為什么SRv6和FlexE是第三代IP核心技術(shù)

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

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(shù)路線發(fā)展。當(dāng)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)速率提升到100GE以上時(shí)遇到瓶頸：物理PHY的提升速度慢下來(lái)，且價(jià)格下降緩慢，高速PHY的性價(jià)比降低，而且光層技術(shù)落后于電層技術(shù)，導(dǎo)致高速率光模塊成本居高不下，無(wú)法通過(guò)產(chǎn)業(yè)規(guī)模優(yōu)勢(shì)降低網(wǎng)絡(luò)成本，如400GE速率的光模塊價(jià)格遠(yuǎn)超4個(gè)100GE光模塊價(jià)格。

FlexE使芯片的MAC和PHY解耦，同時(shí)，F(xiàn)lexE引入時(shí)隙，將一個(gè)端口劃分為功能完全相同的若干子物理接口。自2016年至今，F(xiàn)lexE已經(jīng)陸續(xù)發(fā)布了FlexE1.0、FlexE2.0、FlexE2.1 三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋了50GE、100GE、200GE、400GE等不同速率以太端口的FlexE標(biāo)準(zhǔn)。FlexE可以解決承載網(wǎng)口的兩大問(wèn)題：

1. 解決傳統(tǒng)以太鏈路捆綁流量負(fù)載分擔(dān)不均問(wèn)題，降低組網(wǎng)成本

傳統(tǒng)以太網(wǎng)鏈路捆綁，通過(guò)MAC頭、MPLS頭、IP頭HASH按照以太包進(jìn)行選路，實(shí)現(xiàn)流量分擔(dān)，鏈路流量由業(yè)務(wù)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(dān)均衡度。然而不同的使用場(chǎng)景，分擔(dān)均衡度差別很大，尤其是MPLS網(wǎng)絡(luò)。而FlexE捆綁，由于是BIT流進(jìn)行分擔(dān)，可實(shí)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(guò)n*100GE，跳過(guò)200GE端口選擇，通過(guò)50GE、2*50GE降低5G承載接入層直接引入100GE的組網(wǎng)成本。

2. 實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)隔離能力，降低轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延和抖動(dòng)

傳統(tǒng)分組網(wǎng)中，一個(gè)端口內(nèi)的業(yè)務(wù)共享鏈路帶寬。由于網(wǎng)絡(luò)逐級(jí)收斂以及mesh化流量的特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)中存在大端口向小端口發(fā)流、多端口向一個(gè)端口發(fā)流的情況。由于流量瞬時(shí)抖動(dòng)，造成單節(jié)點(diǎn)丟包和時(shí)延/抖動(dòng)增大。

通過(guò)FlexE時(shí)隙隔離，不同業(yè)務(wù)只在自己的時(shí)隙內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)，不會(huì)占用其他時(shí)隙的帶寬，避免了業(yè)務(wù)之間相互影響，降低丟包、時(shí)延/抖動(dòng)。同時(shí)時(shí)隙內(nèi)還是統(tǒng)計(jì)復(fù)用，兼顧了隔離和統(tǒng)計(jì)復(fù)用的優(yōu)點(diǎn)，不會(huì)大幅提升設(shè)備成本，使IP網(wǎng)絡(luò)差異化服務(wù)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(biāo)簽標(biāo)識(shí)路徑信息，MPLS標(biāo)簽僅能標(biāo)識(shí)標(biāo)簽值、TTL、標(biāo)簽棧底三個(gè)信息，無(wú)擴(kuò)展信息能力，無(wú)法滿足帶內(nèi)測(cè)量等新業(yè)務(wù)需求。同時(shí)，鑒于SR-MPLS轉(zhuǎn)發(fā)逐跳剝離標(biāo)簽的特點(diǎn)，在業(yè)務(wù)出口無(wú)法獲取業(yè)務(wù)的實(shí)際路徑信息。另外，隨著業(yè)務(wù)云化推動(dòng)云網(wǎng)協(xié)同，傳統(tǒng)云內(nèi)業(yè)務(wù)無(wú)法支持SR-MPLS技術(shù)，這就要求云網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)采用其它技術(shù)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一。

為了解決SR-MPLS的局限性，SRv6應(yīng)運(yùn)而生。SRv6采用IPv6地址作為路徑節(jié)點(diǎn)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(shí)，SRv6頭信息除了標(biāo)識(shí)節(jié)點(diǎn)/鏈路信息外，也支持自定義擴(kuò)展信息，可滿足帶內(nèi)測(cè)量等新需求。SRv6以IP地址作為協(xié)議棧，適應(yīng)未來(lái)云網(wǎng)融合業(yè)務(wù)的端到端編排需求。

總之，SRv6具備TE流量工程能力、擴(kuò)展性能力、兼容IPv6，也便于未來(lái)固移融合，實(shí)現(xiàn)IP轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)統(tǒng)一。

