国之重器出版工程 SRv6网络编程：开启IP网络新时代

本书以IP网络发展过程中面临的挑战为切入点，详细介绍了SRv6技术的产生背景、设计思路与实现过程，以及SRv6在传统业务与新兴业务中的应用。本书以IP技术的发展历史开篇，重点阐述了MPLS和IPv6在网络发展过程中遇到的问题，帮助读者了解SRv6技术带来的变革以及承载的历史使命。本书还详细阐述了SRv6网络编程的原理，包括SRv6的报文头设计与报文转发过程、IGP/BGP/PCEP等针对SRv6的协议扩展、SRv6如何支持现有的TE/VPN/可靠性需求等；SRv6网络部署，包括现网到SRv6网络的演进路线、SRv6网络的部署过程与运维技术、SRv6支持新兴的5G和云业务；SRv6组播BIERv6技术等。最后，本书对于SRv6的产业现状与未来发展进行了总结与展望。
本书是华为公司SRv6专家团队集体研究的成果荟萃，代表SRv6的前沿技术发展方向。本书内容丰富、框架清晰、实用性强，适合网络规划工程师、网络技术支持工程师、网络管理员以及想了解前沿IP网络技术的读者阅读，也适合科研机构、高等院校通信网络相关专业的研究人员参考。

主编
李振斌：华为首席协议专家，IETF互联网架构委员会委员。2000年加入华为，曾负责华为IP操作系统VRP和MPLS子系统的架构设计与开发工作。2015—2017年担任SDN架构师，负责控制器的研究、架构设计与开发工作。自2009年起，积极参与IETF标准创新工作，持续推动SDN的BGP、PCEP、NETCONF/YANG协议的创新和标准化，当前研究的重点包括SRv6、5G承载、Telemetry和网络智能等。主导和参与提交IETF RFC/草案累计100余篇，申请专利110多项。2019年当选IETF互联网架构委员会委员，承担2019—2021年的互联网架构管理工作。

副主编
胡志波：华为SR与IGP高级协议专家，负责SR与IGP的协议规划和创新工作。目前主要从事SR-MPLS/SRv6协议以及5G网络切片相关技术的研究。自2017年起，积极参与IETF标准创新工作，主导和参与SRv6可靠性保护、SRv6 YANG、5G网络切片和IGP等相关标准的制定工作，致力于通过SRv6的协议创新支撑网络向5G和云化演进。
李呈：华为高级预研工程师/IP标准代表。负责华为SRv6方向的SRv6压缩、SRv6 OAM/Path Segment、SFC与安全等内容的研究与标准化工作。自2018年起，开始参与IETF会议。截至2019年底，个人提交草案30余篇，推动其中10余篇成为工作组草案。曾出版图书《重构网络：SDN架构与实现》（合著）。

聚焦IP领域的前沿技术
SRv6是下一代IP网络的核心技术，是当前业界研究的热点，也是技术的演进方向，满足5G、物联网、云等新兴业务的发展需求。
呈现SRv6技术全貌
展示5G和云业务领域的技术创新及应用部署，推动核心技术的发展，为5G的商用提供借鉴。
作者团队实力业界领先
华为参与SRv6领域的全部标准创新文稿并完成20多个SRv6网络部署，本书作者均为标准核心贡献人员及产品与解决方案关键研发人员。

