新手教材（11/13）｜第十一编：从读懂到会验证

本文是《从 IP 到 SRv6 计算编排》新手教材第 11/13 编。 总目录 · 上一篇：第十编：业务、故障、前端和证据 · 下一篇：第十二编：英中术语表

91. 推荐学习顺序

第一次阅读不要直接跳到HEFT代码。建议按以下顺序：

1. 能解释byte、十六进制、网络字节序和封装；
2. 能手算IPv4/IPv6前缀，并解释最长前缀匹配；
3. 能区分普通路由下一跳与SRv6 segment list；
4. 能从卫星位置推导LOS、链路时隙、HELLO邻接和本地FIB；
5. 能拿一个SRH逐步写出active segment和IPv6 DA；
6. 能解释控制面事实为何不等于内核已应用状态；
7. 能区分task_id、Color、SID和Run ID；
8. 能从逻辑Anycast SID推导本节点的primary、backup和provider漂移；
9. 能按SPP头定位task/object/tile/epoch，并解释部分成功；
10. 能逐步证明RGB→Gray→Edge经过真实本地算子；
11. 能手算一次HEFT，再比较Exact与Resilient；
12. 最后连接BNN、Alarm、10%损毁、handover、前端和证据；
13. 掌握原理后再按照后端操作手册启动系统。

每完成一项，先用自己的话讲给别人听。能复述术语不等于理解；能根据一个新报文或新拓扑 推导结果，才算掌握。

91.1 当前开发功能覆盖总表

本教材覆盖当前完整系统的原理主线与业务功能，但不会把每个命令行flag和历史Issue都 塞进教学正文；实际命令归后端操作手册，历史演进归Issue。可按下表核对是否漏项：

因此，Anycast和三级降档现在不仅“出现过”，而是分别拥有完整的第六编和第八编。若今后 新增正式业务能力，应先在这张表增加学习位置和源码入口，防止功能只存在于Issue或前端卡片 而没有进入教材。

92. 源码地图

源码会演进，文件名以当前checkout为准。阅读入口如下：

阅读代码时先找wire contract（线上契约）和state owner（状态所有者），再看循环和优化。不要 从一个日志字符串反推整套架构。

93. 如何安全做只读学习

学习者在.5源码机上可以执行静态命令，不会启动仿真：

git status --short --branch
git log -3 --oneline
sed -n '1,240p' include/spp.h
python3 scripts/heft_dag.py --help
bash scripts/envsim_host.sh --help
bash scripts/envsim_host.sh doctor

doctor只检查能力；install默认也只输出计划，只有install --apply才改变依赖。不要在 .5启动300节点仿真。

在.2查看运行状态也应先使用操作手册中的status和logs。不要随意执行全局 docker prune、删除network namespace、清空bpffs或修改宿主sysctl，因为这些动作可能影响 本项目以外的工作。

94. 实验一：手算IPv6前缀

给出：

地址 A = fd42:3:14::100
地址 B = fd42:3:14::200
地址 C = fd42:3:15::100
前缀 P = fd42:3:14::/64

问题：A、B、C谁属于P？

方法：IPv6每个hextet是16 bit，/64比较前四个hextet：

A前四组 = fd42:0003:0014:0000
B前四组 = fd42:0003:0014:0000
C前四组 = fd42:0003:0015:0000

答案是A、B属于，C不属于。这就是本项目用fd42:3:<node>::/64覆盖某节点全部具体算子SID 的原因。

95. 实验二：手推SRH

假设概念执行顺序为：

S1 → S2 → S3

入口封装后：

• IPv6 DA是S1；
• SRH保存足够信息以继续到S2、S3；
• S1执行End后，DA变为S2；
• S2执行End后，DA变为S3；
• S3执行最终endpoint behavior。

练习：画出每一步的Segments Left。它表示还有多少segment需要推进，而不是“数组里共有 多少项”。抓包工具显示segment list的顺序可能与概念执行顺序相反，必须同时看DA和 Segments Left。

96. 实验三：解码一个SPP头

在受控测试文件中取64 byte头，按偏移读取：

0..3    magic
7       payload format
10..11  payload length
12..19  task id
20..27  object id
28..35  tile id
52..55  object epoch

每读取多字节字段都先确认网络字节序。然后验证：

actual_frame_payload >= 64 + declared_payload_length
task_id != 0
object_id != 0
format与payload length相容
tile坐标在grid边界内

学习目标不是背偏移，而是形成“先验证边界，再解释字段”的解析习惯。

97. 实验四：手算Color路由

假设：

task_id = 70001
Color   = 4466
dst     = fd42:10:12c::2

推导：

1. classifier识别70001并查map；
2. skb->mark=4466；
3. ip rule选择table 10000+4466=14466；
4. table 14466的目的/128路由执行SRv6封装；
5. 后续节点不需要知道Color。

若map没有task key，先查为什么安装未完成；不要为了“让包走起来”把所有未知task都塞到某 条默认正确策略。

98. 实验五：手算HEFT

先完全遮住第67章答案，使用表格独立计算：

1. 两个stage的平均计算时间；
2. 四个候选组合的平均通信时间；
3. upward rank；
4. Gray两个候选的EST/EFT；
5. Edge两个候选含sink的完成时间；
6. 最终placement和makespan。

然后改变一个条件：把G5计算时间从500 us改成100 us。重新计算，观察入口传输代价是否仍 使G2获胜。这个练习能建立“局部快不等于端到端快”的直觉。

99. 实验六：区分真实失败与观察失败

构造下面四组证据并判断：

这张表训练“缺少显示不等于缺少事实”。

100. 常见误区与纠正

100.1 “SRv6就是IPv6源路由”

