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上篇文章《ADWANSDN+廣域網：一場珠聯璧合的搭配》從廣域網麵臨的挑戰和用戶的需求以及SDN帶來的技術潮流開始，探討了未來ADWAN的發展。這節我們講從Segment Routing的具體細節，深入解析ADWAN控製平麵協議。
當下應用比較廣泛的骨幹網技術為MPLS（MultiprotocolLabel Switching，多協議標簽交換），它在無連接的IP網絡上引入麵向連接的標簽交換概念，將第三層路由技術和第二層交換技術相結合，充分發揮了IP路由的靈活性和二層交換的簡潔性，因此，很多運營商和企業都采用了MPLS技術來建設自己的網絡，來實現跨地域、安全、可靠、可管理的網絡服務。
但是，MPLS網絡的部署和管理都非常複雜，對運維人員要求很高，限製了它的應用範圍，另外，MPLS是基於目的的轉發，不能很好地滿足源端的需求，不能動態實現源上特定應用對於帶寬和延遲的需求，無法基於業務對流量進行精細化調優。因此，出現了一種新的協議Segment Routing，它是對現有MPLS技術的高效簡化，同時複用MPLS已有的轉發機製，能很好的兼容目前的MPLS網絡，並幫助現有MPLS網絡向SDN的平滑演進。
Segment Routing的基本概念
Segment Routing由IETF SPRING工作組負責製定的標準協議，同時有多個工作組（如：OSPF、ISIS、PCEP等）也在定義對Segment Routing的擴展。Segment Routing是一種Source Routing協議，由源節點來選擇路徑，並將路徑轉換成一個有序的segment列表封裝到報文頭中，設備隻需要根據報文頭中的路徑信息進行轉發。Segment表示任意類型指導報文轉發的指令，例如Service–Context、Locator、IGP-based forwarding construct、BGP-based forwarding construct、Local valueor Global Index，在MPLS網絡中，Segment其實就是標簽，路徑就是用一個有序的標簽列表來標識，即標簽棧。
在Segment Routing協議中，定義了Prefix/NodeSegment和Adjacency Segment兩類標簽：
Prefix/Node Segment：設備本身分配的標簽，全網唯一。設備節點都有自己能夠支持的標簽範圍，預留一段標簽段作為SRGlobal Block (SRGB)，通過IGP擴展或控製器通告標簽時，通告SRGB和段內index，全網為設備節點分配一個全局 Index，每台設備上的標簽為SRGB+Index。
Adjacency Segment：為設備鏈路分配的標簽，本節點有效。不使用SRGB 標簽，設備節點支持的本地標簽範圍，通過IGP擴展或控製器通告標簽時，通告標簽值，一個標簽值代表一個設備節點上的一條鏈路（實質就是為每一跳分標簽）。
Segment Routing的控製平麵
我們前麵說過，Segment Routing是對現有MPLS的簡化和優化，尤其是控製平麵，隻需要支持IGP協議，不再需要部署LDP或RSVP-TE協議，具體表現在以下幾個方麵：
1) 標簽的分配和分發：傳統的MPLS網絡需要LDP等協議同步和分發各個節點的標簽信息，Segment Routing不再需要LDP協議，隻需要通過IGP協議（ISIS或OSPF）的SR擴展來同步，或者由控製器統一進行分配和下發，大大簡化了設備運行的協議數量。
2) 標簽轉發表的建立：同樣的傳統MPLS需要通過LDP協議分發標簽後形成標簽轉發表，而且標簽轉發表的規模會非常大，而Segment Routing隻需要IGP協議就可以完成標簽轉發表的建立，並且非常容易擴展，規模也很小，條目數為N（節點標簽數量，一般為全網節點數量）+A（鄰接標簽數據，一般為設備接口數量）。
3) 路徑的標識和建立：在MPLS網絡中，一個報文經過的路徑為LSP（Label Switched Path，標簽交換路徑），通過手工指定或使用LDP、RSVP-TE協議動態建立。在Segment Routing協議中，路徑是由一個有序的segment列表（標簽棧）來表示，且被封裝在報文頭中進行轉發，因此，SegmentRouting路徑不再依賴於逐跳的信令協議（LDP或RSVP-TE）來建立，而是直接由報文源節點或者控製器指定一個標簽棧即可，中間的轉發設備隻需按標簽棧的信息進行轉發，非常簡單。
