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我們常說，Segment Routing（SR）的出現(xiàn)就是為了替代MPLS。但MPLS技術(shù)的本身也是為了優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)和減少路由表的大小而發(fā)明的，那出現(xiàn)了什么問題，導(dǎo)致了SR技術(shù)的出現(xiàn)？而SR技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，熱度是減少了不少，但也出現(xiàn)了不少問題！作為一種傳輸技術(shù)，但MPLS實際上已經(jīng)非常出色了。盡管SD-WAN供應(yīng)商等進(jìn)行了一些反對MPLS的營銷，但在SR技術(shù)出現(xiàn)之前，MPLS在傳輸技術(shù)上并沒有真正的替代品。MPLS提供了低開銷的服務(wù)底層，只有PE路由器（Provider Edge, PE）需要為L3VPN傳輸完整的Internet路由表和虛擬路由轉(zhuǎn)發(fā)（Virtual Routing and Forwarding, VRF）。MPLS的流量工程能夠?qū)崿F(xiàn)在任何拓?fù)渲芯鶆虻貙α髁窟M(jìn)行負(fù)載均衡，為需要它的服務(wù)提供低延遲路徑以及不相交的路徑等。此外，MPLS的快速重新路由功能可在鏈路/節(jié)點故障后實現(xiàn)低于50ms的收斂。 
圖：傳統(tǒng)MPLS協(xié)議 但是，MPLS在發(fā)展過程中變得復(fù)雜。傳統(tǒng)MPLS網(wǎng)絡(luò)通常運行IS-IS或OSPF進(jìn)行IP路由，運行標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議（Label Distribution Protocol, LDP）或資源預(yù)留協(xié)議（Resource Reservation Protocol, RSVP）進(jìn)行標(biāo)簽分配，以及邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議（Border Gateway Protocol, BGP）及其多種地址族用于MPLS服務(wù)。這種傳統(tǒng)MPLS堆棧存在三個問題：操作復(fù)雜性、協(xié)議限制和互操作性問題。加微信“OFC2025”，進(jìn)傳輸專業(yè)群，相關(guān)閱讀：操作復(fù)雜性方面，LDP配置和操作相對簡單，但不支持流量工程，對使用遠(yuǎn)程鏈路保護(hù)的快速重新路由支持有限。RSVP雖然支持流量工程，但需要點對點隧道網(wǎng)格，限制了可擴展性。但在實際部署的時候，“LDP或RSVP”通常又變成“LDP和RSVP”。每個 PoP 中的 LDP 和連接不同PoP的WAN鏈路上的RSVP，以及通過 RSVP 鏈路進(jìn)行目標(biāo) LDP 會話。增加了操作的復(fù)雜性。
圖：LDP會話 在協(xié)議限制方面，RSVP并不支持等價多路徑（ECMP）功能，而LDP雖然提供了對ECMP的支持，卻可能面臨某些限制。至于LDP與IGP的同步機制，其設(shè)計初衷是為了避免在網(wǎng)絡(luò)收斂過程中產(chǎn)生流量黑洞，但這一機制有時反而會引發(fā)問題，導(dǎo)致IGP會話陷入僵局，這無疑是一種弄巧成拙的局面。 此外，當(dāng)采用RSVP進(jìn)行流量工程時，結(jié)果往往難以預(yù)測。這是因為每個路由器都是獨立地向其標(biāo)簽交換路徑（LSP）發(fā)送信號，而路由的最終狀態(tài)實際上取決于這些信號發(fā)送的順序，這種不確定性給網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和預(yù)測性帶來了挑戰(zhàn)。 同時，具有諷刺意味的是，獨立LSP信令并不等同于可擴展性的提升。實際上，每個路由器都需要維護(hù)一份關(guān)于所有經(jīng)過它的傳輸LSP的狀態(tài)記錄，這反而限制了RSVP的擴展能力。 互操作性問題方面，由于MPLS網(wǎng)絡(luò)至少包含三個協(xié)議及其多種擴展，使用不同供應(yīng)商的硬件構(gòu)建MPLS網(wǎng)絡(luò)可能會遇到問題，在傳統(tǒng)的 MPLS 架構(gòu)中，這通常意味著如果一個路由器不支持某個功能，我們就不能使用它。并非所有實現(xiàn)都支持所有功能和擴展，不同供應(yīng)商對RFC的解釋可能不同，導(dǎo)致即使聲稱支持某個標(biāo)準(zhǔn)，硬件連接后也可能無法正常工作。與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不同的是，SR它摒棄了傳統(tǒng)的標(biāo)簽分發(fā)機制，通過向IS-IS和OSPF添加擴展，通告分段ID（Segment Identifier, SID）以及鏈路和前綴信息，不再有“標(biāo)簽切換”。入口 LER 只是將出口 LER 的 SID 推送到數(shù)據(jù)包上，所有中轉(zhuǎn) LSR 都不會更改該標(biāo)簽（至少在理論上，實際實施仍會使用相同的標(biāo)簽交換標(biāo)簽）。
另外，SR基于IP，沒有RSVP那樣的電路交換，本身就支持ECMP和任播，具有良好的擴展性。
