IP網(wǎng)絡(luò)層次化切片技術(shù)要求

5IP網(wǎng)絡(luò)層次化切片技術(shù)要求本文件規(guī)范了IP網(wǎng)絡(luò)層次化切片技術(shù)要求，包括應(yīng)用場景、架構(gòu)和總體方案、控制面協(xié)議處理流程和功能要求、轉(zhuǎn)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(luò)層次化切片能力的IP網(wǎng)絡(luò)和設(shè)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(yīng)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(shù)要求YD/T4257-2023基于SRv6的網(wǎng)絡(luò)操作、管理和維護(hù)技術(shù)要求IETFRFC8986IPv6段路由(SRv6)網(wǎng)絡(luò)編程SegmentRoutingoverIPv6(SRv6)NetworkIETFRFC9256段路由策略架構(gòu)SegmentRoutingPolieyArchitectureIETFRFC9350IGP靈活算法IGPFlexibleAlgorithm以下術(shù)語適用于本文件。頭節(jié)點(diǎn)ingressnode生成SRv6報文的源節(jié)點(diǎn)。拓?fù)錈o關(guān)無環(huán)備份topologyindependentLFA(TI-LFA)TI-LFA是一種應(yīng)用于分段路由網(wǎng)絡(luò)中的快速重路由技術(shù)。TI-LFA相對于傳統(tǒng)IPFRR技術(shù)，可在IGP網(wǎng)絡(luò)中提供與拓?fù)錈o關(guān)的故障保護(hù)能力，同時提供的保護(hù)路徑和IGP收斂后的路徑一致，減少業(yè)務(wù)中斷。IP網(wǎng)絡(luò)基于分布式IGP路由協(xié)議進(jìn)行路由計算與路由收斂，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓瘯r，由于各節(jié)點(diǎn)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(luò)環(huán)路稱為微環(huán)。段Segment及段列表SegmentListSegnentRouting將網(wǎng)絡(luò)路徑分成一個個段，并且為這些段和網(wǎng)絡(luò)中的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)分配段標(biāo)識。通過對段和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有序排列(SegnentList),就可以得到一條轉(zhuǎn)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(luò)設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)報文。多個SegmentList之間可以形成負(fù)載分擔(dān)。以下縮略語適用于本文件。盡力而為(Best-Effort)雙向轉(zhuǎn)發(fā)檢測(BidirectionalForwardingDetection)邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議(BorderGatewayProtocol)BGP鏈路狀態(tài)協(xié)議(BorderGatewayProtocolLinkState)用戶邊緣設(shè)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(yùn)維管理(OperationAdministrationandMaintenance)P運(yùn)營商設(shè)備(Provider)運(yùn)營商邊緣設(shè)備(ProviderEdge)無縫雙向轉(zhuǎn)發(fā)檢測(SeamlessBidirectionalForwardingDetection)切片標(biāo)識存在指示符(SLIDPresenceIndicator)分段路由技術(shù)(SegnentRouting)IPv6數(shù)據(jù)面的分段路由技術(shù)(SegnentRoutingoverIPv6)SRv6靈活算法(IPv6SegmentRoutingFlIPV6段路由策略(IPv6SegnentRoutingPolicy)IPV6段路由策略組(IPv6SegnentRoutingPolicyGroup)拓?fù)錈o關(guān)的無環(huán)備份路徑(TopologyIndependantLFA)虛擬私有網(wǎng)絡(luò)(VirtualPrivateNetwork)圖2基于用戶切片和業(yè)務(wù)切片的層次化網(wǎng)絡(luò)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(wù)切片層次化網(wǎng)絡(luò)切片的第三種典型場景是首先在物理網(wǎng)絡(luò)上為不同的行業(yè)部署一級網(wǎng)絡(luò)切片，從而滿足該行業(yè)對網(wǎng)絡(luò)連接和資源的需求。進(jìn)而在特定行業(yè)的一級網(wǎng)絡(luò)切片中，可以為一部分有特定需求的用戶部署二級網(wǎng)絡(luò)切片，以滿足該客戶對連接、資源和服務(wù)質(zhì)量的需求。最后，對于特定的切片用戶，可能還需要進(jìn)一步對二級網(wǎng)絡(luò)切片進(jìn)行切分，從而滿足該用戶的部分業(yè)務(wù)對連接、資源和服務(wù)質(zhì)量的需求。圖3基于行業(yè)切片、用戶切片和業(yè)務(wù)切片的層次化網(wǎng)絡(luò)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?fù)?，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(diǎn)到點(diǎn)連接。點(diǎn)到多點(diǎn)連接，或者多點(diǎn)到多點(diǎn)的連接。用戶切片內(nèi)的特定業(yè)務(wù)切片以點(diǎn)到點(diǎn)連接為主，也可能存在點(diǎn)到多點(diǎn)連接。