随着网络信息化的快速发展,对于网络服务的要求也日益渐高,网络运营商期望实现更加严格的服务水平协议,而传统的IP网络在实现这样的优化方面缺乏灵活性和可扩展性,同时对于网络后期的维护和操作也需要更加简化以达到网络资源的最优化利用。Segment Routing(SR)是一种新型的网络架构,它实现源路由机制,通过一系列有序的Segment组成的段列表压入数据包首部来显式表示路径,利用Segment引导业务流转发。伴随着软件定义网络(Software Defined Networking,SDN)的兴起,SR技术可以与SDN实现完美结合,从而更加方便且高效的解决网络问题。本文主要研究SR的几种常见的应用场景:基于SR的快速重路由,利用SR规划网络流量工程以及结合SR实现服务功能链。传统的快速重路由方案总是存在各种各样的问题,利用SR的快速重路由不但可以实现网络百分百失效覆盖,而且不需要额外的协议,简化网络操作。单链路失效场景,本文提出基于下一跳的SR快速重路由,通过利用Segment引导业务流转发,可以有效避免恢复过程出现链路环路,同时缩短恢复路径长度。多链路失效场景下,本文提出基于流发散的SR快速重路由,有效避免受影响业务集中恢复可能导致的链路拥塞情况。利用SR进行网络流量工程,通过SDN的集中控制特性,实时掌控网络流量状态,通过SR的Segment主动引导流量进行转发,实现网络最优的流量工程。本文提出基于SR的流量工程,通过流量首部压入不同段列表进行分流,引导流量沿着不同的路径进行路由到达目的地,从而避免业务集中转发导致链路拥塞,进一步最小化链路最大利用率。服务功能链是由一系列有序的虚拟网络功能组成的链,对于网络业务需要实现这些服务功能,而SR提供相似的架构,从而考虑应用SR实现服务功能链。本文提出基于SR的服务功能链实现方案,通过应用SR的Segment标识服务功能链的虚拟网络功能,实现两者的相互映射,利用段列表的活动Segment将业务有序的引导到相应的节点服务器进行网络功能处理。验证结果表明,该方案进一步优化网络数据包开销,同时可以有效减少段列表深度。