FlexE、SRv6將成為下一代IP承載核心技術

面對5G eMBB、uRLLC、mMTC業(yè)務、和固移融合以及業(yè)務云化的綜合承載需求,同時隨著以太網(wǎng)、IP新技術相繼涌現(xiàn),承載網(wǎng)需要引入新技術來滿足業(yè)務的不斷發(fā)展。FlexE、SRv6是業(yè)界關注的兩大熱點技術,未來將成為新一代IP承載網(wǎng)的核心技術。

FlexE是什么

傳統(tǒng)以太網(wǎng)MAC速率和PHY的速率始終保持一致,速率從FE、GE、10GE、40GE、到100GE,光模塊也沿著這條技術路線發(fā)展。當以太網(wǎng)業(yè)務速率提升到100GE以上時遇到瓶頸:物理PHY的提升速度慢下來,且價格下降緩慢,高速PHY的性價比降低,而且光層技術落后于電層技術,導致高速率光模塊成本居高不下,無法通過產(chǎn)業(yè)規(guī)模優(yōu)勢降低網(wǎng)絡成本,如400GE速率的光模塊價格遠超4個100GE光模塊價格。 FlexE使芯片的MAC和PHY解耦,同時,FlexE引入時隙,將一個端口劃分為功能完全相同的若干子物理接口。自2016年至今,FlexE已經(jīng)陸續(xù)發(fā)布了FlexE1．0、FlexE2．0、FlexE2．1 三個標準,涵蓋了50GE、100GE、200GE、400GE等不同速率以太端口的FlexE標準。FlexE可以解決承載網(wǎng)口的兩大問題:

1．解決傳統(tǒng)以太鏈路捆綁流量負載分擔不均問題,降低組網(wǎng)成本

傳統(tǒng)以太網(wǎng)鏈路捆綁,通過MAC頭、MPLS頭、IP頭HASH按照以太包進行選路,實現(xiàn)流量分擔,鏈路流量由業(yè)務數(shù)量、CE/PE/P轉(zhuǎn)發(fā)角色、轉(zhuǎn)發(fā)芯片HASH引子的能力等決定分擔均衡度。然而不同的使用場景,分擔均衡度差別很大,尤其是MPLS網(wǎng)絡。而FlexE捆綁,由于是BIT流進行分擔,可實現(xiàn)100%的流量均衡。

FlexE捆綁還可以提供更多速率的靈活以太速率端口,降低組網(wǎng)成本。例如,可以通過n*100GE,跳過200GE端口選擇,通過50GE、2*50GE降低5G承載接入層直接引入100GE的組網(wǎng)成本。

2．實現(xiàn)業(yè)務隔離能力,降低轉(zhuǎn)發(fā)時延和抖動

傳統(tǒng)分組網(wǎng)中,一個端口內(nèi)的業(yè)務共享鏈路帶寬。由于網(wǎng)絡逐級收斂以及mesh化流量的特點,網(wǎng)絡中存在大端口向小端口發(fā)流、多端口向一個端口發(fā)流的情況。由于流量瞬時抖動,造成單節(jié)點丟包和時延/抖動增大。

通過FlexE時隙隔離,不同業(yè)務只在自己的時隙內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā),不會占用其他時隙的帶寬,避免了業(yè)務之間相互影響,降低丟包、時延/抖動。同時時隙內(nèi)還是統(tǒng)計復用,兼顧了隔離和統(tǒng)計復用的優(yōu)點,不會大幅提升設備成本,使IP網(wǎng)絡差異化服務成為可能,解決傳統(tǒng)QOS的不足。

SRv6是什么

SR-MPLS使用4字節(jié)標簽標識路徑信息,MPLS標簽僅能標識標簽值、TTL、標簽棧底三個信息,無擴展信息能力,無法滿足帶內(nèi)測量等新業(yè)務需求。同時,鑒于SR-MPLS轉(zhuǎn)發(fā)逐跳剝離標簽的特點,在業(yè)務出口無法獲取業(yè)務的實際路徑信息。另外,隨著業(yè)務云化推動云網(wǎng)協(xié)同,傳統(tǒng)云內(nèi)業(yè)務無法支持SR-MPLS技術,這就要求云網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)采用其它技術實現(xiàn)統(tǒng)一。

為了解決SR-MPLS的局限性,SRv6應運而生。SRv6采用IPv6地址作為路徑節(jié)點信息,其路徑列表信息放在IPv6頭內(nèi),兼容了傳統(tǒng)IPv6轉(zhuǎn)發(fā)。同時,SRv6頭信息除了標識節(jié)點/鏈路信息外,也支持自定義擴展信息,可滿足帶內(nèi)測量等新需求。SRv6以IP地址作為協(xié)議棧,適應未來云網(wǎng)融合業(yè)務的端到端編排需求。

總之,SRv6具備TE流量工程能力、擴展性能力、兼容IPv6,也便于未來固移融合,實現(xiàn)IP轉(zhuǎn)發(fā)技術統(tǒng)一。

IP技術歷經(jīng)兩代,從IP/ETH演進到IP/MPLS

自上世紀80年代TCP/IP誕生之日起,IP技術發(fā)展可以分為兩個階段:

