IP網(wǎng)絡層次化切片技術要求

5IP網(wǎng)絡層次化切片技術要求本文件規(guī)范了IP網(wǎng)絡層次化切片技術要求，包括應用場景、架構和總體方案、控制面協(xié)議處理流程和功能要求、轉發(fā)面處理流程和功能要求、OAM以及可靠性要求。本文件適用于具有網(wǎng)絡層次化切片能力的IP網(wǎng)絡和設備的研發(fā)。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。YD/T3965-2021靈活以太網(wǎng)(FlexE)鏈路接口技術要求YD/T4257-2023基于SRv6的網(wǎng)絡操作、管理和維護技術要求IETFRFC8986IPv6段路由(SRv6)網(wǎng)絡編程SegmentRoutingoverIPv6(SRv6)NetworkIETFRFC9256段路由策略架構SegmentRoutingPolieyArchitectureIETFRFC9350IGP靈活算法IGPFlexibleAlgorithm以下術語適用于本文件。頭節(jié)點ingressnode生成SRv6報文的源節(jié)點。拓撲無關無環(huán)備份topologyindependentLFA(TI-LFA)TI-LFA是一種應用于分段路由網(wǎng)絡中的快速重路由技術。TI-LFA相對于傳統(tǒng)IPFRR技術，可在IGP網(wǎng)絡中提供與拓撲無關的故障保護能力，同時提供的保護路徑和IGP收斂后的路徑一致，減少業(yè)務中斷。IP網(wǎng)絡基于分布式IGP路由協(xié)議進行路由計算與路由收斂，當網(wǎng)絡拓撲變化時，由于各節(jié)點FIB表未完全同步，可能存在收斂路徑不一致情況，由此產(chǎn)生的暫態(tài)網(wǎng)絡環(huán)路稱為微環(huán)。段Segment及段列表SegmentListSegnentRouting將網(wǎng)絡路徑分成一個個段，并且為這些段和網(wǎng)絡中的轉發(fā)節(jié)點分配段標識。通過對段和網(wǎng)絡節(jié)點進行有序排列(SegnentList),就可以得到一條轉發(fā)路徑。6(Preference)。優(yōu)先級最高的有效候選路徑作為SRv6TEPolicy的主路徑。一個候選路徑可以包含多個SegnentList,每個SegnentList攜List可以指示網(wǎng)絡設備轉發(fā)報文。多個SegmentList之間可以形成負載分擔。以下縮略語適用于本文件。盡力而為(Best-Effort)雙向轉發(fā)檢測(BidirectionalForwardingDetection)邊界網(wǎng)關協(xié)議(BorderGatewayProtocol)BGP鏈路狀態(tài)協(xié)議(BorderGatewayProtocolLinkState)用戶邊緣設備(CustomerEdge)快速重路由(FastRe-route)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第6版(InternetProtocolVersion6)無環(huán)備份路徑(Loop-FreeAlternate)運維管理(OperationAdministrationandMaintenance)P運營商設備(Provider)運營商邊緣設備(ProviderEdge)無縫雙向轉發(fā)檢測(SeamlessBidirectionalForwardingDetection)切片標識存在指示符(SLIDPresenceIndicator)分段路由技術(SegnentRouting)IPv6數(shù)據(jù)面的分段路由技術(SegnentRoutingoverIPv6)SRv6靈活算法(IPv6SegmentRoutingFlIPV6段路由策略(