OpenFlow作为最主要的SDN协议，希望以一种全新转发协议颠覆现有以IP、MPLS网络架构。但是，这种激进的演进方式没有得到设备厂家及电信运营商的支持，通过对现有网络协议进行扩展和优化，推动现有网络平滑演进，实现网络开放的目标才是更加可行的选择。
Segment Routing就是这样的背景下，由IETF推动的支持SDN架构的新型路由转发协议。目前，Segment Routing还处于草案阶段，但是已经形成了完整的体系架构，并得到了大部分设备厂家的支持。
1. Segment Rouging 介绍
Segment Routing 是一种源路由机制，用于优化IP，MPLS的网络能力。可以使网络获得更佳的可扩展性，并以更加简单的方式提供TE、FRR、MPLS VPN等功能。在未来的SDN网络架构中，Segment Routing将为网络提供和上层应用快速交互的能力。
2. Segment Rouging 工作原理
和MPLS的网络类似，SegmentRouting也是以标签交换为基础的。但是和MPLS网络需要依靠LDP，RSVP等外部协议实现标签的分发、TE等功能不同，Segment Routing只是对现有的IGP协议进行简单的扩展，就可以实现TE、FRR、MPLS VPN等功能。
在Segment Routing的网络中，通过Segment表示网络前缀。在当前的Segment Routing草案中，定义了两种Segment：Nodal Segment和AdjacencySegment。
Nodal Segment是全局标签，每一个节点都会分配全局唯一的Nodal Segment，通常使用Loopback接口的地址。
Adjacency Segment是本地标签，在本地有效，用于表示特定的SR节点。（不需要全局唯一）
图1 拓扑图
在图1所示的拓扑中，我们假定所有的路由器都启用了IS-IS或者OSPF协议，链路都有相同的metric。每一个SR节点的都有自己的Nodal Segment，并通过IGP协议通告其他节点。一个SR节点，通过IS-IS或者OSPF协议，可以自动建立起表示到其它SR节点最短转发路径的一组segments（类似MPLS标签栈）。Adjacency Segment则和通往某一邻接设备的下一跳节点相关联：
(1)每一个节点都会将loopback地址作为自己全局标签（Nodal Segment），其他SR数据层面的节点都会接收这一信息。在图1中，节点B的Nodal Segment是70，节点S和R就使用70来计算到达B的路径。
(2)在图1中，F为B-F之间的链路分配了Adjacency Segment10000（本地有效），并通过IGP通告出去。
我们可以这样理解Nodal Segment和Adjacency Segment。管理者给网络分配了一个Segment地址块，我们从这个地址块中为每一个SR节点分配Nodal Segment，以保证其全局唯一性。而Adjacency Segment是在这个地址块之外的，由每个节点自行分配的。
通过上述的示例，我们可以看到：通过将Nodal Segment和路由前缀相关联，我们可以通过最短路径到达任意节点，而转发路径是一条还是等价多路径负载分担，则取决于网络的IGP拓扑。
3.Segment Rouging 示例
我们通过两个具体的示例来看SegmentRouging的工作原理：
示例1（图2）：节点R通告自己的Nodal Segment 70 给多有的节点。如果S要到达R, 使用 Segment 70进行选路(源路由)，Segment 70代表的转发路径集成了IGP协议的ECMP属性。在图2所示的报文转发过程总，S为报文标记了Segments 列表{70}，在节B和D，因为R是他们的直连节点，Segment 70将从列表中弹出，然后按照IGP转发路径把报文发给R。
图2 示例1
示例2（图3）：通过使用AdjacencySegment(Fig. 3)，可以引导流量经过特定的节点和端口。在图3所示的网络拓扑中，如果S希望通过B和D之间的链路到达R，那么我们在转发路径的源节点使用{ 71, 10000, 70 }的Segments列表。首先S通过IGP路由把报文发给71所代表的B节点。当报文到达A节点时，因为B是A节点的下一跳，所以A节点会将71弹出，然后将报文发给B。B节点会根据adj. segment将报文发给D，然后D使用IGP路径把报文转发到R。
图3 示例2
Segment Routing定义的Segment为32bit，在MPLS的环境中，使用最右侧的20Bit最为标签值，MPLS标签栈代表了Segments列表。Segment Routing可以转发IPv4/IPv6报文，并可以和LDP、RSVP等协议共同控制网络。
4.Segment Rouging应用场景
(1)提供快速重路由保护：SR可以在独立提供FRR保护，而不需要依靠RSVP协议（传统的MPLS TE需要部署RSVP协议）。
(2)实施流量工程（Traffic Engineering）,可以依据带宽、时延等网络参数，主流的定义基于CoS的服务策略。
(3)应用于SDN网络架构：一个可编程的开放网络，应该是易操作的、可扩展的。和LDP、RSVP等协议相比，Segment Routing在易操作和扩展性方面有明显的优势。
来源：中国移动设计院技术通讯