研究成果：突破异构壁垒：SRv6 重塑数据中心多域互联新范式

在云计算与混合 IT 架构飞速发展的当下，数据中心网络正经历着前所未有的变革。传统三层交换网络、VXLAN 大二层网络与私有云网络并存，形成了复杂的异构网络环境。如何打破这些网络之间的壁垒，实现高效的互联互通、跨网络流量调度和服务链管理，让数据中心真正实现云网一体、资源共享，成为行业亟待解决的关键课题。基于IPv6的SRv6（Segment Routing over IPv6）技术的出现，为这一难题带来了全新的解决方案。​

SRv6作为一种简化且灵活的路由技术，有其独特优势。它摆脱了传统MPLS技术依赖标签交换的复杂性，利用IPv6地址空间中的扩展头就能精确控制数据包的转发路径。通过在IPv6数据包中嵌入灵活的Segment List，SRv6轻松实现了按需路由和服务链控制，具备服务编程、简化转发、无状态中转等突出优势，成为解决多域互联问题的核心力量。此外，它能够实现跨网络的路径编排与调度，不依赖复杂的控制协议或昂贵的硬件设备，大大提高了数据中心网络的灵活性和可扩展性。​

Segment Routing（SR）作为一种新型源路由技术，通过在数据包中预先定义转发路径，实现了网络控制与业务逻辑的高度解耦。与传统依赖中间节点状态维护的MPLS网络相比，SR借助“Segment” 的概念，在源节点就能确定完整的转发行为，显著简化了网络控制平面，提升了网络可编程性和灵活性。而SRv6作为基于IPv6的演进方案，以IPv6地址扩展报头表示Segment，将Segment Routing嵌入到IPv6数据报中，具备更强的表达能力和原生服务链支持，在IPv6协议框架内实现了Segment Routing能力，兼容性与开放性极强，尤其适合异构网络和多域数据中心环境。​

SRv6的核心原理是将路径信息编码在IPv6数据包的 Segment Routing Header（SRH）中。每个Segment（SID）代表一个网络行为或服务操作，多个SID组成一条路径，由源节点打包注入，沿途节点根据SID执行相应行为。其中，SID本质是一个IPv6地址，可标识某个节点、接口或服务行为；SRH是IPv6扩展头部，记录着SID列表、活动索引和元数据信息；其源路由机制更是让路径由源设备或控制器指定，而非依赖中间节点计算转发。​

在数据中心建设中，SRv6扮演着架构革新者与智能引擎的双重角色。它通过将路径计算、服务链调度等指令编码为 IPv6 扩展报头中的 Segment（SID），以极简单栈协议消除了传统 MPLS/VXLAN/Overlay 多层协议堆叠的繁琐，降低了 50% 的运维复杂度。同时，依托可编程SID，SRv6实现了业务分钟级灵活调度，既能强制流量走低延迟路径保障关键业务，又能动态编排服务链，还能基于原生随流检测秒级感知网络异常，为超大规模数据中心提供了敏捷业务部署、智能流量优化、故障自愈的统一承载底座，成为云原生时代网络的核心支柱。​

基于SRv6的多域互联承载网设计，有着明确的核心目标。首先是实现异构网络无缝互联，打通传统三层架构网络、VXLAN 大二层网络、SDN控制下的私有云网络等多种网络形态，构建统一的IPv6承载架构。其次要具备原生服务链编排能力，能动态插入或调整防火墙、负载均衡等网络服务节点，实现按业务逻辑自动化、编程式服务链路控制。再者，要实现跨域路径智能调度，结合实时数据通过智能算法动态选路，提升网络资源利用率。最后，引入SDN控制器平台，实现集中控制与统一编排，满足快速部署和运维自动化需求。

该系统架构采用分层解耦的设计思路，包括接入网络层、SRv6承载层、服务功能层和控制与调度层。接入网络层由不同数据中心的各类网络设备构成，负责接收流量、对接业务并进行第一跳路径标记；SRv6承载层作为骨干，由支持SRv6的核心交换设备和边界路由器构成，实现高可扩展的路径转发等功能；服务功能层包含各种网络功能节点，可动态接入流量实现服务调用；控制与调度层引入SDN控制器平台，实现集中管理和编排，其增强型能力更是重构了SDN控制层，降低了配置复杂度。​

在部署实现方面，组建SRv6承载网需部署支持SRv6协议的网络设备，如NE40路由器或者CE12800高端交换机，并配置SDN License。承载网区域内的IGP采用ISIS协议，因其对SRv6 - TE Policy的支持更先进、扩展性更好。SRv6网络包含SRv6 BE和SRv6 TE Policy两种转发类型，能实现多种业务的统一承载。同时，借助SDN架构，控制器集中算路，可基于丰富约束实现流量按需调度，通过手工或自动调优方案，使网络流量分布达到最优。​

综上所述，基于SRv6的异构数据中心多域互联承载网设计，凭借SRv6技术的强大优势和科学的架构部署，成功解决了异构网络互联的诸多难题。它实现了多网络的无缝融合、高效的服务链编排和智能的流量调度，为数据中心的发展提供了坚实的网络支撑。随着技术的不断成熟和发展，SRv6有望成为下一代网络的核心架构，推动网络向更智能、更高效的服务演进，为云计算、大数据等新兴技术的发展注入强大动力。

作者简介：

张欢 中国互联网络信息中心高级工程师，主要研究方向数据中心架构设计与网络技术。

张衡 中国互联网络信息中心工程师，主要研究方向新型网络架构与协议优化。

刘振军 中国互联网络信息中心工程师 主要研究方向计算机网络通信技术。

封猛 中国互联网络信息中心工程师，主要研究方向云计算虚拟化技术。