| 2.2 SRv6傳輸效率提升的方法及工作范例 |

2.2.1 REPLACE-C-SID Flavor及工作范例

1．REPLACE-C-SID Flavor

在正常的SRv6轉發(fā)動作中，節(jié)點收到SRv6報文時，需要更新SL（如果SL大于0）指向下一個128 bit的SID，并將其更新到IPv6報文頭的目的地址字段，再轉發(fā)報文。但將C-SID編碼到SRH中之后，每次更新的SID不一定是128 bit SID，還可能是32 bit C-SID或16 bit C-SID，因而還需要定義32 bit C-SID或16 bit C-SID更新的動作。

為了給SRv6 C-SID提供處理指示，IETF草案draft-ietf-spring-srv6-srh-compression定義了REPLACE-C-SID Flavor^[4]。當節(jié)點處理攜帶REPLACE-C-SID Flavor的SID時，表示需要將Segment List中下一個C-SID更新到目的地址字段，再轉發(fā)報文。

由于一個C-SID Container可能包含多個C-SID，為了定位下一個C-SID在C-SID Container中的具體位置，需要新增SI字段，其在SRv6報文頭IPv6 DA字段中Arguments的最低位，如圖2-7所示。

以32 bit C-SID方案為例，REPLACE-C-SID Flavor對應的C-SID Container編碼格式如圖2-8所示。

在轉發(fā)的過程中，只有當目的地址為REPLACE-C-SID Flavor SID時，節(jié)點才會讀取該SID的Arguments的SI字段。此時，SL指示了SRH中活躍的C-SID Container位置，而SI指示了C-SID在該C-SID Container中的位置。節(jié)點在處理REPLACE-C-SID Flavor的SID時，將相應更新SL和SI，并將位于SRH[SL][SI]的下一個C-SID更新到IPv6報文頭的目的地址，替換目的地址中的C-SID，完成目的地址更新后進行轉發(fā)。

簡化的REPLACE-C-SID Flavor的偽代碼如下所示。詳細偽代碼請參見標準文檔（參考文獻[4]）。

If ipv6 DA is a REPLACE-C-SID Flavor SID    
   if DA.Arg.SI!=0                
      DA[Block..Block+31] = SRH[SL][--DA.Arg.SI];     
   else:         
      DA.Arg.SI = 128/NF-1      //NF為Node ID與Function ID的長度之和
      DA[Block..Block+31] = SRH[--SL][DA.Arg.SI];

當節(jié)點收到一個數(shù)據(jù)報文，其IPv6目的地址是一個REPLACE-C-SID Flavor SID時，如果其中SI不等于0，則對SI減1，獲取當前C-SID Container中的下一個C-SID，并更新到IPv6 DA字段；如果SI等于0，則意味著當前C-SID Container中已經(jīng)沒有需要處理的C-SID，此時需要對SL減1，并更新SI為最大的Index（如使用32 bit C-SID，最大的Index是3），然后獲取下一個C-SID Container中的第一個C-SID，并更新到IPv6 DA字段。相比普通的SRv6，REPLACE-C-SID Flavor將Segment List從一個一維數(shù)組升級為二維數(shù)組。以32 bit C-SID為例，REPLACE-C-SID Flavor的更新示例如圖2-9所示。

具體的實現(xiàn)中，在更新IPv6 DA之前，還會判斷下一個C-SID是否為停止符0，以停止壓縮處理。若在SL > 0的情況下終止壓縮，節(jié)點將會把下一個128 bit SID更新到IPv6 DA并繼續(xù)轉發(fā)，因此REPLACE-C-SID Flavor的SID可以與128 bit SID混合編碼在同一個SRH中，支持從普通128 bit SRv6平滑演進到SRv6傳輸效率的提升方案。

2．REPLACE-C-SID Flavor工作范例

為了方便深入理解，下面通過簡單的范例，介紹REPLACE-C-SID Flavor方法。假設該方法使用的網(wǎng)絡拓撲如圖2-10所示，其中N1到N9所有節(jié)點都支持REPLACE-C-SID方法。

網(wǎng)絡初始化之后，節(jié)點配置REPLACE-C-SID Flavor的SID，并通過IGP、BGP、BGP-LS等協(xié)議發(fā)布到網(wǎng)絡中或上送給控制器。

配置SID可以遵循表2-1的規(guī)則。所有SID的Locator Block長度均為64 bit，C-SID長度為32 bit，其中Node ID和Function ID長度均為16 bit，Arguments長度為32 bit。

