SRv6网络编程:开启IP网络
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江苏无锡
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作者李振斌 编
出版社人民邮电出版社
ISBN9787115542076
出版时间2020-08
装帧平装
开本16开
定价178元
货号1202116534
上书时间2024-10-08
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作者简介
李振斌：华为首席协议专家，IETF互联网架构委员会委员。2000年加入华为，曾负责华为IP操作系统VRP和MPLS子系统的架构设计与开发工作。2015—2017年担任SDN架构师，负责控制器的研究、架构设计与开发工作。
目录
第1章SRv6诞生的背景001
1．1互联网发展概述002
1．2AllIP1．0的开始：IP的全面胜利003
1．3AllIP1．0的挑战：IP/MPLS的困局005
1．4AllIP1．0的机遇：SDN与网络编程009
1．5AllIP2．0的钥匙：SRv6016
SRv6设计背后的故事019
本章参考文献021
第2章SRv6的基本原理023
2．1SRv6概述024
2．2网络指令：SRv6Segment025
2．3网络节点：SRv6节点026
2．4网络程序：SRv6扩展报文头028
2．4．1SRv6扩展报文头设计028
2．4．2SRv6扩展报文头TLV030
2．4．3SRv6指令集：Endpoint节点行为032
2．4．4SRv6指令集：源节点行为044
2．4．5SRv6指令集：Flavor附加行为046
2．5网络程序运行：SRv6报文转发049
2．5．1本地SID表049
2．5．2报文转发流程052
2．6SRv6网络编程的优势055
SRv6设计背后的故事060
本章参考文献062
第3章SRv6的基础协议065
3．1IS-IS扩展066
3．1．1IS-ISSRv6协议原理066
3．1．2IS-ISSRv6协议扩展068
3．2OSPFv3扩展075
3．2．1OSPFv3SRv6协议原理075
3．2．2OSPFv3SRv6协议扩展076
SRv6设计背后的故事085
本章参考文献086
第4章SRv6TE089
4．1SR-TE的功能架构090
4．1．1传统MPLSTE的功能架构091
4．1．2集中式SR-TE的功能架构092
4．2BGP-LSforSRv6094
4．2．1BGP-LS概述095
4．2．2BGP-LSSRv6扩展098
4．3PCEPforSRv6107
4．3．1PCE概述107
4．3．2StatefulPCE108
4．3．3PCEPSRv6扩展110
4．4SRv6Policy115
4．4．1SRv6Policy模型116
4．4．2SRv6Policy算路118
4．4．3SRv6Policy引流121
4．4．4SRv6Policy数据转发124
4．4．5SRv6Policy故障检测125
4．4．6SRv6Policy路径切换128
4．5BGPSRv6Policy129
SRv6设计背后的故事136
本章参考文献138
第5章SRv6VPN141
5．1VPN概述142
5．1．1VPN的基本模型142
5．1．2VPN的业务类型143
5．2SRv6VPN的协议扩展147
5．3SRv6L3VPN的工作原理151
5．3．1L3VPNoverSRv6BE的工作原理152
5．3．2L3VPNoverSRv6TE的工作原理154
5．4SRv6EVPN的工作原理157
5．4．1EVPNE-LANoverSRv6的工作原理159
5．4．2EVPNE-LineoverSRv6的工作原理165
5．4．3EVPNL3VPNoverSRv6的工作原理166