行業(yè)切片、用戶切片和業(yè)務(wù)切片都需要預(yù)留專屬的網(wǎng)絡(luò)資源，以保證切片內(nèi)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量?；谛袠I(yè)切片、用戶切片和業(yè)務(wù)切片的層次化網(wǎng)絡(luò)切片場景如圖3所示。6架構(gòu)和總體方案網(wǎng)絡(luò)切片在物理網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，為特定的切片用戶或切片業(yè)務(wù)劃分出切片網(wǎng)絡(luò)(切片網(wǎng)絡(luò)可以是多點(diǎn)之間的邏輯拓?fù)?，也可以是點(diǎn)到點(diǎn)的路徑),并且為切片網(wǎng)絡(luò)預(yù)留網(wǎng)絡(luò)資源。切片數(shù)據(jù)報文沿著切片網(wǎng)絡(luò)中的拓?fù)浠蚵窂睫D(zhuǎn)發(fā)。并使用對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)資源為轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)提供保障。如圖4所示，層次化切片總體架構(gòu)為拓?fù)淝衅吐窂角衅膬蓪蛹軜?gòu)。從物理網(wǎng)絡(luò)中劃分出拓?fù)淝衅負(fù)淝衅啥帱c(diǎn)之間的切片拓?fù)湟约扒衅負(fù)潢P(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)資源構(gòu)成。在拓?fù)淝衅瑑?nèi)，各節(jié)點(diǎn)之間的流量都沿著切片拓?fù)滢D(zhuǎn)發(fā)，且均有相應(yīng)的切片資源保障。從拓?fù)淝衅羞M(jìn)一步劃分出路徑切片，路徑切片由點(diǎn)到點(diǎn)的切片路徑以及切片路徑關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)資源構(gòu)成，且路徑和資源都包含在上一層的。在路徑切片內(nèi)，端到端的流量沿著切片路徑轉(zhuǎn)發(fā)，且由相應(yīng)的切片資源保障。圖4層次化切片總體架構(gòu)層次化切片的資源保障采用接口級和隊(duì)列級的兩層架構(gòu)，在接口級資源中進(jìn)一步劃分更細(xì)一級的隊(duì)列級資源。接口級資源保障可采用FlexE、切片子接口等技術(shù)實(shí)現(xiàn)，切片數(shù)據(jù)報文通過這些接口或子接口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)時，使用接口或子接口上所分配的網(wǎng)絡(luò)資源提供保障。隊(duì)列級資源保障可采用Flex-Channel技術(shù)實(shí)現(xiàn)，切片數(shù)據(jù)報文通過這些隊(duì)列轉(zhuǎn)發(fā)時，使用隊(duì)列上所分配的網(wǎng)絡(luò)資源提供保障。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)切片報文時，需要識別報文所屬的切片及其關(guān)聯(lián)的資源。層次化的資源標(biāo)識采用SRv6Locator和SliceID的兩層架構(gòu)。通過目的地址匹配SRv6Locator路由，關(guān)聯(lián)到對應(yīng)的切片接口或切片子接口；通過報文中攜帶的SliceID,關(guān)聯(lián)到對應(yīng)的切片隊(duì)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(gòu)。通過Flex-Algo劃分出多點(diǎn)之間的切片拓?fù)洌涸谶壿嬐負(fù)涞幕A(chǔ)上，采用Flex-Algo關(guān)聯(lián)的SRv6SID構(gòu)成SRv6以圖5網(wǎng)絡(luò)為例。在物理網(wǎng)絡(luò)中使用Flex-Algo劃分出多個拓?fù)淝衅?。同一個拓?fù)淝衅械乃泄?jié)點(diǎn)和鏈路都包含在相應(yīng)Flex-Algo拓?fù)渲校颐織l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?fù)淝衅修D(zhuǎn)發(fā)時，使用關(guān)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(guān)聯(lián)到對應(yīng)的切片接口或子接口上轉(zhuǎn)發(fā)。每個拓?fù)淝衅?，可以進(jìn)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?fù)淝衅Ｔ谙鄳?yīng)的切片接口或子接口的基礎(chǔ)上進(jìn)一步劃分隊(duì)列級的資源保障(Flex-Channel),且關(guān)聯(lián)SliceID。報文在路徑切片中轉(zhuǎn)發(fā)時，由SRv6Poliey-Group/SRv6Policy引導(dǎo)到對應(yīng)的路徑上，且報文中攜帶SliceID,通過SliceID關(guān)聯(lián)到對應(yīng)的切片隊(duì)列上轉(zhuǎn)發(fā)。切片隊(duì)列上轉(zhuǎn)發(fā)。路徑切片1-1拓?fù)淝衅?路徑切片1-2物理網(wǎng)絡(luò)Flex-Algo129a圖5層次化切片總體方案示意7拓?fù)淝衅桨负凸δ芤?.1資源保障方案和功能要求FlexE(靈活以太網(wǎng)技術(shù))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(jìn)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(yīng)，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(shù)要求可參FlexE技術(shù)可以作為層次化切片技術(shù)方案中拓?fù)淝衅馁Y源隔離方案。7.1.2切片子接口網(wǎng)絡(luò)中存在不同種類的各種業(yè)務(wù)，為避免不同業(yè)務(wù)之間相互影響，需要有一種能夠隔離不同類型業(yè)務(wù)的機(jī)制，對不同種類的業(yè)務(wù)進(jìn)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(wù)O圖6Flex-Algo拓?fù)鋭澐质疽馇衅?:使用Delay算路，使用Flex-Algo128定義該切片拓?fù)?