使用SR進(jìn)行流量工程時，與RSVP不同，SR不會向LSP發(fā)出信號，而是通過添加多個SID來沿流量工程路徑轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。SR的無狀態(tài)特性意味著正確的流量工程需要一個控制器。沒有控制器，就無法使用帶寬預(yù)留，雖然可以使用約束最短路徑優(yōu)先（Constrained Shortest Path First, CSPF）進(jìn)行流量工程，但這需要路由器上的額外功能。在上圖所示的拓?fù)渲?，為了通過藍(lán)色鏈路將數(shù)據(jù)包從 R1 轉(zhuǎn)發(fā)到 R6，R1 會推送三個標(biāo)簽： R3 的節(jié)點 SID -> 使用最短路徑將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到 R3。 R3 到 R5 的鄰接 SID （Adj-SID） > 使用該特定鏈路。 R6 的節(jié)點 SID -> 將數(shù)據(jù)包傳送到實際目的地 （R6）。
但存在這樣一個問題：SR作為一種無狀態(tài)的協(xié)議，其流量工程的實現(xiàn)依賴于控制器的存在。缺少控制器的支持，帶寬預(yù)留變得不可行。即便可以依賴于路由器上的關(guān)聯(lián)或顯式路徑來實施約束最短路徑優(yōu)先（CSPF）策略，這種替代方案也會因需要路由器具備額外的功能而變得復(fù)雜，增加了部署的難度。 SR降低了MPLS的門檻，使得路由器上的SR實現(xiàn)非常簡單。IGP擴展用于通告SRGB、SRLB、前綴和調(diào)整SID，BGP-LS將鏈路狀態(tài)拓?fù)渫ǜ娼oSR控制器，BGP-SRTE或PCEP用于從控制器接收SR-TE策略。實現(xiàn)SR的基本要求僅僅是在IS-IS協(xié)議中增加幾個新的類型長度值（TLV）。完成這一步驟后，我們可以利用來自不同供應(yīng)商的路由器，將IGP拓?fù)湫畔?dǎo)出至BGP鏈路狀態(tài)（BGP-LS）。至于那些不支持BGP段路由傳輸（BGP-SRTE）或路徑計算元素通信協(xié)議（PCEP）的路由器，傳統(tǒng)的BGP標(biāo)簽分發(fā)（BGP-LU）提供了一個有效的解決方案，用以接收和實施路由策略。 
SR的互操作性問題風(fēng)險較低，因為沒有RSVP信令，也沒有LDP-IGP同步。主要的互操作性問題可能只發(fā)生在IGP級別。也許唯一煩人的是 SRGB ：每個供應(yīng)商都決定使用不同的默認(rèn)范圍，但我們可以在需要時更改它。SR還使得混合方法變得可行，即在網(wǎng)絡(luò)核心使用大型供應(yīng)商的硬件，而在匯聚層和接入層可以使用更便宜的設(shè)備。我們知道，盡管SR起源于Cisco，但它是一個開放標(biāo)準(zhǔn)，允許任何人部署。然而，大型供應(yīng)商通過提出“Best Practice”設(shè)計，使用PCEP及其多種擴展，以及過度設(shè)計的控制器，試圖使用戶只能使用他們的SR來部署。
SR-TE控制器本質(zhì)上是一臺路由器，它擴展了功能以支持BGP鏈路狀態(tài)（BGP-LS）的處理和基于約束最短路徑優(yōu)先（CSPF）的策略計算。由于省去了LSP信令的復(fù)雜性，SR-TE控制器的部署和操作應(yīng)當(dāng)比傳統(tǒng)的MPLS流量工程（MPLS-TE）更為簡便。
這種過度設(shè)計集成了多種功能，如網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、自動化、NetFlow收集和OSS/BSS功能，然而運行這些控制器軟件需要強大的計算能力，但在路由器平臺的應(yīng)用場景中，這些高級功能是否真正必要呢？ 現(xiàn)在，很多廠家都在推銷復(fù)雜協(xié)議和過度設(shè)計的控制器。那為什么會出現(xiàn)這樣的情況？ 我想這主要是基于商業(yè)方面的原因，這個是希望將運營商捆綁在自家產(chǎn)品上，要非常容易部署帶這些擴展功能的SR，迫使運營商必須用同一廠家的。另一個原因是如果控制器的部署和操作過程過于復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)運營商可能就不得不向廠家購買培訓(xùn)服務(wù)。 SR的設(shè)計初衷是簡化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，而不是使其變得復(fù)雜。供應(yīng)商應(yīng)該提供易于部署、配置和操作的SR-TE控制器，支持基本路由器功能，并且輕量級?？刂破鲬?yīng)該專注于路由策略的計算，而不是嘗試成為網(wǎng)絡(luò)管理平臺。最后，我們引用《Segment Routing， Part 1》一書中的一段話： …the always-on RSVP-TE full-mesh model is way too complex because it creates continuous pain for no gain as, in most of the cases, the network is just fine routing along the IGP shortest-path. A tactical TE approach is more appealing. Remember the analogy of the raincoat. One should only need to wear the raincoat when it actually rains. Segment Routing, Part 1
那么，SR 也會搬起石頭砸自己的腳，最終弄巧成拙嗎？
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