SRv6とは¶

Read in English · Leer en español

**SRv6（Segment Routing over IPv6）**は、セグメントと呼ばれる命令の順序付きリストをIPv6パケット自体に書き込み、トラフィックの経路と処理をプログラムする技術です。各命令は128ビットのIPv6アドレス（SID）で表されます。ルーターはパケットの宛先アドレスに入っている命令を実行し、次の命令に置き換えます。そのため、経路制御、VPN、高速迂回（Fast Reroute）を、コアでのフローごとの状態保持なしに、LDPやRSVP-TE、MPLSデータプレーンを使わずに実現できます。SRv6はIETF標準（RFC 8402、RFC 8754、RFC 8986）であり、通常のIPv6転送の上に成り立っています。

SRv6の概要¶

IPv6 Segment Routing、Segment Routing v6、SRv6は同じ技術¶

SRv6はIPv6 Segment Routing、Segment Routing v6、SR v6と呼ばれることもありますが、いずれも同じIETFの技術を指しています。Segment Routingには2つのデータプレーンがあります。

「v6」はデータプレーンのIPバージョンを表しており、Segment Routingの第6版という意味ではありません。IS-IS/OSPFv3の拡張、Flex-Algo、TI-LFA、SR Policyといったコントロールプレーンの機能は両者で共通です。そのため、ベンダーのドキュメントでは両方が1つの「Segment Routing」ガイドにまとめられていることがよくあります。

SRv6が生まれた理由¶

従来のMPLSによるサービスプロバイダーネットワークでは、「選んだ経路でパケットを運び、正しいVPNに届ける」という本来1つの仕事のために、4〜5種類のプロトコルを動かしています。

プロトコルが1つ増えるたびに、状態、設定、障害の要因も増えます。最も負担が大きいのはRSVP-TEです。N台のエッジルーター間をフルメッシュのトンネルで結ぶと、トンネル数はおよそN²本になり、中継ルーターは自分を通るすべてのトンネルの状態を保持しなければなりません。さらに、MPLSはドメインの境界で途切れます。データセンター、サーバー、多くのアクセス網は素のIPで動いているため、境界ごとにVXLAN、GRE、inter-ASオプションなどでサービスをつなぎ合わせる必要があります。

Segment Routingはソースルーティングによって状態の問題を解決しました。ヘッドエンドが経路をパケットに書き込み、コアは経路ごとの状態を持ちません。ただしSR-MPLSでは依然としてすべての区間でMPLSが必要です。SRv6はさらに一歩進め、命令をIPv6アドレスとして表現します。その結果、次のことが可能になります。

• エンドツーエンドで単一のデータプレーン。 WAN、メトロ、データセンター、さらにはLinuxホストまで、同じカプセル化で通せます。IPv4トラフィックはペイロードとして運ばれます。
• サービスがアドレスに入る。 SRv6のSIDは「デカプセル化してVRF Blueで検索する」といった意味を持てるため、VPNに別のラベルは要りません。
• Locatorを集約できる。 通常のIPv6プレフィックスと同じように集約できるため、複数エリア・複数ドメインの大規模ネットワークでもスケールしやすくなります。
• ネットワークをプログラムできる。 事業者やアプリケーションが命令を組み合わせて「ネットワークプログラム」を作れます（RFC 8986）。

SRv6の仕組み：構成要素¶

セグメントとSID¶

セグメントは1つの命令です。SRv6では、各セグメントをSID（Segment Identifier）で識別します。SIDはIPv6アドレスと同じ形式で書く128ビットの値で、RFC 8986はこれを3つの部分に分けています。

各フィールドの長さは事業者が決めます。固定されているのは合計128ビットという点だけです。ルーターは自分のLocatorを通常のIPv6プレフィックスとしてIGPで広告します。各ルーターは自分のSIDをローカルのテーブル（RFC 8986の「My SID table」）で管理します。SIDはインターフェースアドレスではありません。また、RFC 9602によって5f00::/16が予約され、SIDを見分けやすく、フィルタリングしやすくなりました。詳しくはSIDの構造を参照してください。