第 1 章　SRv6 诞生的背景 001
1．1　互联网发展概述　002
1．2　All IP 1．0 的开始：IP 的全面胜利　003
1．3　All IP 1．0 的挑战：IP/MPLS 的困局　005
1．4　All IP 1．0 的机遇：SDN 与网络编程　009
1．5　All IP 2．0 的钥匙：SRv6　016
SRv6　设计背后的故事　019
本章参考文献　021
第　2 章 SRv6 的基本原理　023
2．1　SRv6 概述　024
2．2　网络指令：SRv6 Segment　025
2．3　网络节点：SRv6 节点　026
2．4　网络程序：SRv6 扩展报文头　028
2．4．1　SRv6 扩展报文头设计　028
2．4．2　SRv6 扩展报文头TLV　030
2．4．3　SRv6 指令集：Endpoint 节点行为　032
2．4．4　SRv6 指令集：源节点行为　044
2．4．5　SRv6 指令集：Flavor 附加行为　046
2．5　网络程序运行：SRv6 报文转发　049
2．5．1　本地SID 表　049
2．5．2　报文转发流程　052
2．6　SRv6 网络编程的优势　055
SRv6　设计背后的故事　060
本章参考文献　062
第3　章 SRv6 的基础协议　065
3．1　IS-IS 扩展　066
3．1．1　IS-IS SRv6 协议原理　066
3．1．2　IS-IS SRv6 协议扩展　068
3．2　OSPFv3 扩展　075
3．2．1　OSPFv3 SRv6 协议原理　075
3．2．2　OSPFv3 SRv6 协议扩展　076
SRv6　设计背后的故事　085
本章参考文献　086
第4　章 SRv6 TE　089
4．1　SR-TE 的功能架构　090
4．1．1　传统MPLS TE 的功能架构　091
4．1．2　集中式SR-TE 的功能架构　092
4．2　BGP-LS for SRv6　094
4．2．1　BGP-LS 概述　095
4．2．2　BGP-LS SRv6 扩展　098
4．3　PCEP for SRv6　107
4．3．1　PCE 概述　107
4．3．2　Stateful PCE　108
4．3．3　PCEP SRv6 扩展　110
4．4　SRv6 Policy　115
4．4．1　SRv6 Policy 模型　116
4．4．2　SRv6 Policy 算路　118
4．4．3　SRv6 Policy 引流　121
4．4．4　SRv6 Policy 数据转发　124
4．4．5　SRv6 Policy 故障检测　125
4．4．6　SRv6 Policy 路径切换　128
4．5　BGP SRv6 Policy　129
SRv6　设计背后的故事　136
本章参考文献　138
第5　章 SRv6 VPN　141
5．1　VPN 概述　142
5．1．1　VPN 的基本模型　142
5．1．2　VPN 的业务类型　143
5．2　SRv6 VPN 的协议扩展　147
5．3　SRv6 L3VPN 的工作原理　151
5．3．1　L3VPN over SRv6 BE 的工作原理　152
5．3．2　L3VPN over SRv6 TE 的工作原理　154
5．4　SRv6 EVPN 的工作原理　157
5．4．1　EVPN E-LAN over SRv6 的工作原理　159
5．4．2　EVPN E-Line over SRv6 的工作原理　165
5．4．3　EVPN L3VPN over SRv6 的工作原理　166
5．4．4　SRv6 EVPN 的协议扩展　167
SRv6　设计背后的故事　173
本章参考文献　174
第6　章 SRv6 的可靠性　177
6．1　IP FRR 与端到端保护　178
6．1．1　TI-LFA 保护　179
6．1．2　SRv6 Endpoint 的故障保护　188
6．1．3　尾节点保护　191
6．2　防微环　197
6．2．1　微环产生的原因　197
6．2．2　SRv6 本地正切防微环　198
6．2．3　SRv6 回切防微环　200
6．2．4　SRv6 远端正切防微环　203
SRv6　设计背后的故事　205
本章参考文献　206
第7　章 SRv6 网络的演进　209
7．1　SRv6 网络演进面临的挑战　210
7．1．1　网络设备支持IPv6　210
7．1．2　SRv6 网络如何兼容现网设备　210
7．1．3　SRv6 网络面临的安全挑战　212
7．2　SRv6 网络的增量部署　213
7．2．1　SRv6 网络的演进路线　213
7．2．2　SRv6 网络的部署流程　214
7．2．3　SRv6 网络的演进实践　216
7．3　现网设备兼容SRv6 网络演进　217
7．4　SRv6 网络安全问题　221
7．4．1　IPv6 的安全措施　221
7．4．2　源路由的安全措施　223
7．4．3　SRv6 网络的安全解决方案　225
SRv6　设计背后的故事　228
本章参考文献　230
第8　章 SRv6 网络的部署　231
8．1　SRv6 网络解决方案　232
8．1．1　SRv6 网络在单自治域网络中的典型部署场景　232
8．1．2　端到端网络上的应用　236
8．2　IPv6 地址规划　241
8．2．1　IPv6 地址规划的原则　241
8．2．2　IPv6 地址的分配方法　243
