2020年的最后一篇技術(shù)科普，我來聊聊SRv6。
這兩年，SRv6可謂是通信界的“超級網(wǎng)紅”。不管是技術(shù)峰會，還是行業(yè)論壇，都少不了它的身影。很多大佬甚至聲稱：“SRv6是未來網(wǎng)絡(luò)的靈魂”。
究竟SRv6是個什么東東？它真的這么牛掰嗎？
表急，且聽我從頭開始說起——
大家都知道，我們現(xiàn)在喜聞樂見的互聯(lián)網(wǎng)，是20世紀(jì)80年代誕生并發(fā)揚(yáng)光大的。
互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)是啥？當(dāng)然是IP啊，Internet Protocol（網(wǎng)際互連協(xié)議）。
你電腦或手機(jī)沒有安裝IP協(xié)議，沒有分配IP地址，就沒辦法上網(wǎng)，更沒辦法撩妹、刷劇、玩游戲。
其實(shí)說白了，互聯(lián)網(wǎng)就是一套“快遞系統(tǒng)”。IP地址就是你的通信地址，IP協(xié)議是快遞公司的“工作流程和制度”。
所有的文字、音頻、視頻，都被打包成一個個的“快遞包裹”，然后經(jīng)過快遞系統(tǒng)的運(yùn)輸，最終送到目的地。
最早期的IP協(xié)議，并不成熟。搗鼓了幾個版本（version）之后，到了version 4，總算比較靠譜了，然后開始廣泛部署。
這個version 4，也就是我們一直以來使用的IPv4。IPv4地址和IPv4協(xié)議，通常直接簡稱為IP地址和IP協(xié)議。
所以說，雖然IP協(xié)議的版本是v4，但實(shí)際上，我們應(yīng)該將它稱為“IP 1.0時代”。
“IP 1.0”奠定了早期互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。但是，隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅速膨脹，它很快暴露出自身的問題。
在“IP 1.0”的網(wǎng)絡(luò)里面，每個路由器都是獨(dú)立對數(shù)據(jù)包進(jìn)行路由決策的。也就是說，快遞送到每個站點(diǎn)，站點(diǎn)都需要拆開快遞盒，看看里面的內(nèi)容，然后決定送到哪里去。這樣一來，整個系統(tǒng)的效率就會非常低下。
即便是決定了運(yùn)送方向，快遞員也是采取“勉力而為”的態(tài)度，盡量運(yùn)送。如果這條線路包裹太多，他拿不下，就直接扔掉。
這樣的機(jī)制，毫無靈活性和可靠性可言，運(yùn)送能力也很差。
到了20世紀(jì)，磚家們對“IP 1.0”越來越不爽。于是，提出了MPLS（Multi-Protocol Label Switching，多協(xié)議標(biāo)簽交換）。
MPLS，關(guān)鍵在于這個標(biāo)簽Label。
前面說了，傳統(tǒng)的路由網(wǎng)絡(luò)里面，每個經(jīng)手的快遞站點(diǎn)都需要打開盒子，看看里面的內(nèi)容，再決定送往哪。
在MPLS網(wǎng)絡(luò)里面，數(shù)據(jù)被封裝在了盒子里，上面貼了標(biāo)簽。每個經(jīng)手的快遞站點(diǎn)，只需要讀標(biāo)簽就知道盒子該送到哪。
MPLS出現(xiàn)之后，迅速風(fēng)靡了整個IP網(wǎng)絡(luò)，成為主流技術(shù)。尤其是面向政企用戶，MPLS提供的穩(wěn)定可靠服務(wù)，幫助運(yùn)營商賺了不少小錢錢。
以MPLS為代表的時代，我們可以稱為“IP 2.0”時代。這個時代，一直持續(xù)到現(xiàn)在。
好了，終于輪到IPv6和SRv6閃亮登場了。
SRv6，簡單來理解，其實(shí)就是SR+IPv6。我們先說說IPv6。
IPv6大家應(yīng)該都非常熟悉了，網(wǎng)上介紹它的文章很多。但是，大部分文章都只強(qiáng)調(diào)了IPv6的地址更長，數(shù)量更多。
IPv6的地址范例：
2001:0db8:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344
其實(shí)，如果只站在普通用戶上網(wǎng)的角度，采用“公網(wǎng)+私網(wǎng)”的方式，省著點(diǎn)用，我們的網(wǎng)絡(luò)完全可以再撐個幾年，甚至十幾年。