5．4．4SRv6EVPN的协议扩展167
SRv6设计背后的故事173
本章参考文献174
第6章SRv6的可靠性177
6．1IPFRR与端到端保护178
6．1．1TI-LFA保护179
6．1．2SRv6Endpoint的故障保护188
6．1．3尾节点保护191
6．2防微环197
6．2．1微环产生的原因197
6．2．2SRv6本地正切防微环198
6．2．3SRv6回切防微环200
6．2．4SRv6远端正切防微环203
SRv6设计背后的故事205
本章参考文献206
第7章SRv6网络的演进209
7．1SRv6网络演进面临的挑战210
7．1．1网络设备支持IPv6210
7．1．2SRv6网络如何兼容现网设备210
7．1．3SRv6网络面临的安全挑战212
7．2SRv6网络的增量部署213
7．2．1SRv6网络的演进路线213
7．2．2SRv6网络的部署流程214
7．2．3SRv6网络的演进实践216
7．3现网设备兼容SRv6网络演进217
7．4SRv6网络安全问题221
7．4．1IPv6的安全措施221
7．4．2源路由的安全措施223
7．4．3SRv6网络的安全解决方案225
SRv6设计背后的故事228
本章参考文献230
第8章SRv6网络的部署231
8．1SRv6网络解决方案232
8．1．1SRv6网络在单自治域网络中的典型部署场景232
8．1．2端到端网络上的应用236
8．2IPv6地址规划241
8．2．1IPv6地址规划的原则241
8．2．2IPv6地址的分配方法243
8．2．3IPv6地址的逐级分配245
8．3SRv6网络设计248
8．3．1SRv6网络基础配置248
8．3．2IGP设计249
8．3．3BGP设计253
8．3．4SRv6BE设计254
8．3．5SRv6TE设计258
8．3．6VPN业务设计262
8．4MPLS网络向SRv6网络演进272
SRv6设计背后的故事274
本章参考文献274
第9章SRv6OAM与随路网络测量277
9．1SRv6OAM278
9．1．1OAM概述278
9．1．2SRv6故障管理280
9．1．3SRv6性能测量285
9．2随路网络测量293
9．2．1随路网络测量概述293
9．2．2随路网络测量模式294
9．2．3IFIT的架构与功能295
9．2．4IFIT的封装模式298
9．2．5SRv6支持的IFIT功能299
SRv6设计背后的故事304
本章参考文献307
第10章SRv6在5G业务中的应用309
10．15G网络的演进310
10．2SRv6在网络切片中的应用313
10．2．15G网络切片313
10．2．2承载网的切片架构316
10．2．3基于SRv6的网络切片318
10．2．4网络切片的扩展性323
10．3SRv6在确定性网络中的应用328
10．3．15G超可靠低时延通信328
10．3．2确定性网络的基本原理329
10．3．3基于SRv6的确定性网络333
10．4SRv6在5G移动网络中的应用337
10．4．15G移动网络的架构337
10．4．2SRv6在5G移动网络中的部署方式338
10．4．3SRv6在5G移动网络中的关键功能340
10．4．45G移动网络的控制平面343
SRv6设计背后的故事343
本章参考文献346
第11章SRv6在云业务中的应用349
11．1SRv6在电信云中的应用350
11．1．1电信云概述350
11．1．2电信云承载网架构352
11．1．3边缘电信云架构356
11．2SRv6在SFC中的应用359
11．2．1SFC概述359
11．2．2基于PBR/NSH的SFC361
11．2．3基于SRv6的SFC365
11．3SRv6在SD-WAN中的应用371
11．3．1SD-WAN概述371
11．3．2基于SRv6的SD-WAN373