アクティブなセグメントは宛先アドレスにある¶

これがSRv6の最も重要なポイントです。**IPv6の宛先アドレス（DA）には、常にアクティブなSID、つまり次に実行する命令が入っています。**そのSIDを持っていないルーターは、パケットを通常のIPv6パケットとしてルーティングします。SIDを持つルーターはFunctionを実行し、次のSIDをDAに書き込んで、再びパケットを転送します。

そのため、命令が1つだけのプログラムには追加のヘッダーがまったく要りません。DAにSIDが1つあれば十分です。2台のPE間のVPNトラフィックは、多くの場合まさにこの形になります。

Segment Routing Header（SRH）¶

経路に2つ以上のSIDが必要な場合、残りのSIDはSegment Routing Headerで運ばれます。SRHはIPv6のルーティング拡張ヘッダー（Next Header 43、Routing Type 4）で、RFC 8754で定義されています。

 0                   1                   2                   3
 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|  Next Header  |  Hdr Ext Len  | Routing Type=4| Segments Left |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|  Last Entry   |    Flags      |              Tag              |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|        Segment List[0]  (last SID of the path, 128 bits)      |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                              ...                              |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|        Segment List[n]  (first SID of the path, 128 bits)     |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|              Optional TLVs (e.g. HMAC, padding)               |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

カプセル化したトラフィックのオーバーヘッドは、外側IPv6ヘッダーの40バイト、SRHの固定部分8バイト、リスト内のSID 1つにつき16バイトです。ただし、実際のSRHはこれより小さいか、まったくないことも多くあります。

• H.Encaps.Red（Reduced Encapsulation）は、最初のSIDがすでにDAに入っているため、それをSRHから省きます。SIDが1つだけならSRH自体がなくなります。
• uSIDは1つのアドレスに複数の命令を詰め込むため、多くの経路でSRHが不要になります。後述を参照してください。

すべてのフィールドとPSP/USP/USDフレーバーについてはSRHとパケットウォークで解説しています。

3つの役割：送信元、トランジット、エンドポイント¶

トランジットノードにはIPv6以外何も求められないため、SRv6はSRv6をまったく知らないネットワーク区間も通過できます。これは実運用上、MPLSとの大きな違いです。

ネットワークプログラミング：命令としてのSID¶

RFC 8986は、SIDが何をできるかを定義しています。Segment Listは小さなプログラムであり、各SIDはその中の1つの命令です。

その後のRFCでは、圧縮SID（RFC 9800）、モバイルユーザープレーン（RFC 9433）、マルチキャストのレプリケーション（RFC 9524）向けのビヘイビアも追加されています。全一覧はNetwork Programming（英語）を参照してください。

コントロールプレーン：ヘッドエンドはどのSIDを使うかをどう知るのか¶

SRv6には独自のシグナリングプロトコルがありません。必要な情報は既存のプロトコルが運びます。

• IS-IS / OSPFv3は、各ノードのLocatorとEnd/End.XのSIDを広告します（RFC 9352、RFC 9513）。Flex-Algoを使うと、Locatorごとに制約付きの独自トポロジーを持たせられます。
• BGPは、VPNやEVPNの経路と一緒にサービスSIDを広告します（RFC 9252）。最もシンプルな**SRv6 BE（ベストエフォート）**では、PEが対向PEのサービスSIDをDAに入れるだけで、あとはIGPの最短経路が運びます。
• SR Policy（RFC 9256）は、SRv6 TE用の明示的なSIDリストを定義します。コントローラーはBGP-LS（RFC 9514）で得たトポロジーをもとに、BGP（RFC 9830）やPCEP（RFC 9603）でポリシーを配布できます。トラフィックはColorによってポリシーに振り分けられます。

SRv6パケットの転送をホップごとに追う¶

完全な例を見てみましょう。L3VPNのパケットを、トラフィックエンジニアリングでP3経由の経路に流します。たとえばP3が低遅延の経路上にある場合です。

• PE1（ヘッドエンド）は、VRF Blueの10.2.2.0/24がPE5の配下にあり、サービスSIDが5f00:0:5:100::（End.DT4）であることをBGPで学習しています。
• PE1のSR Policyは、PE5へはP3を経由するよう指定しています。P3のEnd SIDは5f00:0:3:1::です。
• P2とP4はトランジットルーターです。IS-ISで学習したLocatorプレフィックス5f00:0:3::/48と5f00:0:5::/48しか知りません。