SegmentRouting的轉發平麵
如下圖所示，由6台路由器組成的一個網絡，通過IGP擴展協議或控製器給設備分配Node標簽（藍色標識）和Adjacency標簽（橙色標識），設備基於分配的標簽形成標簽轉發表。
假設一個報文要從R1到R4，控製器計算完路徑後是R1->R3->R5->R4（組合路徑），即R1到R3可以按照最短路徑進行轉發，R3到R4必須經過R5，那麼控製器對R1到R3使用Node標簽，R3到R4使用Adjacency標簽，將路徑轉化為SR標簽棧就是{3, 305, 504}，並下發到路徑頭節點設備R1，R1將標簽棧封裝到報文頭中，路徑上的轉發設備R1、R2、R3，R4、R5根據標簽轉發表進行轉發即可，詳細過程如下圖所示：
BGP-LS — ADWAN的可視化基礎
傳統廣域網很大的問題就是網絡不夠透明，可視化不夠，導致管理人員很難管理整個網絡，出現問題難以定位，運維壓力很大。ADWAN方案的目標之一就是增強整個網絡的可視化，管理人員可以很方便的看到整個網絡的拓撲結構、鏈路狀態、鏈路質量、及流量路徑等，這其中用到的最基礎的就是拓撲收集協議BGP-LS，BGP-LS已成為控製器的主流南向接口協議之一，它是在BGP協議的基礎上進行擴展（如下圖所示），用來發布網絡中設備節點信息、鏈路屬性（如：帶寬、開銷等）、鏈路狀態、及拓撲信息等。
如下圖所示，BGP-LS以Domain域為單位，將Domain域內由支持TE擴展的IGP（OSPF-TE或ISIS-TE）協議收集的信息收集上來，發送給ADWAN控製器，由ADWAN控製器經過分析、整合後供流量調度、網絡可視化等APP應用使用。
PCEP — ADWAN的路徑控製通道
在ADWAN流量調度應用中，控製器要基於網絡拓撲、流量情況等全局信息，並根據用戶定義的應用SLA需求和調度策略，為各類應用計算最優路徑，下發給網絡設備，從而控製報文轉發。控製器除了采用NETCONF接口下發路徑信息外，最重要的也是最標準的路徑控製協議就是PCEP（Path Computation Element Communication Protocol），在PCEP的定義中，控製器通常作為PCE（PathComputation Element），網絡設備作為PCC（PathComputation Client）。PCE：一個基於TEDB（TE topology database）計算帶約束路徑的軟件模塊，也可靜態手工指定。PCE可以位於網絡路由器節點上，也可以部署在網絡外的一台服務器上（通常就是SDN控製器）。PCE可以是無狀態的（StatelessPCE），也可以是有狀態的（Stateful PCE）的。
PCC：網絡設備上的一個軟件模塊，PCC向PCE發送路徑計算請求，並從PCE接收路徑計算應答。
PCEP：PCC-PCE、PCE-PCE間通過PCEP協議進行通信，傳遞計算請求和計算結果。
在路徑計算時，可以由PCC發起路徑申請（被動模式），也可以由PCE主動下發路徑（主動模式）。
在PCEP最初的定義中，主要是傳遞LSP路徑信息，隨著Segment Routing協議的發展，PCEP，也進行了相應的擴展，這樣，控製器計算完路徑後，轉換成具體SegmentRouting標簽棧，就可以通過PCEP協議下發給設備，指導設備按標簽棧指定的路徑進行轉發。
通過本係列兩篇文章，目前ADWAN使用的一些關鍵技術，既有核心的指導思想，也有關鍵的運行平台，還有重要的南向接口協議都已經介紹完畢。實際上，這些都是為整個ADWAN服務的，最終目標是為了使ADWAN更加開放、靈活、易用、可靠，同時又能夠兼容傳統網絡，使用戶的網絡能夠平滑遷移到SDN架構上，來快速滿足用戶不斷變化的應用需求。因此，采用具體哪些技術，完全是根據ADWAN的需求來確定，我們相信，隨著ADWAN的發展，還會有一些關鍵技術被我們使用，但最終目的隻有一個，那就是為用戶交付一個真正的應用驅動型的廣域網。
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