在這個簡單的案例中，假設報文將從N1轉發(fā)到N9，Segment List共包含9個SID。

● 2001:DB8:A:0:1:1:: ～ 2001:DB8:A:0:8:1::，從節(jié)點N1～N8分配的8個REPLACE-C-SID Flavor的End.X SID。

● 2001:DB8:A:0:9:10::為REPLACE-C-SID Flavor的End.DT4 SID。

圖2-11給出了在N1節(jié)點上完成SID的編碼之后的REPLACE-C-SID Flavor方法轉發(fā)示意，其中IPv6 SA為2001:DB8:B:1::1。在Reduced模式下，Segment List不攜帶第一個SID，所以End.X SID 2001:DB8:A:0:1:1::被直接放置在IPv6 DA字段，未被編碼在Segment List中。

REPLACE-C-SID Flavor方法的轉發(fā)流程簡述如下。

① 節(jié)點N1封裝好數(shù)據(jù)包后，查詢轉發(fā)表并發(fā)現(xiàn)IPv6 DA值2001:DB8:A:0:1:1::是本地發(fā)布的End.X SID，且攜帶REPLACE-C-SID Flavor，該SID指示更新下一個32 bit的C-SID，并從該SID綁定的接口發(fā)送到N2。此時，SL=2，SI=0，所以SL減1設置為1，SI設置為3，N1將SI指向的2:1復制到IPv6 DA中更新C-SID，生成了新的IPv6 DA 2001:DB8:A:0:2:1::3，然后將報文從2001:DB8:A:0:1:1::指定接口發(fā)送到節(jié)點N2。

② 節(jié)點N2收到數(shù)據(jù)包時，目的地址匹配到本節(jié)點發(fā)布的攜帶REPLACE-C-SID Flavor的End.X SID。此時，SL=1，SI=3，大于0，所以按照SID的指示更新，SI減1，設置為2。然后將SI指向的3:1復制到IPv6 DA中更新C-SID，生成了新的IPv6 DA 2001:DB8:A:0:3:1::2，并將數(shù)據(jù)包從2001:DB8:A:0:2:1::指定接口轉發(fā)到節(jié)點N3。

③ 同理，后續(xù)節(jié)點N3～N8基于SL和SI的值，將對應的C-SID更新到IPv6 DA字段，然后通過指定接口轉發(fā)。

④ 節(jié)點N9收到數(shù)據(jù)包時，基于目的地址查表，匹配到FIB中的REPLACE-C-SID Flavor的End.DT4 SID 2001:DB8:A:0:9:10::對應的轉發(fā)表項，然后按照SID的指令將外層報文頭解封裝，并在指定的VPN中查表轉發(fā)。

3．總結

REPLACE-C-SID可支持32 bit C-SID和16 bit C-SID方案。32 bit C-SID可用于任意規(guī)模的網(wǎng)絡，提供更大的編碼范圍，且每個C-SID與Locator Block組成的前綴均為可路由前綴，保留了SRv6與SR-MPLS相比可路由的優(yōu)點。16 bit C-SID適用于中小規(guī)模網(wǎng)絡，需要遵從GIB/LIB的地址規(guī)劃，才能提供足夠的編址空間。但由于單個C-SID可能從LIB中分配，因此并非所有的C-SID與Locator Block組成的前綴都可路由，從而失去了SRv6可路由的優(yōu)勢，地址規(guī)劃也相對復雜。

由于REPLACE-C-SID第一個SID用于攜帶Locator Block等信息，沒有進行壓縮，這意味著采用REPLACE-C-SID方法時，對Locator Block的長度沒有限制要求，也就是對網(wǎng)絡的IPv6地址規(guī)劃不會引入額外的特殊要求，這有利于簡化SRv6網(wǎng)絡的地址規(guī)劃。

與NEXT-C-SID相比，因為REPLACE-C-SID的第一個SID沒有壓縮，所以當Segment List中SID數(shù)目較少時，傳輸效率提升的效果不夠明顯。但是REPLACE-C-SID的Locator Block信息不需要冗余攜帶，因此當Segment List中SID數(shù)量增加時，傳輸效率提升的效果會跟NEXT-C-SID逐漸相當，甚至更好。

綜上所述，REPLACE-C-SID可以很好地平衡SRv6網(wǎng)絡的可擴展性和傳輸效率，并且最大限度地保留SRv6的路由能力及優(yōu)勢，因此在需要SRv6傳輸效率提升的場景中推薦優(yōu)先考慮REPLACE-C-SID 32 bit傳輸效率提升方法。