sequenceDiagram
    participant PE1 as PE1 ヘッドエンド
    participant P2 as P2 トランジット
    participant P3 as P3 End
    participant P4 as P4 トランジット
    participant PE5 as PE5 End.DT4
    Note over PE1: VRF Blueの<br/>10.2.2.2宛てIPv4<br/>H.Encaps<br/>DA = 5f00:0:3:1::<br/>SL = 1
    PE1->>P2: IPv6 + SRH + IPv4
    Note over P2: ローカルSIDではない<br/>IPv6検索<br/>5f00:0:3::/48
    P2->>P3: そのまま転送
    Note over P3: ローカルのEnd SID<br/>SL 1 → 0<br/>DA = 5f00:0:5:100::
    P3->>P4: IPv6 + SRH + IPv4
    Note over P4: ローカルSIDではない<br/>IPv6検索<br/>5f00:0:5::/48
    P4->>PE5: そのまま転送
    Note over PE5: ローカルのEnd.DT4 SID<br/>IPv6 + SRHを除去<br/>10.2.2.2を<br/>VRF Blueで検索

PE1が組み立てるパケットは次のとおりです。

外側IPv6   SA = 2001:db8::1 (PE1)   DA = 5f00:0:3:1::   Next Header = 43
SRH        Routing Type = 4   Segments Left = 1   Last Entry = 1
           Segment List[0] = 5f00:0:5:100::   (PE5: End.DT4, VRF Blue)
           Segment List[1] = 5f00:0:3:1::     (P3: End)
内側IPv4   10.1.1.1 → 10.2.2.2
ペイロード

uSID：SIDを圧縮したSRv6¶

初期のSRv6はオーバーヘッドの大きさを批判されました。SID 1つにつき16バイトは長いTE経路ではすぐに膨らみますし、一部のハードウェアは少数のSIDしか付加できません。この問題を解決するのが**マイクロSID（uSID）**です。uSIDはRFC 9800のNEXT-C-SIDフレーバーにあたり、同RFCではREPLACE-C-SIDフレーバー（G-SRv6）も定義されています。

一般的なF3216形式では、1つの128ビットアドレスに32ビットのuSIDブロックと、最大6個の16ビットのマイクロ命令が入ります。

fcbb:bb00 : 0003 : 0005 : e004 : 0000 : 0000 : 0000
 ブロック    P3     PE5    PE5のVRFデカプセル   コンテナの終端

各ノードは自分のuSIDを消費し、残りのアドレスを左にシフトしてから、新しいDAで転送します。トランジットノードは引き続き通常のIPv6検索を行うだけです。楽天モバイル、Swisscom、Bell Canada、Telefônica VIVO、Rijkswaterstaatなど最近の導入事例ではuSIDが使われており、典型的なVPN over TEの経路はIPv6ヘッダーだけに収まります。

→ オーバーヘッドの比較表を含む詳しい解説はuSIDを参照してください。

SRv6とIPv6の違い¶

SRv6は新しいIPバージョンでも、IPv6の代替でもありません。IPv6の使い方の1つです。アドレスに「命令」という第2の意味を持たせ、Routing Type 4のルーティングヘッダーでそのリストを運びます。

SRv6とMPLS・SR-MPLSの違い¶

SRv6は、固定ヘッダーが大きくなる代わりに、どこでも同じデータプレーンを使え、LDPとRSVP-TEが不要になります。使い分けの指針を含む詳しい比較はSRv6 vs SR-MPLS、移行方法はInterworking & Migration（英語）を参照してください。

SRv6の用途¶

SRv6の導入事例¶

SRv6は2019年から商用サービスで使われており、次のような組織が導入しています。

• 通信事業者： ソフトバンク、楽天モバイル、China Mobile、Reliance Jio、Bell Canada、Swisscom、Iliad、Telefônica VIVO（ブラジル）、そしてすべてのドメインをSRv6に移行中のVerizonなど。
• クラウド・AIネットワーク： Microsoft（AIデータセンターFairwater）、OpenAI（10万GPU超のクラスターで使うMRC）、Meta（バックボーンのTE）、Google（AIファブリックVirgo）、Alibaba Cloud、Nebius。
• 公共部門： オランダのRijkswaterstaat。国のバックボーンをMPLSからSRv6 uSIDに移行しました。