IPv6SegnentRoutingPolicy)IPV6段路由策略組(IPv6SegnentRoutingPolicyGroup)拓撲無關的無環(huán)備份路徑(TopologyIndependantLFA)虛擬私有網(wǎng)絡(VirtualPrivateNetwork)圖2基于用戶切片和業(yè)務切片的層次化網(wǎng)絡切片場景示意5.3行業(yè)切片下部署多用戶切片以及業(yè)務切片層次化網(wǎng)絡切片的第三種典型場景是首先在物理網(wǎng)絡上為不同的行業(yè)部署一級網(wǎng)絡切片，從而滿足該行業(yè)對網(wǎng)絡連接和資源的需求。進而在特定行業(yè)的一級網(wǎng)絡切片中，可以為一部分有特定需求的用戶部署二級網(wǎng)絡切片，以滿足該客戶對連接、資源和服務質量的需求。最后，對于特定的切片用戶，可能還需要進一步對二級網(wǎng)絡切片進行切分，從而滿足該用戶的部分業(yè)務對連接、資源和服務質量的需求。圖3基于行業(yè)切片、用戶切片和業(yè)務切片的層次化網(wǎng)絡切片場景示意9行業(yè)切片中通常包含多個行業(yè)用戶，因此行業(yè)切片需要提供靈活可定制的切片拓撲，以便能滿足所有行業(yè)用戶的連接需求。用戶切片根據(jù)需求可以是點到點連接。點到多點連接，或者多點到多點的連接。用戶切片內的特定業(yè)務切片以點到點連接為主，也可能存在點到多點連接。行業(yè)切片、用戶切片和業(yè)務切片都需要預留專屬的網(wǎng)絡資源，以保證切片內業(yè)務的服務質量?；谛袠I(yè)切片、用戶切片和業(yè)務切片的層次化網(wǎng)絡切片場景如圖3所示。6架構和總體方案網(wǎng)絡切片在物理網(wǎng)絡的基礎上，為特定的切片用戶或切片業(yè)務劃分出切片網(wǎng)絡(切片網(wǎng)絡可以是多點之間的邏輯拓撲，也可以是點到點的路徑),并且為切片網(wǎng)絡預留網(wǎng)絡資源。切片數(shù)據(jù)報文沿著切片網(wǎng)絡中的拓撲或路徑轉發(fā)。并使用對應的網(wǎng)絡資源為轉發(fā)服務提供保障。如圖4所示，層次化切片總體架構為拓撲切片和路徑切片的兩層架構。從物理網(wǎng)絡中劃分出拓撲切片，拓撲切片由多點之間的切片拓撲以及切片拓撲關聯(lián)的網(wǎng)絡資源構成。在拓撲切片內，各節(jié)點之間的流量都沿著切片拓撲轉發(fā)，且均有相應的切片資源保障。從拓撲切片中進一步劃分出路徑切片，路徑切片由點到點的切片路徑以及切片路徑關聯(lián)的網(wǎng)絡資源構成，且路徑和資源都包含在上一層的。在路徑切片內，端到端的流量沿著切片路徑轉發(fā)，且由相應的切片資源保障。圖4層次化切片總體架構層次化切片的資源保障采用接口級和隊列級的兩層架構，在接口級資源中進一步劃分更細一級的隊列級資源。接口級資源保障可采用FlexE、切片子接口等技術實現(xiàn)，切片數(shù)據(jù)報文通過這些接口或子接口進行轉發(fā)時，使用接口或子接口上所分配的網(wǎng)絡資源提供保障。隊列級資源保障可采用Flex-Channel技術實現(xiàn)，切片數(shù)據(jù)報文通過這些隊列轉發(fā)時，使用隊列上所分配的網(wǎng)絡資源提供保障。網(wǎng)絡設備轉發(fā)切片報文時，需要識別報文所屬的切片及其關聯(lián)的資源。層次化的資源標識采用SRv6Locator和SliceID的兩層架構。通過目的地址匹配SRv6Locator路由，關聯(lián)到對應的切片接口或切片子接口；通過報文中攜帶的SliceID,關聯(lián)到對應的切片隊列。層次化切片的路徑規(guī)劃采用Flex-Algo和SRv6Poliey-Group/SRv6Policy的兩層架構。通過Flex-Algo劃分出多點之間的切片拓撲：在邏輯拓撲的基礎上，采用Flex-Algo關聯(lián)的SRv6SID構成SRv6以圖5網(wǎng)絡為例。