8．2．3　IPv6 地址的逐级分配　245
8．3　SRv6 网络设计　248
8．3．1　SRv6 网络基础配置　248
8．3．2　IGP 设计　249
8．3．3　BGP 设计　253
8．3．4　SRv6 BE 设计　254
8．3．5　SRv6 TE 设计　258
8．3．6　VPN 业务设计　262
8．4　MPLS 网络向SRv6 网络演进　272
SRv6　设计背后的故事　274
本章参考文献　274
第9　章 SRv6 OAM 与随路网络测量　277
9．1　SRv6 OAM　278
9．1．1　OAM 概述　278
9．1．2　SRv6 故障管理　280
9．1．3　SRv6 性能测量　285
9．2　随路网络测量　293
9．2．1　随路网络测量概述　293
9．2．2　随路网络测量模式　294
9．2．3　IFIT 的架构与功能　295
9．2．4　IFIT 的封装模式　298
9．2．5　SRv6 支持的IFIT 功能　299
SRv6　设计背后的故事　304
本章参考文献　307
第　10 章 SRv6 在5G 业务中的应用　309
10．1　5G 网络的演进　310
10．2　SRv6 在网络切片中的应用　313
10．2．1　5G 网络切片　313
10．2．2　承载网的切片架构　316
10．2．3　基于SRv6 的网络切片　318
10．2．4　网络切片的扩展性　323
10．3　SRv6 在确定性网络中的应用　328
10．3．1　5G 超可靠低时延通信　328
10．3．2　确定性网络的基本原理　329
10．3．3　基于SRv6 的确定性网络　333
10．4　SRv6 在5G 移动网络中的应用　337
10．4．1　5G 移动网络的架构　337
10．4．2　SRv6 在5G 移动网络中的部署方式　338
10．4．3　SRv6 在5G 移动网络中的关键功能　340
10．4．4　5G 移动网络的控制平面　343
SRv6　设计背后的故事　343
本章参考文献　346
第　11 章 SRv6 在云业务中的应用　349
11．1　SRv6 在电信云中的应用　350
11．1．1　电信云概述　350
11．1．2　电信云承载网架构　352
11．1．3　边缘电信云架构　356
11．2　SRv6 在SFC 中的应用　359
11．2．1　SFC 概述　359
11．2．2　基于PBR/NSH 的SFC　361
11．2．3　基于SRv6 的SFC　365
11．3　SRv6 在SD-WAN 中的应用　371
11．3．1　SD-WAN 概述　371
11．3．2　基于SRv6 的SD-WAN　373
SRv6　设计背后的故事　378
本章参考文献　379
第　12 章 SRv6 组播/BIERv6　381
12．1　组播技术和组播业务概述　382
12．1．1　PIM　382
12．1．2　MVPN　385
12．1．3　BIER　393
12．2　BIER 组播技术　394
12．2．1　BIER 的基本概念　394
12．2．2　BIER 的分层架构　396
12．2．3　BIER 的转发原理　397
12．2．4　BIER 的数据平面　400
12．2．5　BIER 的控制平面　403
12．2．6　基于BIER 的MVPN　405
12．2．7　BIER 的技术特点　409
12．3　BIERv6 组播技术　410
12．3．1　BIERv6 的提出　411
12．3．2　BIERv6 的基本原理　412
12．3．3　BIERv6 的控制平面　414
12．3．4　基于BIERv6 的MVPN　417
12．3．5　基于BIERv6 的公网组播　419
12．3．6　基于BIERv6 的跨域组播　421
12．3．7　BIERv6 的技术特点　422
12．4　其他SRv6 组播技术　422
SRv6　设计背后的故事　425
本章参考文献　426
第　13 章 SRv6 产业的发展与未来　431
13．1　SRv6 产业的发展　432
13．1．1　SRv6 标准的进展　432
13．1．2　SRv6 的相关产品　433
13．1．3　SRv6 的互通测试　434
13．1．4　SRv6 商业部署　435
13．1．5　SRv6 产业活动　435
13．2　SRv6 扩展报文头压缩　436
13．2．1　SRv6 扩展报文头长度的影响　436
13．2．2　SRv6 扩展报文头压缩方案　436
13．2．3　SRv6 扩展报文头压缩方案对比　449
13．2．4　SRv6 扩展报文头压缩研究展望　452
13．3　应用感知的IPv6 网络（APN6）　453
13．3．1　APN6 的产生　453
13．3．2　APN6 的框架　456
13．3．3　APN6 框架的要求　457
13．3．4　APN6 的未来　460
13．4　从SRv6 到IPv6+　460
SRv6　设计背后的故事　461
本章参考文献　463
附录A　IPv6 简介　465
A．1　IPv6 概述　465
A．2　IPv6 地址　467
A．3　IPv6 报文头　474
A．4　ICMPv6　483
A．5　PMTU　486
A．6　ND　487
参考文献　493
附录B　IS-IS TLV 介绍　495
附录C　OSPFv3 TLV 介绍　499
缩略语　505
后记　SRv6 之路　517