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1.SEGMENT ROUTING在2013年前被思科提出以来，已经得到了业界的广泛接受，将在未来几年对IP网络演进产生极其重大的影响。
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内容简介
本书是系列的首卷，目标是客观地描述SEGMENT ROUTING的基础功能模块，同时含有一些偏主观的内容以及SEGMENT ROUTING的研发背景。该系列的下一卷将详细介绍流量工程解决方案、SDN控制器与SEGMENT ROUTING基础设施的交互、主机上的SEGMENT ROUTING和SRv6等内容。
作者简介
克里斯·米克尔森（Kris Michielsen）: 思科技术主管, 拥有超过20年的网络行业经验。从Segment Routing技术首次正式公布之前至今，克里斯一直是思科Segment Routing团队的核心成员。他拥有CCIE证书 （No. 1898）以及比利时鲁汶大学电子工程/机电工程双硕士学位。
目录
第1章 简介 1
1.1 本书目标 1
1.2 我们为什么启动SR项目 2
1.3 SDN和OpenFlow的影响 9
1.4 100％覆盖率的IPFRR和最优修复路径 13
1.5 其他好处 14
1.6 团队介绍 15
1.7 保持简单 17
1.8 标准化和多厂商共识 18
1.9 全局标签 19
1.10 SR MPLS 20
1.11 SRv6 21
1.12 行业获益 22
1.13 参考文献 23
第2章 Segment Routing基础 25
2.1 什么是SR 25
2.2 Segment概念 25
2.2.1Segment和Segment标识 26
2.2.2Segment组合 26
2.2.3Segment列表操作 26
2.2.4全局和本地Segment 27
2.3 SR控制平面 27
2.3.1IGP Segment 28
2.3.2BGP Segment 39
2.3.3组合使用Segment 43
2.4 SR数据平面 46
2.5 小结 46
2.6 参考文献 47
第3章 Segment Routing MPLS数据平面 49
3.1 IPv4和IPv6 49
3.2 现有MPLS数据平面 49
3.3 SR全局块 50
3.4 SR MPLS标签栈操作 52
3.4.1压入MPLS标签 54
3.4.2MPLS标签交换 56
3.4.3倒数第二跳节点行为 57
3.4.4最后一跳节点 62
3.4.5Adjacency-SID和MPLS 62
3.4.6“不带标签”转发条目 62
3.4.7IGP SR MPLS转发表项 66
3.5 MPLS TTL和TC/EXP处理 70
3.5.1TTL处理：IP到MPLS和MPLS到IP 71
3.5.2TTL处理：MPLS到MPLS 72
3.5.3处理MPLS TTL到期 73
3.5.4TC/EXP字段操作 74
3.6 MPLS负载均衡 76
3.7 MPLS MTU处理 78
3.8 小结 80
3.9 参考文献 81
第4章 SRGB管理 83
4.1 SRGB大小 83
4.2 多个范围的SRGB 84
4.3 SRGB标签范围 85
4.4 SRGB和Anycast Segment 90
4.5 SRGB配置 92
4.5.1Cisco IOS XR SRGB实现 95
4.5.2SRGB错误 99
4.6 小结 99
4.7 参考文献 100
第5章 Segment Routing IGP控制平面 101
5.1 IGP协议的SR扩展 101
5.1.1ISIS SR 101
5.1.2OSPFv2 SR 104
5.1.3OSPFv3 SR 109
5.2 SR能力 109
5.2.1SRGB通告 110
5.2.2ISIS SR能力通告 110
5.2.3OSPFv2 SR能力通告 116
5.3 Prefix-SID 119
5.3.1在IGP通告中传递Prefix-SID 119
5.3.2Prefix-SID配置 120
5.3.3ISIS Prefix-SID通告 123
5.3.4OSPFv2 Prefix-SID通告 129
5.4 Adjacency-SID 139
