华为Datacom认证已于4月18日正式发布，大家都知道，全新的Datacom认证在传统路由交换技术基础之上，融合了华为数通网络解决方案、网络新技术。下面我们就通过一篇文章，来看Datacom认证中的新知识点，从MPLS到SR的演进。

在“云网一体化”的背景下，骨干网以及数据中心网络等场景要求网络更加灵活、可靠、智能。数据中心组网从“两地三中心”到“分布式多活”的架构，需要对各类业务流量进行实时的调度、优化，而传统IP转发存在诸多缺陷，不能满足上述需求。MPLS技术的出现一定程度上解决了IP转发的缺陷，但是在实现流量工程等方面仍然显得“力不从心”，而SR技术的横空出世可以说是迎合SDN时代的革新。

○传统IP路由转发存在什么缺陷？

我们可以发现当一个数据包到达路由器的时候，路由器根据目的地址查询IP路由表进行数据转发，这种转发方式需要每台路由器通过最长掩码匹配原则进行逐跳转发。早期路由器硬件性能有限，导致这种查表方式的转发效率相对低下；而现在的路由器因为专用芯片（ASIC、NP）可以实现硬件转发，转发效率得到大幅提升。

但是IP路由转发采用无连接的转发方式却带来了新的问题：

1、配置BGP等协议跨设备传递路由，可能出现路由黑洞；

2、无法提供较好的端到端QoS保证或者灵活的流量工程。

○何为路由黑洞？

多数据中心、企业分支互联等大规模组网场景，BGP边界网关协议必不可少，而传统IP转发的方式会导致BGP路由黑洞。

路由传递过程：AS100中的设备R1将Net1的路由借助BGP（路由搬运工）传递给R2，R2继续借助BGP “隔空传物”将路由直接传递给R4，最终R4传递给AS300中的R5。

数据转发过程：AS300中存在业务需要访问Net1,于是R5将数据报文发送给R4，R4需要将数据报文发给R2，但是真实转发路径需要发送给R3，还记得上文提到的IP路由转发方式吗？R3因为没有Net1对应的路由，直接丢弃报文，路由黑洞就产生了。

○MPLS多协议标签交换如何解决上述问题？

首先Ingress入口设备RTA上存在去往4.4.4.4的LSP隧道，则在原始数据包中PUSH压入1027标签（标签位于二层和三层头部之间），进入到对应的LSP隧道；

然后RTB、RTC作为Transit传输节点直接执行相应的SWAP交换动作进行标签转发；

最后RTD作为Egress出口设备执行标签POP弹出动作，继而查询IP路由表进行正确的数据转发。

○假设上述路由黑洞场景中，R4上存在去往R2的LSP隧道，直接为数据报文封装相应的标签，而沿途设备直接通过MPLS标签转发，不再查询IP路由表，问题是不是就迎刃而解啦？

 MPLS真香，Segment Routing又是啥？

如果部署MPLS，我们需要传统的IGP内部网关协议实现路由可达，再通过LDP标签协议进行标签的分配和通告，这无疑增加了控制层面部署的复杂性，而且IGP和LDP这哥俩哪一个发脾气，都很折腾人。

所以Segment Routing简称SR技术直接对现有IGP进行扩展，使得IS-IS、OSPF等协议也具备了标签分发能力，从而简化控制层面，凡事IGP说了算，也就不担心LDP闹情绪了。

SR技术的数据层面仍然可以使用MPLS进行标签交换，只不过这里的标签我们更多的称之为Segment-ID。SR仍然利用IGP计算最短路径，通过IGP分配并通告每台设备的前缀或者节点SID，最后网络设备根据前缀或节点SID将数据报文转发到正确的设备，如下图R1根据节点SID和前缀SID将数据按照最短路径转发给R4，这种转发方式我们也称为SR-BE（Best-Effort）。

也许你有点疑惑，这不是仍然采用了MPLS的转发方式吗？难道全新的SR技术仅仅就为了简化控制层面，不给LDP面子？

如何利用SR技术来实现流量工程？

上面提到无连接的IP转发方式无法灵活的实现TE (Traffic Engineering)流量工程，而通过MPLS技术可以更好的部署流量工程。我们可以通过建立基于一定约束条件（带宽、路径）的LSP隧道，实现流量的引导、带宽预留，从而达到流量工程的目的。

传统的MPLS TE技术采用RSVP资源预留协议，但如果采用RSVP-TE部署，流量工程会带来新的问题：

1、引入控制层面的RSVP-TE协议，增加部署和维护的复杂度；

2、RSVP-TE需要针对不同业务创建多条LSP ，配置量较大；

3、所有网络设备都需要维护隧道状态和转发表项，扩展性较差。

设想多个数据中心之间的业务需要进行流量转发的显式路径规划，我们得在沿途所有设备配置大量的命令，“我太难了”……

而SR技术作为源路由技术，可以方便我们更好的通过Segment-list（也就是MPLS标签栈）实现流量引导。

刚才我们提到在SR技术中，标签也称之为Segment-ID（SID），这个SID又分为如下几种：

1、前缀SID：标识某个目的地址前缀；

2、节点SID：特殊的前缀SID，通常是环回接口的/32 IP地址，标识某台设备；

3、邻接SID：标识设备的邻接关系，也就是接口或链路。

而通过在源端设备上压入相应的Segment-list（标签栈），我们可实现流量通过特定的路径、特定的设备进行转发。数据转发的过程解析如下：

1、R1为数据包压入了标签栈；

2、R1通过查询栈顶标签（节点SID：101）将报文发送给相应的节点R3；

3、R3发现栈顶标签为自身节点SID则弹出标签，继续查询并弹出相应标签（邻接SID：1034）将报文发送给R4；

4、R4、R5则根据标签（前缀SID：100）将数据转发至R6。

SR-TE的隧道转发路径，可以通过源端设备的标签栈来引导 ，更加灵活、智能，而且工作量大大降低。