📚 课程目录第4章 IGP 扩展与 SR 信息分发

4. IGP 扩展与 SR 信息分发

Segment Routing 的控制平面并不依赖新的路由协议，而是把 SID 信息“寄生”在既有 IGP 的扩展字段中随链路状态泛洪。理解 IS-IS 与 OSPF 各自的 SR 扩展载体、Prefix-SID 与 Adj-SID 的通告方式，以及 SRGB 在全域一致性的约束，是设计 IGP SR 部署参数的核心。本节先厘清两类协议承载 SR 信息的结构差异，再落到 Prefix-SID、Adj-SID 与 SRGB 的具体参数设计。

一、IS-IS 的 SR 扩展：TLV 承载

IS-IS 通过新增 TLV（Type-Length-Value）承载 SR 信息，主要涉及以下三类：

SR Capability TLV（类型 103）：携带本节点的 SRGB 范围（多个 SID/Label Range 子 TLV），以及可选的算法标识（如 SPF 算法 0、严格 SPF 算法 1）。
Prefix-SID Sub-TLV（类型 2）：作为 TLV 135/235/236/237 的子 TLV，为某个前缀通告 Prefix-SID，包含 Flags、Algorithm、SID/Label 字段。
Adj-SID Sub-TLV（类型 31）：作为 TLV 22/222 的子 TLV，为某条邻接链路通告 Adj-SID，包含 Flags、Weight、SID/Label 字段。

IS-IS 的 SR 扩展天然与链路状态泛洪绑定：只要节点在 LSP 中携带 SR Capability TLV，其 SRGB 就随 LSP 泛洪到整个 Level 区域。Prefix-SID 与 Adj-SID 分别挂在可达性 TLV 与邻接 TLV 上，因此它们的传播范围与对应前缀、邻接的传播范围一致。

二、OSPF 的 SR 扩展：Opaque LSA 承载

OSPFv2 通过 Opaque LSA（类型 9/10/11）承载 SR 信息，OSPFv3 则使用扩展的 Router Information LSA 与 E-Router-LSA。关键载体包括：

Router Information Opaque LSA（类型 4）：携带 SRGB 与算法信息，作用域为 Area 或 AS。
Extended Prefix Opaque LSA（类型 7）：携带 Prefix-SID，作用域为 Area。
Extended Link Opaque LSA（类型 8）：携带 Adj-SID，作用域为 Area。

与 IS-IS 不同，OSPF 的 SR 信息作用域由 Opaque LSA 的类型决定：类型 10（Area 作用域）只在区域内泛洪，类型 11（AS 作用域）在全域泛洪。这意味着 OSPF 中 SRGB 的传播范围需要显式选择，而 IS-IS 中 SRGB 随 LSP 自然泛洪到 Level 区域。设计时必须注意这一差异，否则可能出现“区域内 SRGB 一致、跨区域不一致”的隐蔽问题。

三、Prefix-SID 与 Adj-SID 的通告语义

Prefix-SID 是绑定到 IGP 前缀的 SID，用于指导节点沿最短路径转发到该前缀。它有两种关键标志位：

N 标志（Node-SID）：置位时表示该 Prefix-SID 是节点 SID，对应前缀为 /32 或 /128 主机路由，用于标识节点本身。
R 标志（Re-advertisement）：置位时表示该 Prefix-SID 从其他协议重通告而来，接收节点不应将其用于本地转发。

Prefix-SID 的 SID/Label 字段有两种编码方式：索引（Index）与绝对标签值。使用索引时，实际标签 = SRGB 起始值 + Index，因此要求全域 SRGB 一致；使用绝对标签值时，标签值直接写入，不依赖 SRGB，但灵活性较差。工程上推荐使用索引方式，便于统一规划。

Adj-SID 绑定到邻接链路，用于显式指定出接口。其关键标志位包括：

F 标志（Address-Family）：标识该 Adj-SID 对应的地址族（IPv4/IPv6）。
B 标志（Backup）：标识该 Adj-SID 是否为备份邻接的 SID。
V 标志（Value）：标识 SID/Label 字段是索引还是绝对标签值。
L 标志（Local）：标识该 Adj-SID 是否仅本地有效。

Adj-SID 的 Weight 字段用于在等价多路径场景下调整流量分配权重，默认值为 0，表示按等价路径均分。

四、SRGB 一致性要求

SRGB（Segment Routing Global Block）是节点为 Prefix-SID 预留的本地标签空间。当 Prefix-SID 使用索引编码时，实际标签 = SRGB 起始值 + Index。这意味着：如果两个节点的 SRGB 起始值不同，同一个 Index 在它们上会映射为不同的标签值，导致转发面标签不匹配。

因此，SRGB 一致性要求包含两个层面：

同一 SR 域内所有节点 SRGB 起始值必须一致。例如统一使用 16000 作为起始值，范围 16000–23999。
SRGB 范围必须足够大，至少覆盖所有需要分配 Index 的前缀数量。若域内有 500 个节点需要 Node-SID，则 SRGB 至少需要 500 个标签，建议预留 8000 以上以应对增长。

注意：IS-IS 中 SRGB 随 LSP 泛洪到 Level 区域，若 Level-1 与 Level-2 使用不同 SRGB，跨 Level 的 Prefix-SID 索引映射会出错。OSPF 中若 Router Info LSA 使用 Area 作用域，跨区域时同样需要保证 SRGB 一致。设计时应将 SRGB 作为全域统一参数下发。

五、部署参数设计示例

以下给出一个可参考的 IGP SR 部署参数设计，适用于单域 200 节点规模的中型网络：

参数	IS-IS 配置项	OSPF 配置项	推荐值
SRGB 起始值	segment-routing global-block	segment-routing global-block	16000
SRGB 范围	同上	同上	16000–23999（8000 个）
Prefix-SID 编码	index	index	使用 Index，便于统一规划
Node-SID 分配	每节点 Loopback /32	每节点 Loopback /32	Index = 节点编号，如 1–200
Adj-SID 分配	动态或显式	动态或显式	动态分配，范围 24000 以上
算法	SPF（0）	SPF（0）	默认算法 0

以 IS-IS 为例，关键配置片段如下：

router isis 1
 segment-routing mpls
  global-block 16000 23999
  connected-prefix-sid-map
   address-family ipv4
    10.0.0.1/32 index 1
    10.0.0.2/32 index 2
   !
  !
 !
!

配置完成后，可通过以下命令验证 SR 信息是否正确泛洪：

show isis segment-routing prefix-sid
show isis segment-routing adjacency-sid
show isis segment-routing global-block

预期输出中，每个节点的 Loopback 前缀应显示对应的 Index 与计算出的标签值（16000 + Index）。若发现某节点 SRGB 起始值不一致，或 Prefix-SID 未出现在 LSDB 中，应检查 SR Capability TLV 是否已正确泛洪、SRGB 配置是否全域统一。

设计建议：在部署前先规划一张 SRGB 与 Index 分配表，明确每个节点的 Node-SID Index、SRGB 起始值与范围。对于多区域 OSPF 场景，建议将 Router Info LSA 配置为 AS 作用域（类型 11），确保 SRGB 跨区域一致。

总结来看，IS-IS 与 OSPF 的 SR 扩展在承载结构上不同，但核心逻辑一致：SRGB 定义标签空间，Prefix-SID 与 Adj-SID 定义转发语义。设计 IGP SR 部署参数时，首要任务是统一 SRGB 起始值与范围，其次规划 Prefix-SID 的 Index 分配，最后根据网络规模决定 Adj-SID 的分配方式。只有这三者协同一致，SR 转发面才能正确建立标签映射并完成端到端转发。