5.4.1在IGP通告中传递Adjacency-SID 139
5.4.2Adjacency-SID分配 140
5.4.3LAN Adjacency-SID 140
5.4.4Adjacency-SID持久性 142
5.4.5ISIS Adjacency-SID 147
5.4.6OSPFv2 Adjacency-SID 162
5.5 IGP多区域/层次操作 183
5.5.1确定前缀的倒数第二跳 183
5.5.2在区域/层次间传播Prefix-SID 185
5.5.3ISIS多区域示例 188
5.5.4OSPFv2多区域示例 199
5.6 路由重分发和Prefix-SID 215
5.6.1路由重分发示例 216
5.6.2OSPF NSSA 229
5.7 小结 233
5.8 参考文献 233
第6章 Segment Routing BGP控制平面 237
6.1 BGP标签单播 238
6.2 BGP Prefix-SID 245
6.3 BGP Prefix-SID通告 249
6.4 与不支持SR的BGP-LU互操作 250
6.5 SR BGP应用于无缝MPLS架构 252
6.6 基于BGP的数据中心 253
6.6.1从传统数据中心到Clos架构 253
6.6.2BGP应用于全三层组网的数据中心 254
6.6.3基于MPLS的数据中心 256
6.6.4BGP-LU应用于数据中心 256
6.7 SR应用于数据中心的好处 259
6.7.1负载均衡效率 259
6.7.2感知路由 260
6.7.3性能路由 261
6.7.4确定性网络探测 261
6.8 BGP Prefix-SID应用于数据中心 262
6.8.1配置EBGP Prefix Segment 264
6.8.2配置L3VPN叠加业务 277
6.8.3配置EBGP多路径 282
6.8.4配置IBGP Prefix Segment 288
6.9 总结 301
6.10 参考文献 301
第7章 Segment Routing在现有MPLS网络部署 303
7.1 SR和其他MPLS协议共存 304
7.1.1控制平面共存 304
7.1.2数据平面共存 305
7.1.3实现细节 310
7.2 SR和LDP互操作 316
7.2.1LDP到SR互操作 317
7.2.2SR到LDP互操作 327
7.2.3SR over LDP以及LDP over SR 336
7.2.4SR和LDP互操作总结 338
7.3 总结 340
7.4 参考文献 340
第8章 Segment Routing映射服务器 341
8.1 映射服务器功能 341
8.2 映射服务器在网络中的位置 342
8.3 映射客户端功能 343
8.4 映射服务器架构 345
8.5 映射服务器本地策略配置 346
8.6 映射范围冲突解决机制 348
8.6.1重叠/冲突映射范围示例 349
8.6.2从不同映射服务器中选择映射范围 353
8.6.3映射范围与“原生”Prefix-SID的冲突 358
8.7 SRMS相关IGP配置 359
8.7.1映射服务器 359
8.7.2映射客户端 361
8.7.3映射服务器和映射客户端 362
8.8 ISIS映射服务器通告 362
8.9 OSPF映射服务器通告 365
8.10 映射服务器应用于多区域/层次网络 368
8.10.1ISIS跨层次SRMS通告 368
8.10.2OSPF区域间SRMS通告 368
8.11 总结 377
8.12 参考文献 377
第9章 与拓扑无关的无环路备份 379
9.1 简介 379
9.2 LFA 385
9.3 RLFA 389
9.4 TI-LFA 393
9.4.1TI-LFA计算 396
9.4.2Segment列表长度分析 396
9.4.3修复路径采用TE基础设施 397
9.5 TI-LFA保护选项 401
9.5.1链路保护 402
9.5.2节点和SRLG保护 410
9.5.3事实上的节点保护 425
9.6 确定P节点/PQ节点地址 427
9.6.1ISIS确定P节点/PQ节点地址 427
9.6.2OSPF确定P节点/PQ节点地址 430
9.7 Adjacency Segment保护 431
9.8 TI-LFA用于保护IP和LDP流量 435