第一個階段,IP/ETH時代:掀起了Internet革命,組網(wǎng)技術采用IP+以太網(wǎng),滿足盡力而為業(yè)務服務,網(wǎng)絡承載質(zhì)量不高,網(wǎng)絡可靠性差,組網(wǎng)規(guī)模受限。

第二個階段,IP/MPLS時代:20世紀初MPLS風靡整個IP網(wǎng)絡,網(wǎng)絡進入IP/MPLS VPN的時代,一直延續(xù)到現(xiàn)在成為IP網(wǎng)絡的主流技術。IP/MPLS解決了傳統(tǒng)IP/ETH網(wǎng)絡的不足,實現(xiàn)流量工程,可以提供面向連接的服務。在IP/MPLS技術的發(fā)展過程中,隨著不同業(yè)務需求涌現(xiàn)出不同改進技術,例如MPLS-TP, SR-MPLS、PWE3等,它們的本質(zhì)依然是MPLS轉(zhuǎn)發(fā)范疇。IP/MPLS解決了路由隔離、大規(guī)模組網(wǎng)、流量工程、以及ALL IP時代電信級業(yè)務IP化承載問題,保障了網(wǎng)絡可靠性和業(yè)務承載質(zhì)量。在這個階段的網(wǎng)絡,固、移出現(xiàn)了技術分離,Internet業(yè)務依然采用第一階段的IP和以太技術承載,以實現(xiàn)較低成本;電信級業(yè)務發(fā)展為MPLS VPN+OAM承載方式,實現(xiàn)網(wǎng)絡高可靠性,業(yè)務可視化。

IP技術進入第三代,從IP/MPLS演進到FlexE/SRv6

現(xiàn)在IP技術迎來第三階段,進入 FlexE、SRv6時代。隨著5G、云業(yè)務的推動,IP網(wǎng)絡進入一個新的時代。FlexE解決了傳統(tǒng)ETH端口靈活性不足,端口內(nèi)無法實現(xiàn)業(yè)務隔離的問題;SRv6解決了傳統(tǒng)MPLS標簽信息擴展性不足的問題,可以攜帶更多的擴展信息,實現(xiàn)業(yè)務帶內(nèi)實時檢測,面向云業(yè)務發(fā)展,網(wǎng)絡可編程,未來Internet業(yè)務和電信級業(yè)務實現(xiàn)技術統(tǒng)一。

圖1:IP技術發(fā)展階段

為什么SRv6、FlexE是第三代IP核心技術

每一代網(wǎng)絡技術發(fā)展本質(zhì)原因是業(yè)務驅(qū)動。IP/MPLS引入的根本原因是,IP只能提供盡力而為的服務,無法滿足大規(guī)模組網(wǎng),不能提供面向連接的服務,不具備流量工程能力。2G、3G、LTE等低成本、ALL IP的業(yè)務發(fā)展需求推動了IP/MPLS的規(guī)模引入,并不斷發(fā)展,提供高可靠性、業(yè)務路徑可視化、多業(yè)務承載等功能,滿足電信級業(yè)務承載需求。

另一方面,5G、業(yè)務云化發(fā)展對網(wǎng)絡又提出新的要求,要求網(wǎng)絡具備可編程、云網(wǎng)互聯(lián)、業(yè)務KPI差異化能力,提供基于業(yè)務級別的QOE測量、感知等功能。SR-MPLS雖然具備網(wǎng)絡可編程能力,但是其4字節(jié)標簽無任何擴展性,僅滿足部分路由可控需要,無法滿足其他需求,而SRv6則更好的滿足業(yè)務入云,云網(wǎng)數(shù)統(tǒng)一,網(wǎng)絡可編程需求,FlexE滿足了固移融合、5G三大類業(yè)務差異化承載,面向2B業(yè)務高質(zhì)量承載需求。

新的業(yè)務必將推動FlexE、SRv6的發(fā)展, 兩者相得益彰。

綜上,SRv6、FlexE滿足未來固移、云網(wǎng)技術統(tǒng)一,是實現(xiàn)業(yè)務差異化、網(wǎng)絡實時感知、業(yè)務隔離的關鍵技術,能夠更好滿足未來業(yè)務發(fā)展需求,必將成為下一代IP承載網(wǎng)的核心技術。

中興通訊堅持IP技術創(chuàng)新戰(zhàn)略,實現(xiàn)全系列芯片自研,領先行業(yè)一步。自研的新一代ZXIC 5G全系列芯片實現(xiàn)內(nèi)嵌FlexE并支持SRv6,芯片集成度高,功耗低、時延指標業(yè)界領先,SRv6標簽層數(shù)滿足運營商商用要求。

中興通訊于2017年發(fā)布了FlexE原型機,在TEF、中國移動等測試中驗證了FlexE技術相對傳統(tǒng)分組在低時延、業(yè)務隔離、低抖動的技術優(yōu)勢;在2018年國內(nèi)5G新技術實驗室外場5G試點中,驗證了FlexE已具備商用部署能力。2017年在國際市場推出SRv6原型樣機,并在2019年參加了國內(nèi)運營商集采測試,證明了SRv6技術已具備引入條件。

中興通訊的芯片、產(chǎn)品均已準備就緒,可以為運營商下一代分組網(wǎng)絡建設提供有競爭力的產(chǎn)品和解決方案。