SR-MPLS和光网络共存？

Segment Routing + MPLS，即SR-MPLS正在改变我们对传输网络设计，特别是光层设计的看法，它能将光网络的关键功能转移到路由网络中，让光网络和路由网络在一个平台上共存。

同时，SR-MPLS更是一种强大的，可编程的MPLS版本，可以为光网络的 ROADM功能移入路由网络提供一种实用的方法。

SR-MPLS，更智能的MPLS

MPLS，顾名思义，它不受协议限制（多协议），使用标签（标签交换）在网络中传输数据包。MPLS通过在数据包头部应用标签，对接收到的数据包进行封装；MPLS域中的每个路由器都会查看MPLS标签，以了解如何处理每个数据包。MPLS域中的路由器不查看或关心数据包中的内容，它只关心标签。当数据包离开MPLS域时，标签就会被移除，然后由标准IP路由器接管。

传统的MPLS非常适合在网络中进行高效的流量传输，并提供大量服务。但在需要对流量路径和提供保护的路径进行精细控制时，MPLS就显得力不从心了。利用RSVP协议（RSVP-TE）控制数据包的路径（即 "流量工程"）在传统MPLS中是可行的，但其设计、配置和维护都非常复杂，因此很少有运营商选择使用它。这就是为什么光网络仍然是路径选择、路径分集和路径保护的事实层。

SR-MPLS的运行方式与传统MPLS不同，因为它是由路径计算引擎（PCE）驱动的。PCE可控制路径选择和流量工程，使每个数据包通过网络的路径完全可编程。SR-MPLS基于 "源路由 "概念。它在第一个路由器（称为 "头端 "或 "源路由器"）上计算和编程数据包到目的地的路径。路径计算可由头端路由器或外部PCE设备完成，后者可提供高级流量工程选项。

借助SR-MPLS，每个路由器都能了解整个网络拓扑结构，标签（称为段标识符（SID））是静态的、可编程的，并在整个SR-MPLS域中持续存在。SR-TE进程负责从底层路由协议（OSPF 或 ISIS）中收集拓扑和SID信息，并将其存储在SR-TE数据库（SR-TE DB）中。

SR-MPLS中没有隧道的概念，而是创建 "策略"，利用SID列表（编程指令）指示数据包的去向。头端路由器或PCE使用SR-TE DB和策略信息来计算路径并填充数据包转发表。

SR-MPLS 的实际应用

当一个未标记的IP数据包进入SR-MPLS网络时，接收数据包的路由器（"源路由器"）会知道数据包到达目的地的所有可能路径。SR-MPLS源路由器会利用这些信息编制一份指令列表（称为SID列表），引导数据包到达目的地。源路由器将SID列表附加到数据包上，然后将数据包转发出去。当数据包穿越网络时，每个路由器都会参考数据包的SID列表，以确定如何处理该数据包。

下面两张图片是相同的拓扑结构。左边的工作站正在向右边的服务器发送数据包，地址为10.10.10.10。

传统MPLS与SR-MPLS

第一张图显示了从R1到10.10.10.10所使用的传统MPLS标签分配示例；考虑到标签是随机生成的，这只是一个假设。

第二张图显示的是从连接到R1到达10.10.10.10所使用的SR-MPLS标签（SID）分配。为了形成对比，我们展示了传统的MPLS网络标签，但我们并不会深入探讨其中的细节，而是将重点放在SR-MPLS的功能上。

乍一看，你会发现什么？没错，在SR-MPLS示例中，每跳只使用一个SID（标签），而传统MPLS则有四个不同的标签，每跳使用一个不同的标签。SR-MPLS的SID并不是随机生成的，而是由用户指定的。请注意与每个路由器相关的1600x编号。每台路由器都配置了唯一的SID；每台路由器都知道彼此的SID以及如何到达对方。

在上面这个例子中，连接到R1的工作站需要访问连接到R4的10.10.10.10服务器。R1知道10.10.10.x网络连接到R4；因此，R1知道它需要将数据包发送到R4。R1还知道R4的 SID是16004，因此它将标签16004应用于数据包并将其转发。

由于我们有多条路径，但还没有流量工程，而且两条路径的成本相等（R1和R3之间有3跳），因此流量在两条路径上使用等成本多路径（ECMP）进行负载平衡。当R2和R5 收到一个带有16004标签的数据包时，它们知道该数据包的目的地是R4，R4的SID是16004，因此它们会以16004作为SID转发该数据包。

R3和R6也是如此，与传统的MPLS一样，倒数第二个路由器在将数据包发送到R4之前会删除（弹出）标签。R4收到无标签数据包后，将其视为标准IP数据包，并转发给10.10.10.10的服务器。

SR-MPLS 流量工程和路径保护

基于相同的拓扑结构，假设我们希望下图中的绿色路径（R1→R2→R3→R4）为主要流量路径，紫色路径（R1→R5→R6→R4）为保护路径。通过启用SR-MPLS-TE，并使用 "显式路径 "功能，我们就可以指定流量的确切路径。在我们的示例中，我们将在R1上创建一个策略，指示前往10.10.10.x的流量使用由16002、16003和 6004组成的SID列表。数据包在离开R1时将被指示转到R2 (16002)，然后转到R3 (16003)，最后转到R4 (16004)。

TI-LFA主路径和保护路径

提供 <50ms 保护切换的机制称为TI-LFA或拓扑独立快速重路由。通过TI-LFA，可以轻松实现 <50 毫秒的故障切换时间，因为TI-LFA已经提前计算出了 "新路径 "或保护路径。如果主路径发生故障，数据包立刻就知道该去哪里。

在这个例子中，由于我们明确指示流量走绿色路径（R1→R2→R3→R4），TI-LFA会计算出最佳替代路径，即 "融合后路径"。在本例中，唯一的选择是紫色路径（R1→R5→R6→R4）。该路径存储在转发信息库（FIB）中。如果主路径发生故障R1将根据保存在R1的FIB中的指令立即开始通过保护路径转发数据包。

虽然这只是SR-MPLS 流量工程的一个基本例子，但也是光层通常处理的路径选择和路径保护的绝佳范例。SR-MPLS-TE有无限的流量工程选项。例如，可以指定两个流量绝不使用同一链路（不同路由）；可以用颜色标识符给路径 "上色"，以引导流量。此外，PCE还可以从每个跨距收集带宽和延迟数据，然后根据这些指标做出路径决策。

最后的想法

希望以上内容能让大家对SR-MPLS以及SR-MPLS如何使路由层简化光层有一个基本的了解。那么，这是否预示着基于ROADM的光网络将走向终结呢？

情况可能不是这样的，尽管基于路由器的 DWDM 架构在传输网络设计中占有重要地位，并能为许多网络提供商带来简化和成本节约。此外，基于路由器的DWDM和ROADM架构在许多情况下可以而且应该共存，因为它们都能以各自的方式提高了效率和节约了成本。