9.8.1保护不带标签的IP流量 436
9.8.2保护LDP流量 441
9.8.3TI-LFA应用SR/LDP互操作功能 449
9.9 TI-LFA修复路径负载均衡 453
9.10 微环路避免 457
9.10.1微环路概述 458
9.10.2现有微环路避免机制 460
9.10.3SR微环路避免功能 463
9.11 总结 466
9.12 参考文献 466
第10章 利用Segment Routing实现大规模互联 469
10.1 应用注意事项 470
10.2 参考设计 470
10.2.1节点互联 472
10.2.2端点互联 472
10.3 设计选项 473
10.3.1叶子域/核心域大小 473
10.3.2二级叶子（Sub-Leaf）域 474
10.3.3流量工程 475
10.4 扩展能力示例 475
10.5 部署模型 477
10.6 好处 478
10.7 总结 478
10.8 参考文献 479
第11章 验证SR MPLS网络连接 481
11.1 现有IP工具包 481
11.1.1IP Ping 482
11.1.2IP Traceroute 482
11.1.3IP Ping/Traceroute和ECMP 483
11.1.4MPLS环境中的IP Ping 484
11.1.5MPLS环境中的IP Traceroute 484
11.2 现有MPLS工具包 487
11.2.1MPLS Ping 488
11.2.2MPLS回显请求/应答数据包 491
11.2.3MPLS Traceroute 495
11.2.4MPLS Traceroute实现路径发现 503
11.2.5MPLS Ping/Traceroute使用Nil-FEC 512
11.3 针对SR的MPLS OAM 512
11.4 总结 512
11.5 参考文献 513
第12章 Segment Routing IPv6数据平面 515
12.1 IPv6 Segment 516
12.2 SRv6 SID 517
12.3 IPv6报头回顾 517
12.4 路由报头 518
12.5 SRH 519
12.6 SRH处理过程 522
12.6.1源节点 522
12.6.2Segment端节点 524
12.6.3中转节点 524
12.7 插入SRH与压入IPv6报头 525
12.7.1源节点插入SRH 525
12.7.2入口节点插入SRH 526
12.7.3入口节点插入封装报头 527
12.8 总结 528
12.9 参考文献 528
全书总结 529
媒体评论
Segment Routing 的概念和技术体系由美国思科公司于2013年首次提出，短短4年时间就已经获得了业界的广泛支持，并已经在国内外*运营商/OTT网络中开始实际部署。Segment Routing的源路由和无状态特性使其成为SDN/NFV在IP网上下一步发展的关键技术，其超大规模组网能力也是实现IP网络端到端运营调度和网络重构的基础。欣闻《Segment ；Routing详解（*卷）》在国内翻译出版，这是业界首部Segment Routing专著，译者均为长期从事运营商网络研究、设计和部署的专家，亦是国内Segment Routing技术的先行者和实践者。本书体系结构完整，内容翔实落地，值得推荐。
——SDN/NFV产业联盟理事长，工信部科技委常务副主任，中国电信科技委主任 韦乐平
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纵观IT技术的发展，网络技术曾经为应对各种应用需求，产生了多种架构、多种技术和多种协议。在过去的许多年里，网络界一个重大的共同目标就是网络架构、技术和协议的融合统一。可喜的是，通过全球学术界和工业界的携手努力，IP/MPLS技术终于成为业界*为广泛采用的通用网络技术。然而，为了满足越来越多的应用需求，IP/MPLS技术在过去20年一直在做加法，功能不断丰富的同时也带来了实施和使用上的复杂性。采用现有技术框架应对未来5G、物联网的需求，面临着很大的挑战。Segment Routing技术的发明有望更好地解决此问题，其“做减法”的思想，赋予了它高度的可扩展性和可维护性。同时，Segment Routing与IPv6 的结合（SRv6），为构建下一代网络架构体系提供了一个非常强大的工具。Segment Routing发明者Clarence亲自参与撰写了本书的英文原版，并由国内Segment ；Routing*专家进行了严谨细致的翻译，强强结合。本书是学习Segment Routing的必读书籍，诚意向各位读者推荐。