，鏈路管理組約束條件為包含親和屬性1的鏈路。拓?fù)淝衅拿總€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(guān)系。規(guī)劃單獨(dú)的Locator,并關(guān)聯(lián)Flex-Algo128。切片2:使用IGPMetric算路，使用Flex-Algo129定義該切片拓?fù)洌溌饭芾斫M約束條件為包和屬性2的鏈路。拓?fù)淝衅拿總€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(guān)系。規(guī)7.3轉(zhuǎn)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(luò)可編程標(biāo)準(zhǔn)SRv6SID格式示意圖Locator:是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲蟹峙浣o一個節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識，用于轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包到該節(jié)點(diǎn)。Locator對應(yīng)的路由可通過IGP發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)中，用于幫助其他設(shè)備將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到發(fā)布該Locator的節(jié)點(diǎn)。Function:用來表達(dá)該指令要執(zhí)行的轉(zhuǎn)發(fā)動作。在SRv6網(wǎng)絡(luò)編程中，不同的轉(zhuǎn)發(fā)行為(Behavior)由F在單用戶多業(yè)務(wù)場景中，若同一用戶不同業(yè)務(wù)流對網(wǎng)絡(luò)的需求不同，可能會出現(xiàn)不同業(yè)務(wù)流的轉(zhuǎn)發(fā)路徑不同，以及轉(zhuǎn)發(fā)時使用的網(wǎng)絡(luò)資源不同的情況。此時。需要將該用戶的不同業(yè)務(wù)流量引流到不同的SRv6Policy以及不同的網(wǎng)絡(luò)切片中。由于同一用戶的上述經(jīng)由不同SRv6Poliey轉(zhuǎn)發(fā)的不同業(yè)務(wù)流的報文目的IP往往相同，在基于路由進(jìn)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(wù)流。通過采用SRv6Parent-Policy技術(shù)可實(shí)現(xiàn)在控制面將相同目的地址的業(yè)務(wù)流引入到SRv6Parent-Policy中，在轉(zhuǎn)發(fā)時為不同業(yè)務(wù)流選擇相應(yīng)的SRv6Policy。SRv6Parent-Policy是一種復(fù)合的SRv6Policy,由一組成員SRv6Policy組成，這些成員Policy稱為該P(yáng)arent-Poliey的子Poliey。當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)：——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(nèi)的所有子Policy的Color屬性必須不同：——在SRv6Parent-Policy內(nèi)配置default規(guī)則，當(dāng)Color無法匹配到對應(yīng)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(biāo)識，二是動態(tài)生成，由(Color,Endpoint)二元組唯一標(biāo)識。頭端節(jié)點(diǎn)可通過如下兩種方式將用戶路由的下一跳引導(dǎo)到有效的SRv6Parent-Policy:——基于Color引導(dǎo)到SRv6組唯一標(biāo)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(biāo)識的SRv6Parent-Policy上：——基于策略引導(dǎo)到SRv6Parent-Policy:SRv6Parent-Policy由Parent-PolicyID唯一標(biāo)識時，在頭端節(jié)點(diǎn)上配置隧道策略指定對等體和Parent-PolicyID的映射關(guān)系并將隧道策略應(yīng)用到指定用戶的路由實(shí)例上，該用戶的路由基于隧道策略迭代到相應(yīng)Parent-PolicyID標(biāo)識頭端節(jié)點(diǎn)可通過以下步驟將用戶的不同業(yè)務(wù)流量引導(dǎo)到相應(yīng)SRv6Parent-Policy的特定SRv6 當(dāng)頭端節(jié)點(diǎn)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(wù)分類(如DSCP),二是根據(jù)配置的業(yè)務(wù)分類規(guī)則對用戶報文進(jìn)行業(yè)務(wù)分類。L3業(yè)務(wù)可用于業(yè)務(wù)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(wù)可用于于業(yè)務(wù)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(zhuǎn)發(fā)表。將不同用戶的流量引導(dǎo)到相應(yīng)的SRv6Parent-——基于用戶報文業(yè)務(wù)分類，查詢相應(yīng)的Parent-Policy引流策略表，最終將用戶不同業(yè)務(wù)流量引導(dǎo)到該用戶SRv6Parent-Policy內(nèi)的特定SRv6policy進(jìn)行轉(zhuǎn)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(luò)為例，同一租戶內(nèi)用戶的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)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(nèi)所有接入端點(diǎn)設(shè)備使用相同的SRv6Policy-Group。去往不同目