Page 386 - 《软件学报》2026年第1期

马东超 等: SRv6 技术在数据转发平面的应用与挑战综述 383

习实现分布式的路由策略优化. 每个智能体负责感知局部链路状态, 并根据全局回报函数动态调整数据包的转发
路径, 将流量分担至负载较轻的链路. 在仿真实验中, SR-LILLC 表现出显著的性能改善和动态自适应能力, 但其在
实际大规模网络中的部署复杂性和计算开销仍需进一步评估.
为了更好地满足不同应用的服务质量需求. 文献 [21] 提出了 NetworkAPI 允许应用通过扩展的 SRv6 网络编
程接口直接向网络表达服务质量需求. 文献 [22] 提出了 SNAPS 网络增强 Pub/Sub 架构. SNAPS 利用 SRv6 的网
络可编程特性, 构建了跨多个管理域的高效共享数据分发树. 这些框架充分利用了 SRv6 转发语义的灵活性, 使应
用能够精细控制流量的端到端转发路径, 显著提升了应用性能和网络资源利用率. 然而, 这些方案可能增加网络管
理的复杂性, 且在大规模异构网络中的实际效果还需进一步验证. SRv6 技术在一些特殊网络场景中也展现出了独
特的优势, 文献 [23] 重点探讨了 SRv6 在战术通信网络流量优化中的价值, 战术网络面临频繁的拓扑变化和链路
中断等挑战, 对数据传输可靠性提出了极高要求. TactSR 系统利用 SRv6 编程特性, 通过控制平面预先计算备份路
径, 并将流量导向更稳定的链路, 最大限度降低因链路故障导致的关键数据丢失. 此外, TactSR 还融合加权最短路
径等智能路由算法, 进一步提升了网络资源利用效率和业务生存性.
内容分发网络 (content delivery network, CDN) 的优化是一个备受关注的研究方向. 对于内容提供商而言, 如
何选择最优的出站路径将内容分发到多个自治域至关重要, 直接影响最终用户的服务质量. 针对这一问题, 文献 [24]
利用 SRv6 提出了面向 CDN 的细粒度链路探测方案. 在该方案中, 内容提供商通过将待评估的出口路径编码至
SRv6 的 Segment List, 将探测数据包引导至目标出口节点, 同时在数据包中携带各种性能评估参数. 通过主动探测
和被动反馈相结合, 该方案可精准评估各备选路径的服务质量, 从而指导内容提供商做出最优选路决策.
时间敏感确定性网络 (time-sensitive deterministic networking, TSDN) 因其低时延、高可靠等特性, 在工业自
动化、智慧电网等领域有广泛应用前景. 然而, 现有研究主要聚焦局域网场景, 而忽视了端到端服务质量保障. 为
突破这一局限, 文献 [25] 提出了 C-TSDN 端到端确定性网络新架构, 融合 SRv6、网络切片等 SDN 使能技术, 打
造全新的可编程控制平面. 利用 SRv6 实现关键业务的精细化调度, 利用切片实现业务隔离, 利用集中控制优化端
到端资源配置. C-TSDN 在端到端服务质量保障的同时, 极大提升了网络效率, 拓展了 TSDN 的应用边界.
在传统多播优化方面, SRv6 同样带来了创新思路. 传统 IP 多播面临组管理复杂、网络状态过重等诸多困境,
难以匹配新兴多播业务的性能需求. 文献 [26] 提出了源特定多播 (source-specific multicast, SSM) 新机制. 该机制
将“端-组-端”语义引入多播, 并设计了数据包级控制模式, 通过 SRv6 路径编程使源端直接管控关键组播分发策略.
在灵活性与高效性之间取得了良好平衡.
随着网络规模的不断扩大, 跨域资源调度和优化成为一个重要挑战. 文献 [27] 针对该挑战, 设计了 SMA 多域
协同优化架构. SMA 的一大创新点在于其分层异构的控制器部署. 在每个管理域内, SMA 利用 SRv6 转发机制构
建了多个本地控制器, 负责域内路径编排和故障检测. 在域间层面, SMA 又引入一个全局控制器, 负责跨域资源的
统一调度优化. 实验表明, 当 30% 节点部署 SMA 控制器时, 网络中已有近 80% 的流量实现 SRv6 调度, 最大链路
利用率也得到显著控制.
除此之外, SRv6 技术在全球范围内得到了越来越多电信运营商和设备厂商的关注. 国内如中国电信、中国联
通与华为、中兴等厂商紧密合作 [28] , 在北京、上海等重点地区部署了 SRv6 试验网, 探索 SRv6 在 5G 承载、网络
切片等关键场景中的应用. 力争通过 SRv6 实现网络资源的灵活调度和精细化管理, 大幅提升网络性能和运营效
率. 在国外, 日本电信运营 KDDI 与思科开展了 SRv6 技术验证试验 [29] , 探索利用 SRv6 简化网络架构, 提高网络灵
活性和可编程性. 通过将众多网络功能融合到 SRv6 的转发平面, KDDI 希望打造一张敏捷、高效的智能网络.
SRv6 技术以其可编程性和精确路径控制为特征, 显著提升了网络性能优化的广度和深度. 它在降低端到端延
迟、优化链路负载均衡、集成应用语义和增强传输可靠性等方面取得了显著进展. 然而, 性能改善往往伴随着资
源开销的增加. SRv6 通过在 IPv6 扩展头中引入 SRH 来承载路径信息, 这不可避免地增加了数据平面的处理复杂
度. 在细粒度流量调度场景中, 可编程路径虽然提供了灵活性, 但也可能导致额外的数据包解析开销. 因此, 在转发
性能和资源利用之间寻求最优平衡成为一个关键挑战.
此外, SRv6 的规模商用仍面临诸多现实部署挑战. 它对网络设备转发性能提出了更高要求, 意味着运营商需