——清华大学电子工程系教授，博士生导师，中国教育和科研计算机网（CERNET）国家网络中心副主任 李星
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基于互联网的业务发展迅猛，给网络基础架构提出了很大的挑战，我们需要一种全新的技术来支撑基于业务和应用的超大规模流量工程。Segment Routing的源路由和无状态特性能把控制策略从控制器中简单有效地下发到网络设备上，使其成为超大规模流量工程在网络设备上部署的*技术选择，国内外*的Web和运营商也逐渐在现网开始实际部署。很高兴看到《Segment Routing详解（*卷）》的翻译版在国内出版，非常及时。原著是Segment ；Routing的业界首部专著，且由Segment Routing的提出者Clarence亲自撰写，内容权威、具体，读者可以完整地了解到Segment Routing的体系结构和掌握现网部署的*实践。本书译者和审校者均是国内Segment Routing方面的先行者和实践者，翻译准确细致。本书是介绍Segment Routing不可多得的好书，值得推荐。
——阿里巴巴集团 副总裁 蔡依群
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Segment Routing是思科近年在SDN领域重要的创新之一，其意义不亚于，甚至超过20年前MPLS的出现。Segment Routing远不止是传统MPLS技术的改良，它代表的是一种全新的网络理念，即所谓应用驱动网络的架构。在这个架构下，网络是计算平台，Segment是指令，两者的有机配合将应用需求自动而无缝地映射到网络基础设施之上，进而实现端到端的配置及调度。自从思科2013年提出Segment Routing以来，思科一直引领Segment Routing的技术发展方向并推动多厂商的合作共识，我们非常高兴地看到Segment Routing已经得到了越来越多国内外客户的接受和实际部署，这充分证明Segment Routing的应用驱动网络的理念已经深入人心，更体现了Segment Routing对全数字化的巨大价值。恰逢其时，思科Segment Routing资深专家苏远超、蒋治春翻译了业界首部Segment Routing专著《Segment ；Routing详解（*卷）》，这无疑对于我们迎接Segment Routing所带来的这场网络革命性创新大有裨益！本书为“Segment Routing丛书”的*卷，展示了Segment Routing的恢宏架构，
同时又落到实处，极具实际可操作性，是广大互联网从业者的必备书籍，也适合于大中院校计算机/通信相关专业的师生阅读。
——思科全球副总裁，大中华区首席技术官 曹图强
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支撑当前全球互联网基础设施不断向前的核心基石是IP网络技术。而经典的IP 网络技术正在与SDN等技术逐渐结合，朝着应用驱动的网络方向发展。在这一趋势中有一项核心技术就是SR技术。思科院士Clarence 的Segment Routing是该领域令人爱不释手的经典之作。该书系统阐述了SR 的成长之路和多层面技术细节，并给出了参考实践案例。而该书译者作为思科资深专家，具有相关领域近二十年的技术积累，其精确的翻译和解读，令此书精髓得以原味呈现。此书应为从事IP路由、MPLS、SDN、应用驱动网络（ADN）等领域研究、开发和工程人员的必读佳作。
——中国电信北京研究院副院长 陈运清
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Segment Routing是继MPLS之后IP领域*重要的创新, 得到了业界的广泛关注，并已成为SDN 的主流网络架构标准。Segment Routing支持超大规模跨域组网并具有应用驱动网络的特性，解决了运营商IP网络长期所面临的许多挑战。中国联通积极跟踪、研究Segment ；Routing技术，并已经在中国联通产业互联网上实现了Segment Routing的规模部署。作为业界关于Segment Routing的首部专著，《Segment Routing详解（*卷）》由思科资深专家苏远超、蒋治春进行了非常细致、严谨的翻译，读者可以快速地掌握Segment Routing原理和网络部署*实践，无疑这将极大地加快Segment Routing技术在国内的推广、应用和创新。