IP技術(shù)歷經(jīng)兩代，從IP/ETH演進(jìn)到IP/MPLS

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

第一個(gè)階段，IP/ETH時(shí)代：掀起了Internet革命，組網(wǎng)技術(shù)采用IP+以太網(wǎng)，滿足盡力而為業(yè)務(wù)服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)承載質(zhì)量不高，網(wǎng)絡(luò)可靠性差，組網(wǎng)規(guī)模受限。

第二個(gè)階段，IP/MPLS時(shí)代：20世紀(jì)初MPLS風(fēng)靡整個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入IP/MPLS VPN的時(shí)代，一直延續(xù)到現(xiàn)在成為IP網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)。IP/MPLS解決了傳統(tǒng)IP/ETH網(wǎng)絡(luò)的不足，實(shí)現(xiàn)流量工程，可以提供面向連接的服務(wù)。在IP/MPLS技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，隨著不同業(yè)務(wù)需求涌現(xiàn)出不同改進(jìn)技術(shù)，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(shí)代電信級(jí)業(yè)務(wù)IP化承載問(wèn)題，保障了網(wǎng)絡(luò)可靠性和業(yè)務(wù)承載質(zhì)量。在這個(gè)階段的網(wǎng)絡(luò)，固、移出現(xiàn)了技術(shù)分離，Internet業(yè)務(wù)依然采用第一階段的IP和以太技術(shù)承載，以實(shí)現(xiàn)較低成本；電信級(jí)業(yè)務(wù)發(fā)展為MPLS VPN+OAM承載方式，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)高可靠性，業(yè)務(wù)可視化。

IP技術(shù)進(jìn)入第三代，從IP/MPLS演進(jìn)到FlexE/SRv6

現(xiàn)在IP技術(shù)迎來(lái)第三階段，進(jìn)入 FlexE、SRv6時(shí)代。隨著5G、云業(yè)務(wù)的推動(dòng)，IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代。FlexE解決了傳統(tǒng)ETH端口靈活性不足，端口內(nèi)無(wú)法實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)隔離的問(wèn)題；SRv6解決了傳統(tǒng)MPLS標(biāo)簽信息擴(kuò)展性不足的問(wèn)題，可以攜帶更多的擴(kuò)展信息，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)帶內(nèi)實(shí)時(shí)檢測(cè)，面向云業(yè)務(wù)發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)可編程，未來(lái)Internet業(yè)務(wù)和電信級(jí)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)統(tǒng)一。

圖1：IP技術(shù)發(fā)展階段

為什么SRv6、FlexE是第三代IP核心技術(shù)

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

另一方面，5G、業(yè)務(wù)云化發(fā)展對(duì)網(wǎng)絡(luò)又提出新的要求，要求網(wǎng)絡(luò)具備可編程、云網(wǎng)互聯(lián)、業(yè)務(wù)KPI差異化能力，提供基于業(yè)務(wù)級(jí)別的QOE測(cè)量、感知等功能。SR-MPLS雖然具備網(wǎng)絡(luò)可編程能力，但是其4字節(jié)標(biāo)簽無(wú)任何擴(kuò)展性，僅滿足部分路由可控需要，無(wú)法滿足其他需求，而SRv6則更好的滿足業(yè)務(wù)入云，云網(wǎng)數(shù)統(tǒng)一，網(wǎng)絡(luò)可編程需求，F(xiàn)lexE滿足了固移融合、5G三大類業(yè)務(wù)差異化承載，面向2B業(yè)務(wù)高質(zhì)量承載需求。

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

綜上，SRv6、FlexE滿足未來(lái)固移、云網(wǎng)技術(shù)統(tǒng)一，是實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)差異化、網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)感知、業(yè)務(wù)隔離的關(guān)鍵技術(shù)，能夠更好滿足未來(lái)業(yè)務(wù)發(fā)展需求，必將成為下一代IP承載網(wǎng)的核心技術(shù)。

中興通訊堅(jiān)持IP技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)全系列芯片自研，領(lǐng)先行業(yè)一步。自研的新一代ZXIC 5G全系列芯片實(shí)現(xiàn)內(nèi)嵌FlexE并支持SRv6，芯片集成度高，功耗低、時(shí)延指標(biāo)業(yè)界領(lǐng)先，SRv6標(biāo)簽層數(shù)滿足運(yùn)營(yíng)商商用要求。

中興通訊于2017年發(fā)布了FlexE原型機(jī)，在TEF、中國(guó)移動(dòng)等測(cè)試中驗(yàn)證了FlexE技術(shù)相對(duì)傳統(tǒng)分組在低時(shí)延、業(yè)務(wù)隔離、低抖動(dòng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)；在2018年國(guó)內(nèi)5G新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室外場(chǎng)5G試點(diǎn)中，驗(yàn)證了FlexE已具備商用部署能力。2017年在國(guó)際市場(chǎng)推出SRv6原型樣機(jī)，并在2019年參加了國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商集采測(cè)試，證明了SRv6技術(shù)已具備引入條件。

中興通訊的芯片、產(chǎn)品均已準(zhǔn)備就緒，可以為運(yùn)營(yíng)商下一代分組網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品和解決方案。