在物理網(wǎng)絡中使用Flex-Algo劃分出多個拓撲切片。同一個拓撲切片中的所有節(jié)點和鏈路都包含在相應Flex-Algo拓撲中，且每條鏈路上都具有接口級的資源保障(FlexE或切片子接口)。報文在拓撲切片中轉發(fā)時，使用關聯(lián)了Flex-Algo的SRv6SID作為目的地址，通過目的地址匹配SRv6Locator路由，關聯(lián)到對應的切片接口或子接口上轉發(fā)。每個拓撲切片中，可以進一步劃分出多個路徑切片。同一個路徑切片中所有鏈路上都屬于上一級的拓撲切片。在相應的切片接口或子接口的基礎上進一步劃分隊列級的資源保障(Flex-Channel),且關聯(lián)SliceID。報文在路徑切片中轉發(fā)時，由SRv6Poliey-Group/SRv6Policy引導到對應的路徑上，且報文中攜帶SliceID,通過SliceID關聯(lián)到對應的切片隊列上轉發(fā)。切片隊列上轉發(fā)。路徑切片1-1拓撲切片1路徑切片1-2物理網(wǎng)絡Flex-Algo129a圖5層次化切片總體方案示意7拓撲切片方案和功能要求7.1資源保障方案和功能要求FlexE(靈活以太網(wǎng)技術)通過綁定一路或者多路IEEE802.3定義的PHY,以66B為編碼塊為基本單元進行通道化處理來支持靈活以太網(wǎng)客戶信號，每路客戶信號的速率既可以與現(xiàn)有的IEEE802.3定義的以太網(wǎng)接口速率相對應，也可以提供多種其他速率。這些靈活以太網(wǎng)客戶信號的速率既可以大于承載FlexE的單個以太網(wǎng)物理接口的速率，也可以小于單個物理接口的速率。靈活以太網(wǎng)具體技術要求可參FlexE技術可以作為層次化切片技術方案中拓撲切片的資源隔離方案。7.1.2切片子接口網(wǎng)絡中存在不同種類的各種業(yè)務，為避免不同業(yè)務之間相互影響，需要有一種能夠隔離不同類型業(yè)務的機制，對不同種類的業(yè)務進行分片承載。最簡單的方式就是基于物理帶寬的隔離來區(qū)分不同業(yè)務O圖6Flex-Algo拓撲劃分示意切片1:使用Delay算路，使用Flex-Algo128定義該切片拓撲，鏈路管理組約束條件為包含親和屬性1的鏈路。拓撲切片的每個接口規(guī)劃并部署IPv6地址，使能IGP協(xié)議，正常建立IGP鄰居關系。規(guī)劃單獨的Locator,并關聯(lián)Flex-Algo128。切片2:使用IGPMetric算路，使用Flex-Algo129定義該切片拓撲，鏈路管理組約束條件為包和屬性2的鏈路。拓撲切片的每個接口規(guī)劃并部署IPv6地址，使能IGP協(xié)議，正常建立IGP鄰居關系。規(guī)7.3轉發(fā)面處理流程和功能要求(可選),格式如圖7所示。圖7支持網(wǎng)絡可編程標準SRv6SID格式示意圖Locator:是網(wǎng)絡拓撲中分配給一個節(jié)點的網(wǎng)絡標識，用于轉發(fā)數(shù)據(jù)包到該節(jié)點。Locator對應的路由可通過IGP發(fā)布到網(wǎng)絡中，用于幫助其他設備將數(shù)據(jù)包轉發(fā)到發(fā)布該Locator的節(jié)點。Function:用來表達該指令要執(zhí)行的轉發(fā)動作。在SRv6網(wǎng)絡編程中，不同的轉發(fā)行為(Behavior)由F在單用戶多業(yè)務場景中，若同一用戶不同業(yè)務流對網(wǎng)絡的需求不同，可能會出現(xiàn)不同業(yè)務流的轉發(fā)路徑不同，以及轉發(fā)時使用的網(wǎng)絡資源不同的情況。此時。需要將該用戶的不同業(yè)務流量引流到不同的SRv6Policy以及不同的網(wǎng)絡切片中。