——中国联通网络技术研究院首席专家 唐雄燕
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作为当前骨干网SDN 创新的关键技术之一，Segment Routing（SR）从诞生之初，一直受到行业的广泛关注，并已逐渐在生产网络中应用。本书从SR技术开创者的角度阐述了SR诞生的原因，以及其所解决的关键问题，随后作者系统地介绍了SR相关的知识点以及基于SR的网路架构。本书既有专业技术知识介绍，又有案例剖析，体现了本书的专业性和全面性，是难得的一本SR技术学习资料和参考手册。由于SR技术诞生于美国思科，国内罕有系统性的中文资料。这本译书弥补了国内在该方面的空白，造福了国内广大的SDN/网络兴趣爱好者和相关从业人员，必将会进一步推动SR技术在中国的普及、发展和落地。
——腾讯网络平台部网络架构中心副总监，专家工程师 邵华
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经历过MPLS、VXLAN、OPENFLOW为基础的大型网络，我们才知道学术派离真正的可运营网络有多远，SR是创新的好技术，在控制颗粒度、运营复杂度中找到了一个新的平衡，结合了“集中控制的大局观与分布智能的精细化”两方面的优势，是现代大规模数据中心网络和广域骨干网络设计、控制和操作演进的重要一步。这本书吸引我的一个原因是，作者Clarence Filsfils是MPLS的亲经者，没有学术派地一味吹捧过往技术的优雅，而是非常客观地阐述新旧技术演进当中踩过的坑、部署中的各种*实践，是我喜欢的“接地气”类型。当然另外一个原因必然是资深专家苏远超带队精致翻译的这本书，没有蹩脚的中文，没有生搬硬造的英文术语，只有以精准理解、经验底蕴为背景的通俗诠释，是我们网络工程师的福音。
——青云基础设施部总经理 马志强
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当人们热衷于讨论社交网络、移动支付、游戏和云计算的时候，常常忽略了真正的幕后英雄——网络技术。作为ICT的基石，每一次网络的重大技术变革，不仅会直接影响ICT领域本身，而且影响着应用和商业环境，为产业带来更多令人惊喜的新机会。在我看来，SR就是这样的技术变革。其本身设计极其优雅，数据面可以基于久经考验的MPLS，或者IPv6，控制面通过扩展IGP，去掉LDP、RSVP等令运维人员头疼的协议，简化了网络的架构。更令人兴奋的是，SR完美地结合了软件定义网络（SDN），通过集中式的SDN控制器，我们可以根据网络状态，直接在数据源端设定数据在网络中的路径（路径包含在数据包头），无须修改路径上网络设备中的路由信息，从而使得大规模部署流量工程（TE）变得更为简单可行。作为网络创新技术的先行推动者和技术产品的研发者，*近，我们刚好在国内MPLS骨干网上成功地实施并部署了SR和SR-TE技术。这项技术的实践价值不仅满足了不同客户SLA的需求，而且平衡了网络流量，大大减少了拥塞的概率。本书的中文译者是从事多年网络工作的专家，不仅理论知识扎实，而且具有丰富的实践经验，翻译精准。希望网络从业者们通过阅读本书，熟悉进而精通SR 及其相关技术，大胆尝试，推出更多的网络创新解决方案。
——北京大地云网科技有限公司联合创始人/首席技术官原思科系统中国研发中心（CRDC）网络技术研发总监 鲁子奕
前沿
译者序
Segment Routing的提出者思科院士Clarence Filsfils在2014年初给我们介绍Segment Routing，那是我们第一次了解到这项号称“下一代MPLS”的技术，并对其针对网络协议做减法的思想非常赞同，但应该说当时的Segment Routing 还是一块璞玉，尚待雕凿。