SRv6设计背后的故事378
本章参考文献379
第12章SRv6组播/BIERv6381
12．1组播技术和组播业务概述382
12．1．1PIM382
12．1．2MVPN385
12．1．3BIER393
12．2BIER组播技术394
12．2．1BIER的基本概念394
12．2．2BIER的分层架构396
12．2．3BIER的转发原理397
12．2．4BIER的数据平面400
12．2．5BIER的控制平面403
12．2．6基于BIER的MVPN405
12．2．7BIER的技术特点409
12．3BIERv6组播技术410
12．3．1BIERv6的提出411
12．3．2BIERv6的基本原理412
12．3．3BIERv6的控制平面414
12．3．4基于BIERv6的MVPN417
12．3．5基于BIERv6的公网组播419
12．3．6基于BIERv6的跨域组播421
12．3．7BIERv6的技术特点422
12．4其他SRv6组播技术422
SRv6设计背后的故事425
本章参考文献426
第13章SRv6产业的发展与未来431
13．1SRv6产业的发展432
13．1．1SRv6标准的进展432
13．1．2SRv6的相关产品433
13．1．3SRv6的互通测试434
13．1．4SRv6商业部署435
13．1．5SRv6产业活动435
13．2SRv6扩展报文头压缩436
13．2．1SRv6扩展报文头长度的影响436
13．2．2SRv6扩展报文头压缩方案436
13．2．3SRv6扩展报文头压缩方案对比449
13．2．4SRv6扩展报文头压缩研究展望452
13．3应用感知的IPv6网络（APN6）453
13．3．1APN6的产生453
13．3．2APN6的框架456
13．3．3APN6框架的要求457
13．3．4APN6的未来460
13．4从SRv6到IPv6+460
SRv6设计背后的故事461
本章参考文献463
附录AIPv6简介465
A．1IPv6概述465
A．2IPv6地址467
A．3IPv6报文头474
A．4ICMPv6483
A．5PMTU486
A．6ND487
参考文献493
附录BIS-ISTLV介绍495
附录COSPFv3TLV介绍499
缩略语505
后记SRv6之路517
内容摘要
本书以IP网络发展过程中面临的挑战为切入点，详细介绍了SRv6技术的产生背景、设计思路与实现过程，以及SRv6在传统业务与新兴业务中的应用。本书以IP技术的发展历史开篇，重点阐述了MPLS和IPv6在网络发展过程中遇到的问题，帮助读者了解SRv6技术带来的变革以及承载的历史使命。本书还详细阐述了SRv6网络编程的原理，包括SRv6的报文头设计与报文转发过程、IGP/BGP/PCEP等针对SRv6的协议扩展、SRv6如何支持现有的TE/VPN/可靠性需求等；SRv6网络部署，包括现网到SRv6网络的演进路线、SRv6网络的部署过程与运维技术、SRv6支持新兴的5G和云业务；SRv6组播BIERv6技术等。最后，本书对于SRv6的产业现状与未来发展进行了总结与展望。本书是华为公司SRv6专家团队集体研究的成果荟萃，代表SRv6的前沿技术发展方向。本书内容丰富、框架清晰、实用性强，适合网络规划工程师、网络技术支持工程师、网络管理员以及想了解前沿IP网络技术的读者阅读，也适合科研机构、高等院校通信网络相关专业的研究人员参考。
主编推荐
聚焦IP领域的前沿技术
SRv6是下一代IP网络的核心技术，是当前业界研究的热点，也是技术的演进方向，满足5G、物联网、云等新兴业务的发展需求。
呈现SRv6技术全貌
展示5G和云业务领域的技术创新及应用部署，推动核心技术的发展，为5G的商用提供借鉴。
作者团队实力业界领先
华为参与SRv6领域的全部标准创新文稿并完成20多个SRv6网络部署，本书作者均为标准核心贡献人员及产品与解决方案关键研发人员。