各事例と元の発表へのリンクはReal-World Deployments（英語）にまとめています。実装には、Cisco IOS XR / IOS XE、Juniper Junos、Nokia SR OS、Arista EOS、Huawei、Linuxカーネル、FRRouting、VPP、SONiCなどがあります。Implementations（英語）を参照してください。

簡単な歴史¶

知っておくべきトレードオフ¶

SRv6にもコストはあります。公平に評価するには、次の点を押さえておく必要があります。

• MTU： カプセル化で最低40バイト、SRHがあればさらに増えます。コアのリンクはエッジより大きなMTUが必要なので、事前に設計しておきましょう（Performance & Scaling、英語）。
• ハードウェアのSID数の上限： ASICが付加・処理できるSIDの数には限りがあります。uSIDでこの制約はほぼ解消されるため、使う機器がuSIDに対応しているか確認してください。
• 負荷分散： コアルーターは外側IPv6ヘッダーでハッシュを計算するため、ECMPを機能させるにはヘッドエンドが内側パケットからフローラベルを設定する必要があります。
• セキュリティ境界： MPLSと同様、SRv6は自ドメインを信頼する前提で動きます。境界でのフィルタリングは必須です（よくある質問とSecurity（英語）を参照）。
• 運用： SIDはIPv6アドレスなので、pingやtracerouteがそのまま使えます（RFC 9259）。ただし、監視ツールの中にはまだMPLSを前提にしているものもあります。OAM & Troubleshooting（英語）を参照してください。

SRv6を試すには¶

SRv6はノートPCでも動かせます。LinuxカーネルにはSRv6がネイティブに実装されています。

# ヘッドエンド：10.2.2.0/24 を P3 の End SID、PE5 の End.DT4 SID の順に通す
ip route add 10.2.2.0/24 vrf blue encap seg6 mode encap \
  segs 5f00:0:3:1::,5f00:0:5:100:: dev eth0

# P3：End SID を設定
ip -6 route add 5f00:0:3:1::/128 encap seg6local action End dev eth0

# 出口の PE5：End.DT4 SID を VRF blue に関連付け（net.vrf.strict_mode=1 が必要）
ip -6 route add 5f00:0:5:100::/128 encap seg6local \
  action End.DT4 vrftable 100 dev blue

iproute2には経路の順番どおりにセグメントを指定すれば、逆順のSRHを自動で組み立ててくれます。そのまま動く環境は次のページにあります（いずれも英語）。

• SRv6 on Linux：カーネルバージョンごとの対応状況と、検証済みの2ネームスペース構成のラボ
• netlab：マルチベンダーのSRv6トポロジーを数分で構築
• Containerlab、GNS3：自分でラボを組む
• すべてのラボ

よくある質問¶

ネットワークにおけるSRv6とは何ですか？¶

SRv6（Segment Routing over IPv6）は、入口のルーターがIPv6パケットに命令のリストを書き込むソースルーティング技術です。各命令はSIDと呼ばれる128ビットのIPv6アドレスです。ルーターは宛先アドレスにあるSIDを実行し、パケットを次のSIDへ転送します。これにより事業者は、MPLS、LDP、RSVP-TEを使わずに、通常のIPv6ネットワーク上でトラフィックエンジニアリング、VPN、高速迂回を実現できます。

SRv6はどのように動作しますか？¶

ヘッドエンドのルーターが、宛先アドレスを最初のSIDにした外側IPv6ヘッダーでパケットをカプセル化します。経路に複数のSIDがある場合、残りはSegment Routing Headerに入ります。トランジットルーターは、通常のIPv6パケットと同じようにそのアドレスで転送します。SIDを持つルーターはそのFunctionを実行します。次のSIDに進む、特定のリンクから送出する、VPNにデカプセル化する、といった処理です。これを最後のSIDまで繰り返します。

IPv6とSRv6の違いは何ですか？¶

IPv6はインターネットプロトコルそのものです。SRv6はIPv6の使い方の1つで、アドレスを命令としても扱い、IPv6のルーティング拡張ヘッダー（SRH、Routing Type 4）でその命令のリストを運べるようにしたものです。SRv6パケットはすべて正しいIPv6パケットであり、経路の途中のルーターは通常のIPv6転送ができれば十分です。SRv6への対応が必要なのは、SIDを付加・実行するノードだけです。