不完整。SRv6不仅列路径，还把SID解释为网络程序行为，例如End.X、End.DX6和算子实例。

100.2 “控制器知道全网，所以应该直接写所有节点FIB”

本项目明确禁止。控制器分发事实，节点根据自己已经应用的事实形成FIB和SR Policy。

100.3 “Color是画面颜色或业务优先级”

不是。Color是入口本地把task导向专用策略表的短标识。

100.4 “Anycast会把同一个包复制给多个容器”

普通Anycast选择一个provider，不复制包。出现五个实例记录通常意味着不同包或不同时刻的 FIB选择发生了漂移。

100.5 “有一个Tile缺失，整条task失败”

不符合当前SPP部分成功语义。应按完成Tile/预期Tile统计。

100.6 “HEFT没有解就是Bug”

不是。资源、算子或路径约束可能使问题真实不可行，应记录无解原因。

100.7 “HEFT超过100 ms必须强行短路”

不是。先区分算法CPU时间、调度等待、快照传播和内核安装；观察阈值不是修改协议语义的命令。

100.8 “把超时加长就能提高可靠性”

加长可能只推迟错误并增加旧状态堆积。先证明第一个未闭环的组件边界。

100.9 “前端页面是系统真相”

前端是事实投影。真实来源是节点、内核、fabric、控制器和对象证据。

100.10 “24节点是简化假模型”

24与300使用相同镜像、PID 1、协议和启动逻辑，只改变规模和参数。

100.11 “10%损毁后只统计仍有路的任务更合理”

这会改变实验分母。可以另报可行任务完成率，但不能替代损毁后的总业务成功率B。

100.12 “SPP和Anycast不能同时使用”

过于绝对。无状态算子自然兼容；有状态算子会承受provider漂移带来的窗口损失，当前将其按 Tile可靠性量化，更高层状态安置是后续理论问题。

101. 综合练习

101.1 基础题

1. IPv6地址128 bit共有多少byte？
2. /64表示哪部分是前缀？
3. FIB与RIB分别解决什么问题？
4. SRH中的active segment与IPv6 DA有什么关系？
5. End.X与End.DX6的作用有什么不同？

101.2 系统题

6. 为什么宿主XDP只按MAC redirect，而不自己计算IPv6路由？
7. 为什么控制器的accepted generation不能直接当作节点applied generation？
8. 为什么resource report必须有instance、sequence和lifetime？
9. task_id、Color、Run ID的作用域各是什么？
10. Exact策略中为什么使用具体算子SID？
11. Resilient策略中为什么使用逻辑Anycast SID？

101.3 SPP题

12. 两个包object_id相同、epoch不同，能否进入同一缓存窗口？
13. Tile Mean为什么不能按“任意四个包”聚合？
14. 100个预期Tile到95个，Tile成功率是多少？
15. BNN DROP与算子ERROR有什么区别？

101.4 HEFT题

16. upward rank使用平均成本，最终placement也使用平均成本吗？
17. EST为何可能晚于所有前驱完成时间？
18. 一个stage在node-5的EFT更小，但它到sink很远；出口选择应比较什么？
19. primary排除首边与具体实例后backup无解，正确记录是什么？
20. Resilient provider变化为什么不触发HEFT？

101.5 诊断题

21. 前端没有图但目的端有接收事件，应先修数据面还是观察面？
22. 控制socket出现EAGAIN时，为什么不应无限累积旧拓扑快照？
23. HEFT墙钟耗时变大，至少还要观察哪三类数据？
24. 一轮运行有业务ENETUNREACH，为什么不能立即断言宿主网络安装失败？
25. 观察器失败后，分析脚本应该怎样继续？

102. 综合练习答案

1. 128÷8=16 byte。
2. 前64 bit是网络前缀，其余64 bit是接口标识部分；具体地址规划仍由项目定义。
3. RIB保存控制面候选路由知识，FIB保存内核实际用于快速转发的结果。
4. active segment作为当前IPv6 DA；端点行为推进后，DA变为下一个active segment。
5. End.X推进SRH并交指定下一跳；End.DX6解封装并交付内层IPv6。
6. 保持Linux拥有路由语义，XDP只做最小可证的L2分流，避免宿主暗中形成第二套路由器。
7. accepted仅表示消息被接收，节点还要通过单一worker验证并安装，成功后才是applied。
8. 用来区分进程重启、消息新旧和事实过期，防止旧实例“复活”。
9. task_id是端到端业务任务；Color是某入口本地策略选择；Run ID是一整轮实验和证据。
10. Exact已由HEFT选择具体实例，策略必须把选择落实成可执行地址。
11. Resilient把实例选择留给每个逻辑服务的当前FIB。
12. 不能，epoch不同表示对象版本不同。
13. 必须是同对象、同epoch、同2×2空间group的四块。
14. 95/100=95%。
15. DROP是模型作出的正常负类裁决；ERROR表示格式、模型或运行异常。
16. 不使用；最终placement使用候选间具体计算和通信代价。
17. 目标processor可能仍在执行此前放置的stage，所以还要等待resource available time。
18. 比较EFT加该候选到sink的具体通信时间。
19. 记录primary成功、backup no solution及约束原因，不伪造backup。
20. Resilient不运行HEFT；它只更新逻辑服务FIB，task SRH稳定。
21. 先查观察面查询、Run ID、权限和投影。
22. 旧拓扑已被新代完整取代；积累历史会使节点永远追赶过期状态。
23. 线程CPU时间、调度/run queue、输入候选规模；还应分开快照传播与内核安装。
24. 业务路径在动态拓扑/损毁下可以自然不可达，需先区分宿主能力、控制面、FIB和任务结果。
25. 捕获该观察器状态并继续其他领域分析，最后统一汇总，不能让set -e提前退出。

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