所謂私網(wǎng)，其實(shí)說白了，就是個“門衛(wèi)”技術(shù)。
一棟樓，住著很多住戶。因?yàn)猷]箱數(shù)量不夠，所以，每次快遞到了，都只能放在門衛(wèi)那里。門衛(wèi)認(rèn)識每個住戶，會進(jìn)行二次派送。
這就是私網(wǎng)地址的用法，技術(shù)上叫做NAT（Network Address Translation，網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換）。
我們絕大多數(shù)的上網(wǎng)設(shè)備，不太需要公網(wǎng)地址。因?yàn)槲覀兪窃L問者，是需要找數(shù)據(jù)的人。真正更需要公網(wǎng)地址的，是產(chǎn)生數(shù)據(jù)和存放的設(shè)備，是被訪問者。
而現(xiàn)在不斷崛起的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，就屬于被訪問者。例如網(wǎng)絡(luò)攝像頭、共享單車、智能水表、智能電表等，它們產(chǎn)生數(shù)據(jù)，并且接受云端的控制。
物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備采用公網(wǎng)IP地址，可以更容易實(shí)現(xiàn)端到端的“直達(dá)”，便于數(shù)據(jù)上傳和指令下發(fā)。
還是以剛才的門衛(wèi)為例。如果你非常期待這件快遞，你會希望快遞員直接送到你的手上，而不是送到門衛(wèi)或豐巢快遞柜那邊，不是嗎？
“門衛(wèi)技術(shù)”有一定的好處（例如安全、節(jié)約地址資源），但是，它意味著更大的時延，對門衛(wèi)更高的要求，以及不必要的能耗和成本。
而IPv6，直接干掉了門衛(wèi)，讓每個人都實(shí)現(xiàn)了“快遞收發(fā)自由”，大大簡化了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
雖然IPv6大幅增加了IP地址數(shù)量，但這并不是運(yùn)營商耗費(fèi)巨資進(jìn)行全網(wǎng)升級的原因和動力?；蛘哒f，IPv6的地址數(shù)量優(yōu)點(diǎn)，只占了它全部優(yōu)點(diǎn)的30%。它最大的改進(jìn)，是數(shù)據(jù)包報文格式的擴(kuò)容和升級。
換句話說，IPv6的最大優(yōu)勢，不是郵箱數(shù)的增加，而是快遞包裝盒的改變。
IPv6的數(shù)據(jù)包報文格式，比IPv4更加“豪華”。
再繼續(xù)介紹IPv6之前，我們先說說SR。
SR的全名叫Segment Routing，分段路由。它的落地時間，比IPv6更早。
大家都知道，整個IP網(wǎng)絡(luò)，如下圖所示，就是一段一段的。
對于SR網(wǎng)絡(luò)來說，連接任意兩個SR節(jié)點(diǎn)的一段網(wǎng)絡(luò)，就叫Segment。Segment由一個Segment ID (SID) 標(biāo)識。
SR的核心原理，就是諸葛亮的“錦囊妙計”。
當(dāng)一個數(shù)據(jù)包進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的時候，網(wǎng)絡(luò)會把它要經(jīng)過的所有鏈路和節(jié)點(diǎn)信息，全部告訴這個數(shù)據(jù)包。
N張紙條，排好順序。每過一地，撕掉一張。等撕完的時候，你也就到終點(diǎn)了。
而傳統(tǒng)的MPLS，是把所有的路徑信息，下發(fā)給每個節(jié)點(diǎn)，然后數(shù)據(jù)包到了之后，再去問路。
SR技術(shù)可以直接運(yùn)用在MPLS架構(gòu)上。IPv6出現(xiàn)后，SR開始和IPv6親密接觸。于是，就有了SRv6。
SRv6的基本原理和SR是一樣的，也是“錦囊妙計”技術(shù)。IPv6獨(dú)特的報文結(jié)構(gòu)，可以與SR完美搭配。
SRv6還可以和現(xiàn)在很流行的SDN技術(shù)相結(jié)合。SDN就是軟件定義網(wǎng)絡(luò)，說白了，整個網(wǎng)絡(luò)被統(tǒng)一控制起來，集中管理。