SRv6はプロトコルですか？¶

独自のメッセージをやり取りするプロトコルという意味では、プロトコルではありません。SRv6はアーキテクチャであり、データプレーンです。Segment Routing Header（RFC 8754）付きのIPv6パケットと、標準化されたSIDのビヘイビア（RFC 8986）で構成されます。必要な情報は既存のプロトコルが運びます。LocatorはIS-ISやOSPFv3、VPNのサービスSIDはBGP、SR PolicyはBGPやPCEPです。

SRv6はMPLSを置き換えますか？¶

置き換えることができます。SRv6は、VPN、トラフィックエンジニアリング、高速迂回など、事業者がMPLSで実現しているサービスを、MPLSデータプレーンやLDP、RSVP-TEなしで提供します。実際に、バックボーンをMPLSからSRv6へ移行した事業者や公共ネットワークもあります。ただし、MPLSやSR-MPLSは今も広く使われており、多くの移行ではインターワーキングゲートウェイや両方に対応したPEを使って、数年間は両者を併用します。

SRv6は安全ですか？¶

SRv6の安全性は、周囲のフィルタリング次第です。MPLSと同様に信頼できるドメインを前提としている（RFC 8402、RFC 8754）ため、境界のルーターでは、外部から届いたSRH付きのパケットや内部のSID宛てのパケットを破棄する必要があります。RFC 9602の5f00::/16ブロックをSIDに使えば、このフィルターは簡単に書けます。また、信頼できないインフラを経由するリンクに備えて、SRHではSegment Listを認証するHMAC TLVを任意で使えます。

SRv6のSIDとは何ですか？¶

SID（Segment Identifier）は、1つの命令を表す128ビットの値で、IPv6アドレスとして表記します。3つの部分からなり、Locatorがパケットを正しいノードへ導き、Functionがそこで実行するビヘイビア（たとえばVRFへデカプセル化するEnd.DT4）を選び、Argumentsが任意のデータを運びます。

SRv6のuSIDとは何ですか？¶

uSID（マイクロSID）はSRv6の圧縮方式で、RFC 9800でNEXT-C-SIDフレーバーとして標準化されています。1つの128ビットIPv6アドレスに、16ビットの命令を最大6個まで詰め込みます。各ノードは自分の命令を消費して残りをシフトします。そのため、複数ホップのTE経路とVPNサービスを、SRHなしでIPv6の宛先アドレスだけに収められます。

関連ページ¶

• SIDの構造：128ビットSIDのフォーマットと5f00::/16ブロック
• SRHとパケットウォーク：SRHの全フィールドとPSP/USP/USDフレーバー
• uSID：マイクロSIDとRFC 9800
• SRv6 vs SR-MPLS：両者の違いと使い分け
• AIのためのSRv6：AIネットワークでのSRv6の使われ方
• Network Programming：SRv6のすべてのビヘイビア （英語）
• Interworking & Migration：MPLSからSRv6への移行 （英語）
• Security：フィルタリング、HMAC、攻撃手法 （英語）
• Implementations：Cisco、Juniper、Arista、Nokia、FRR、Linuxの設定ガイド （英語）

参考文献¶

1. RFC 8402 - Segment Routing Architecture - MPLSとIPv6の両データプレーンを対象とするSegment Routingのアーキテクチャと、SRドメインの信頼モデルを定義
2. RFC 8754 - IPv6 Segment Routing Header (SRH) - SRH、送信元・トランジット・エンドポイントでの処理、HMAC TLVを規定
3. RFC 8986 - SRv6 Network Programming - SIDの構造、エンドポイントとヘッドエンドのビヘイビア、PSP/USP/USDフレーバーを定義
4. RFC 9252 - BGP Overlay Services Based on SRv6 - L3VPNとEVPNのためにBGPでSRv6サービスSIDを広告する方法
5. RFC 9602 - SRv6 Segment Identifiers in the IPv6 Addressing Architecture - SRv6のSID用に5f00::/16を予約
6. RFC 9800 - Compressed SRv6 Segment List Encoding - NEXT-C-SID（uSID）とREPLACE-C-SIDによる圧縮を標準化
7. What is SRv6 network programming? - APNIC Blog - Clarence Filsfils氏による2020年のネットワークプログラミング入門 （英語）