網絡智能路由發展，確保電信級業務可靠性。

基于IFIT（In-situ Flow Information Telemetry）框架實現的隨路網絡測量，不引入額外的測量報文，能夠實時監測用戶流時延和丟包🗹，能夠快速發現故障點，支持多種隨路網絡測量技術的數據平面封裝，可大規模部署在IP網絡中。隨路網絡測量不會主動發送探測報文，通過在用戶報文中攜帶OAM指令實現對網絡性能的測量。隨路網絡測量方式測量的是真實的用戶流量，能夠實現細化到報文的監控，可搜集到報文在網絡中的轉發路徑ꦿ以及每跳設備的命中規則。

IOAM支持Pass🙈port和Postcard兩種模式。IOAM定義的Trace Option（跟蹤模式）實現了Passport模式的隨路。Trace Option（跟蹤模式）包括64個bit位。

圖4：IOAM Trace Option header

其中IOAM-Trace-Type 24bit用于描述需要收集的數據，每一比特代表一種需要搜集的數據類型。不同廠商可以在指定的命名空間下定義支持的數據種類。這些數據包括節點標識、接收報文接口標識、發送報文接口標識、報文在設備中的處理時間、無格༒式的不透明數據等。報文每經過一個IOAM域的節點時，節點會根據IOAM-Trace-Type收集相應類型的數據，并一次添加在IOAM指令后面。

EAM提供了Postcard模式的隨路網絡測量。EAM指令有32位。其中FlowMonID有20位，用于ℱ標識監控流，該字段由監💮量域的入節點寫入。

圖5：IOAM EAM Header

IOAM通過新增IOAMDEX（Directly EXport）選項實現PBT-I（Postcard-Based Telemetry with Instr❀uction Header）。該模式下指令頭長度128位，與IPv6地址ꦉ長度相同，能夠承載于IPv6的擴展報文頭中。

ไ借助于SRv6技術在數據平面的可編程能力。IFIT的指令可以封裝在IPv6的HBH中，或者封裝在IPv6 的SRH擴展頭中。前者的IFIT指令會被所有IPv6轉發節點處理。后者只會由指🌸定的Endpoint節點處理。

圖6：管理字段的兩種封裝方式

管控系統需要具備多層網絡資源的規劃和優化功能，實現多層網絡資源的最優配置，實現多層路由策略協同。

SRv6在5G云資源方面的應用

云技術的♚發展，使得業務處理所在位置更加靈活。云業務打🍌破了物理網絡設備和虛擬網絡設備的邊界，業務與承載融合在一起。

5G邊緣云通過將DCN與WAN網絡融合，形成Spine-Leaf的Fabric架構。Leaf是Fabric網絡功能接入節點，通常為WAN網絡中的PE設備。Spine主要做高速流量轉發，通常為WAN網絡中的P設備。通過高速接口連接Leaf節點，通過分級互聯覆蓋更大的網絡🤪。

圖7：5G 云網絡架構

邊緣云拉通了DCN及WAN，傳輸承載協議也需要拉通，SRv6是解決DCN與WAN網絡拉通的有效方法。通過SRv6+EVPN技術實現IPv4/v6雙棧業務能力，同時為5G、企業和MEC提供業務能力支撐。通過端到端的SRv6 BE/TE，進行整體路徑調優，同時實現業務隔離。SRv6消除了背靠背的DC-GW和PE間的跨域VPN OptionA的業務配置點，提供端到端的OAM能力。同時，SRv6為簡化網絡層級提供了可能，DCಌ🅠之間不再需要獨立設置PE、DC-GW、Leaf等多層節點，這些功能性設備可以歸并在一起，由一層設備復用完成，減少了建網成本。

此外，在SRv6轉發效率方面，中國移動提出了ඣ“G-SꦗRv6頭壓縮優化方案”，通過去除SRv6 SID中的冗余前綴實現壓縮，有效解決了原生SRv6報文頭開銷過大、轉發效率低和報文頭處理硬件要求高等問題，掃除了SRv6規模部署的最大障礙。

小 結

隨著5G更廣♉泛地應用于更多的場景，SRv6也將發揮越來越重要的作用。基于SRv6實現的L3網絡切片、隨路業務監測、云網融合，也將✤成為5G網絡建設的重要基石。

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