媒体评论
SRv6技术拨开了IPv6+创新时代的面纱，它具有如下3个重要特征。
大道至简—SRv6技术基于纯IPv6，带着简化承载网的使命，有望在IPv4、IPv6、MPLS 和SR-MPLS并存的时代运用减法和集中的思路，实现承载层面的很好简化。用SRv6支持VPN、FRR、TE、网络切片和BIERv6，可以实现应用驱动的路径编程，为用户提供差异化的SLA保障，帮助运营者实现从“卖带宽”到“卖服务”的转型。
方兴未艾—SRv6是IETF 近十年来少有的焦点项目，为运营者提供了面向5G和云承载的可编程网络架构，开启了IPv6+网络体系创新的时代。目前，共同推动SRv6项目快速成熟已经得到华为、思科、中国电信、中国移动、中国联通、软银等全球数通产业界知名公司的高度关注，越来越多的网络运营商选择使用SRv6承载解决方案。
厚积薄发—SRv6不是简单的单点技术，而是自成体系的网络架构，涉及具体应用场景时技术会变得更加复杂。很多人在初学SRv6的阶段需要大量摸索，然而这方面系统性的参考资料非常少。为了便于所有想掌握SRv6技术的朋友在学习中少走弯路，华为李振斌的团队将他们在SRv6标准化领域的经验和积累凝结成了这本书。希望这本书的出版能够有助于推动SRv6技术及产业在国内的快速发展。
—推进IPv6规模部署专家委员会秘书长 田辉
SR/SRv6（段路由）技术是近20年来IP网络的重大技术创新。相比传统的MPLS技术，SR/SRv6通过引入源路由技术，简化了网络协议与网元功能，提升了组网灵活性。尤其是SRv6支持网络功能可编程和业务自主定制端到端网络路径，可面向重点业务，向用户提供更加敏捷和开放的网络服务能力，还可以为5G网络切片、云网协同等应用场景提供强有力的技术支撑。本书的作者对SRv6的产生背景、基本原理、协议及演进和部署都做了详尽的介绍和论述，并且有实际的应用案例，对读者深入了解SRv6技术有很大的帮助。
—工信部科技委信息网络技术专家组组长
中国通信标准化协会（CCSA）网络与业务能力技术工作委员会主席
赵慧玲
全球信息化的进程使互联网应用得到了迅速而蓬勃的发展，但其架构的基石是IP/MPLS 协议体系。随着5G、云、泛在智联时代的到来，需要新的IPv6/SRv6协议体系来支持万物互联的世界。在我读过的关于SRv6的网络技术图书中，本书是少有的既系统全面又具有实践指导意义的一本。本书充分阐述了SRv6协议体系，SRv6不仅简化了网络控制平面，方便实现大范围的流量工程，并加速弹性、定制化业务的快速上线。本书在协议体系的可靠性、可演进性方面也进行了充分论述。本书还突出了SRv6网络在大规模部署方面相比于MPLS网络所具有的优势，即在跨域、协议简化、可编程特性、增量部署、适应新应用场景等方面的优势。难能可贵的是，本书给出了诸多实践场景方面的案例和指导，例如在现实网络中，如何完成从传统的IP/MPLS网络向SRv6网络方面的演进，解决了业界关注的痛点。这是一本很棒的书。
—中国电信战略与创新研究院院长 陈运清
随着5G和云时代的到来，丰富的业务应用要求运营商网络具备更强大的可编程能力。此外，随着我国IPv6部署的积极推进，运营商网络全面IPv6化的工作已基本完成。结合IPv6和源路由编程的SRv6技术可以基于IPv6的可达性实现端到端网络编程，为构建端到端的智简网络提供了重要的技术手段。本书前半部分介绍了SRv6的发展历史和技术原理，以及基于SRv6的VPN/TE/FRR等网络特性和部署方案；后半部分分析了SRv6在5G 及云业务中的创新应用，并展望了SRv6产业的发展。本书将协议介绍与应用实践相结合，有助于读者更好地学习和理解SRv6，是一本难得的IP网络新技术专著，特此推荐。
—中国联通网络技术研究院首席科学家 唐雄燕