SRv6的優(yōu)點(diǎn)都是基于技術(shù)的，限于篇幅，改天小棗君詳細(xì)說明?？傊蠹矣涀?，它簡單高效，而且具備可編程能力。
什么是可編程能力？
簡單來說，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)就像是計算機(jī)硬件，SDN就是程序，SRv6就是指令。SDN借助SRv6，可以驅(qū)動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，按需求進(jìn)行運(yùn)作。
IPv6這個豪華快遞包裝盒，可以貼很多的“標(biāo)簽”，讓快遞員和快遞站可以很方便地知道里面是什么類型的物品。這樣一來，非常容易實(shí)現(xiàn)對包裹的“區(qū)別對待”。
舉個例子來說，如果貼著“小心輕放”，說明是貴重業(yè)務(wù)。如果貼著“加急”，則說明是緊急業(yè)務(wù)。
對網(wǎng)絡(luò)來說，時延、帶寬、優(yōu)先級等，都是標(biāo)簽，都可以通過Label進(jìn)行標(biāo)識。這對業(yè)務(wù)來說，充滿了“人性化”，更加靈活。
盡管SRv6看上去非常美好，但存在一個致命的缺陷，那就是——資源浪費(fèi)。按數(shù)通網(wǎng)絡(luò)的傳統(tǒng)說法，就是開銷太大。
你想啊，數(shù)據(jù)包格式變得那么龐大，報文頭變得那么復(fù)雜。那么，真正的用戶數(shù)據(jù)，占整個包裹的重量比，不是更小了嗎？
快遞員累得半死搬個10公斤重的快遞，其中只有5公斤是貨，你說這不是扯淡嘛？
作為數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的所有者，電信運(yùn)營商對網(wǎng)絡(luò)效率非常敏感。他們砸錢擴(kuò)容網(wǎng)絡(luò)容量，是為了發(fā)送更多的真實(shí)貨物，而非快遞箱。
而且，報文長度太長，對硬件處理芯片的要求也更高，增加了成本和難度。
于是，大家就把注意力放在針對原生SRv6的“頭壓縮”上。好幾家公司提出了自己的“頭壓縮”方案，希望將包頭盡可能壓縮到最小，提升真實(shí)貨物的占比。
這個，就有點(diǎn)像視頻、音頻和圖片的壓縮格式，比拼的就是各自的算法。例如中國移動主推的G-SRv6，就屬于壓縮方案之一。
最后我再說說IPv6和SRv6的商用化進(jìn)展。
以IPv6、SRv6為代表的新IP網(wǎng)絡(luò)，我們可以稱之為“IP 3.0”。
我們國家是世界上推動IPv6最積極的國家。原因不僅是因?yàn)槲覀內(nèi)丝诙?，還因?yàn)槲覀兎浅Ｖ匾?G和萬物互聯(lián)。我們主推的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)，還有智慧城市、智慧教育、智慧醫(yī)療、智慧礦山等等，全部都需要IPv6。
傳統(tǒng)IPv4，依賴于ICANN的地址分配，總歸是受制于人。所以，實(shí)現(xiàn)IPv6，其實(shí)也就是為了“擺脫控制”。
而且，我們國家是網(wǎng)絡(luò)大國，我們的骨干網(wǎng)規(guī)模在全球排名前列。越先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，越能提升我們的網(wǎng)絡(luò)效率，降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的能耗。
正因?yàn)槲覀冎?，所以我們在?biāo)準(zhǔn)上也很激進(jìn)。我們國家在IPv6標(biāo)準(zhǔn)的制定方面，是和國際標(biāo)準(zhǔn)同步甚至有所領(lǐng)先的。說是中國引領(lǐng)世界，完全不過分。
運(yùn)營商方面，目前中國移動在標(biāo)準(zhǔn)制定上，沖在最前面。而中國電信，在具體落地上，動作更快一些。
設(shè)備商就更不用說了，技術(shù)上新，就意味著大量的設(shè)備需要替換，業(yè)績又有了新著落，簡直美滋滋。
好啦，以上就是IPv6和SRv6的大概情況。搞懂了這篇文章，你也就知道了這些概念背后的基本邏輯關(guān)系。搞懂了邏輯關(guān)系，你再去學(xué)習(xí)具體技術(shù)細(xì)節(jié)，就簡單多了。
就算不深入學(xué)習(xí)技術(shù)，至少和小伙伴吹吹牛皮，也是夠用了。對不？