由于同一用戶的上述經(jīng)由不同SRv6Poliey轉發(fā)的不同業(yè)務流的報文目的IP往往相同，在基于路由進行SRv6Policy引流時(例如BGP路由Color屬性引流),將無法區(qū)分相同目的地址的不同業(yè)務流。通過采用SRv6Parent-Policy技術可實現(xiàn)在控制面將相同目的地址的業(yè)務流引入到SRv6Parent-Policy中，在轉發(fā)時為不同業(yè)務流選擇相應的SRv6Policy。SRv6Parent-Policy是一種復合的SRv6Policy,由一組成員SRv6Policy組成，這些成員Policy稱為該Parent-Poliey的子Poliey。當SRv6Parent-Poliey至少有一個有效的子Poliey時，該SRv6Parent-Policy有效。SRv6Parent-Policy和其包含的子Policy遵循如下標準：——SRv6Parent-Policy與子Policy的Endpoint屬性必須相同；——SRv6Parent-Policy與子Policy的Color屬性必須不同：——同一SRv6Parent-Policy內的所有子Policy的Color屬性必須不同：——在SRv6Parent-Policy內配置default規(guī)則，當Color無法匹配到對應的policy或者匹配的policy故障則匹配default。SRv6Parent-Policy有兩種方式生成：一是靜態(tài)配置，由Parent-PolicyID或(Color,Endpoint)二元組唯一標識，二是動態(tài)生成，由(Color,Endpoint)二元組唯一標識。頭端節(jié)點可通過如下兩種方式將用戶路由的下一跳引導到有效的SRv6Parent-Policy:——基于Color引導到SRv6組唯一標識時，對指定用戶的路由增加Color屬性，該用戶的路由基于(Color,Nexthop)自動迭代到(Color,Endpoint)標識的SRv6Parent-Policy上：——基于策略引導到SRv6Parent-Policy:SRv6Parent-Policy由Parent-PolicyID唯一標識時，在頭端節(jié)點上配置隧道策略指定對等體和Parent-PolicyID的映射關系并將隧道策略應用到指定用戶的路由實例上，該用戶的路由基于隧道策略迭代到相應Parent-PolicyID標識頭端節(jié)點可通過以下步驟將用戶的不同業(yè)務流量引導到相應SRv6Parent-Policy的特定SRv6 當頭端節(jié)點收到報文時，在入接口解析報文特征，有兩種情況：一是信任用戶報文攜帶的業(yè)務分類(如DSCP),二是根據(jù)配置的業(yè)務分類規(guī)則對用戶報文進行業(yè)務分類。L3業(yè)務可用于業(yè)務分類的報文特征包括：源IP、目的IP、TOS/IPP/DSCP、協(xié)議號、端口號等；L2業(yè)務可用于于業(yè)務分類的報文特征包括源MAC、目的MAC、VLAN、dotlpi——基于用戶報文的目的地址，查詢轉發(fā)表。將不同用戶的流量引導到相應的SRv6Parent-——基于用戶報文業(yè)務分類，查詢相應的Parent-Policy引流策略表，最終將用戶不同業(yè)務流量引導到該用戶SRv6Parent-Policy內的特定SRv6policy進行轉發(fā)。多個具有相同Color不同Endpoint地址的SRv6Parent-Policy可組成一個SRv6Poliey-Group。以多租戶VPN接入網(wǎng)絡為例，同一租戶內用戶的業(yè)務轉發(fā)訴求比較相似，但不同租戶的會有差異，可以為每VPN用戶分別定義一個SRv6Policy-Group。不同VPN使用不同的SRv6Policy-Group,通過Color值區(qū)分，同—VPN內所有接入端點設備使用相同的SRv6Policy-Group。去往不同目