SRv6 基于IPv6的源地址路由机制构建，简化了网络协议并支持可编程，被认为是IP 承载网新的核心协议之一，将有力促进云网协同和万物互联的发展。本书是一本率先系统性介绍SRv6技术原理和应用场景的专著，从技术发展的历史和业务需求着眼，深入浅出地介绍了SRv6技术，读来让人受益匪浅。除了详述SRv6技术本身以外，本书还介绍了SRv6的应用方案，理论联系实际，是从业者学习SRv6技术的好书。本书作者都是从事SRv6研发工作的资深专家，对SRv6技术有丰富的经验和深刻的见解。主编李振斌是IETF 互联网架构委员会（IAB）委员，长期从事IP研究和标准推动工作，他为SRv6技术发展完善做出了重要贡献。
—中国移动研究院网络与IT技术研究所所长 段晓东
互联网新业务的蓬勃发展、新需求的不断涌现，给网络信息技术的创新变革以及信息基础设施的升级带来了新的挑战。作为全球互联网发展基石的IP网络不断用技术创新和持续演进来应对挑战。当前，以SRv6为主要代表的新型网络技术研究和探索将推动IP网络进入智能新时代，这一理念已在国际范围内形成广泛的产业共识。SRv6原生于IPv6，它在国际标准创制、开源社区建设、商业化产品的支持、现网实践研究试点上都有了一定的成熟积累，结合我国IPv6的大规模商用部署，它将成为支撑网络平滑演进的关键技术之一。本书非常系统而全面地介绍了SRv6的技术演进、技术实践及对产业的助推作用，相信本书将对加速SRv6技术的应用部署和产业发展起到非常良好的指导作用。
—下一代互联网国家工程中心主任、全球IPv6 论坛副主席 刘东
IPv6是下一代互联网的核心技术之一，在可扩展方面具有原生优势，一方面体现在128 bit的海量地址空间，另一方面体现在扩展报文头所提供的自定义能力。SRv6技术充分拓展了IPv6路由扩展报文头，在现有IPv6框架下提供了更加通用的网络可编程能力，是IP承载网络向简约化、智能化发展的重要使能性技术之一。本书对SRv6技术进行了系统深入的介绍，体现了华为公司及作者所在团队在数据通信领域深厚的技术功底，值得从业者深入学习研究。
云网融合正在走向3.0时代，未来网络将从传统的“以网络资源为中心”转变为“以应用服务为中心”，从“通用不可控”转变为“按需可定制”，这要求SRv6技术与软件定义网络、网络切片等技术进行充分融合，为应用服务提供真正意义上的网络定制化能力。本书中所提到的APN6以及IPv6+等新型概念，与服务定制思想深度契合，值得未来业界各方共同深度挖掘。
—北京邮电大学教授、博士生导师 黄韬
SRv6可能是近15年来在运营商级、大规模、可运营的网络技术中最重要的网络技术之一。这些年网络技术的进步还包括VXLAN技术在数据中心的应用、SDN思想的提出等。随着5G、云和物联网的发展，数字经济时代的步伐越来越快，SRv6良好的可扩展性和网络可编程能力适合上述业务的发展需求，为满足严苛的服务需求提供了重要基础能力；基于SDN思想的SRv6所有渠道跨域解决方案，提供了所有渠道端到端统一承载、统一调度的能力；SRv6不但为TE、VPN和FRR提供了良好的支持，而且它的平滑演进能力以及对现网的兼容性，有助于网络运营商顺利高效地部署。本书内容翔实，逻辑清晰，无论是技术原理还是网络应用，都讲解得非常细致，是学习SRv6技术的参考书和
工具书。
—天融信高级副总裁 杨斌
SR/SRv6作为目前方兴未艾的网络技术之一，以其与生俱来的SDN属性，备受大型互联网公司、云厂商、运营商以及网络设备商的青睐，并由多家大型互联网公司以及运营商部署落地，以简化其庞大而又复杂的网络基础设施，解决超大规模网络带来的运营挑战，提升网络的灵活扩展能力。华为作为领先的网络设备厂商之一，具有丰富的SR/SRv6产品解决方案部署的经验。本书从SRv6标准制定者以及SRv6产品研发亲历者的角度，结合翔实的案例，深入浅出地阐述了SRv6产生的背景、原理以及规划设计，是一本值得期待的好书，可以用来系统学习SRv6技术、研究SRv6应用。
—IP 网络架构师、技术专家 邵华
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