Segment Routing在2015年加速成熟，尤其是SRTE（Segment Routing流量工程）在思科路由器正式支持之后，很快在不少早期用户的网络中得到部署。由于思科一直致力于推动Segment Routing多厂商共识的达成，因此同时间越来越多的业界厂商开始支持Segment Routing。同年开源SDN控制器Open Daylight支持Segment Routing是一个标志性事件，这意味着Segment Routing已经成为业界共识和事实上的SDN网络架构标准，羽翼渐丰，准备展翅高飞了。
事实上，从2016年开始，Segment Routing开始真正展现其“应用驱动网络”的巨大威力，它的源路由、只在网络入口节点保存状态信息、天生支持跨域、与拓扑无关的快速收敛等特性被广泛应用于国内外顶级的电信运营商和互联网运营商的网络之中。2017年2月Linux内核4.10版本正式支持Segment Routing，这极大地拓展了Segment Routing的应用场景，意味着从主机甚至是容器开始就可以调度其对应的业务流在全网的端到端路径，为Segment Routing后续发展注入了强大动力。
我们有幸参与设计和部署了国内多个Segment Routing网络，其中既有从SDN RSVPTE网络迁移过来的，也有从传统IP/MPLS网络直接跳过RSVP-TE部署Segment Routing的。无一例外，用户都非常满意Segment Routing所带来的网络简化，这无疑是最重要的。
在设计和部署Segment Routing过程中，我们深感相关中文资料缺乏，且不成系统，造成不少认识上的误区，不利于Segment Routing技术在国内的推广，业界迫切需要一套系统讲述Segment Routing的权威书籍。于是在2016年10月，当Clarence为首的思科专家在Kindle 正式出版了业界第一部Segment Routing的专著Segment Routing-Part I后，我们马上与Clarence联系并得到其授权，着手翻译此书。本书是Segment Routing丛书第一卷，主要涵盖了Segment Routing总体架构、基础功能模块和最佳实践等内容。
翻译遇到的第一个问题是“Segment Routing”如何翻译？之前国内有翻译为“段路由”和“分段路由”，基本上是直译，但我们认为都没有准确地说明“Segment”的本质是“指令”这一重要概念，经过与业界相关专家和出版社的讨论，我们最终决定不翻译“Segment Routing”这个术语，我们估计各位读者以后可能更习惯于用“SR”这个缩写来称呼Segment Routing。
翻译遇到的第二个问题，也是本书的特色，就是里面包含相当部分的Clarence等其他业界人士对Segment Routing的主观看法，可能不是每位读者都能完全同意其中的观点，但我们决定将其原汁原味地呈现出来，从而让各位读者可以对Segment Routing为什么会是今天这个样子有更多的了解并形成自己的观点。
翻译遇到的第三个问题，是准确性。由于Segment Routing技术非常新、发展很快且缺乏参考翻译资料，为此我们与原作者进行了大量的沟通、核对、修改，力求准确。但由于技术水平所限，时间匆忙，纰漏在所难免，还望各位读者不吝指正。
目前原作者正在撰写第二卷，其中将会包括Segment Routing流量工程、SegmentRouting与SDN的结合、SRv6等内容。在原版第二卷成书后，我们也会尽快将其翻译为中文与各位读者见面，敬请期待。
本书的出版要感谢思科一众同事的支持，他们是曹图强（Tuqiang Cao）、柴建（Joanna
Chai）、方芳（Flora Fang）、魏松斌（Songbin Wei）、孙强（Victor Sun）、李巍（Vivian Li）等，这本书的出版离不开他们的帮助。同时也感谢阿里巴巴蔡德忠（Dennis Cai）先生的认真审阅，确保本书的质量。还需要感谢我们的家人，他们对于我们用业余时间翻译这本书给予了充分的理解和支持。最后必须感谢人民邮电出版社专业的编辑团队，给了我们很多建议，令本书增色不少。
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苏远超 蒋治春
2017年7月于广州
Segment Routing 详解 第一卷 pdf下载声明
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