IP网络未来演进技术白皮书3.0——增强确定性网络(EDN).docx

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1、1前言62 EDN的术语及定义73 EDN的应用场景及需求93.1 EDN的差异化确定性需求及QoS等级93.2 EDN的典型应用场景及特征113.3 EDN的技术挑战和实现目标124 EDN的架构134.1 EDN的总体架构134.1.1 EDN的三层总体架构134.1.2 EDN的总体架构功能视图154.2 EDN的转发面架构164.2.1 EDN的转发面架构及功能164.2.2 EDN的转发面数据封装174.3 EDN的控制面架构1843.1 EDN的控制面架构及功能1843.2 EDN的控制面层次化模型204.4 EDN的OAM架构215 EDN的关耀技术235.1 EDN的业务层关键

2、技术235.1.1 基于DD-QoS的流量调度技术235.2 EDN的路由层关键技术245.2.1 分布式确定性路由技术255.2.2 跨域确定性路由技术255.2.3 隙化路径编排技术265.2.4 时隙化路由调度技术265.3 EDN的资源层关键技术2753.1 多种队列机制2753.2 确定性资源预留技术326 EDN的标准化336.1 EDN的CCSA标准化地图336.2 EDN的IETF标准化地图347 的系统及脆证测试357.1 EDN样机系统的总体架构357.2 EDN样机系统的转发面实现367.3 EDN样机系统的控制面实现377.4 EDN样机系统的测试实践388面向EDN的

3、网络演算实践391.1 网络演算基础391.2 网络演算模型4083网络演算仿真与验证429 EDN的未来发展4310 结4311缩略语441245图图1开放服务互联网络的整体设计6图2EDN典蛔用场景11图3EDN三层架构图14图4EDN总体架构功能视图16图5EDN转发面组网架构图17图6层次化管理与调度模型21图7EDN确定性路由与传统路由的差异25图8CSQF转发机制示意图29图9ADN机制调度流程示意图29图IOTQF队列机制、编排时隙和调度时隙示意图30图11Deadline队列机制示意图31图12EDNCCSA标准化地图34图13EDNIETF标准化地图35图14EDN样机组网图

4、36图15EDN样臊发处理37图16EDN样机控制面38图17网络演算建模41图18网络演算测试组网图421前言2021年6月，中兴通讯联合中国信息通信研究院及移动、电信、联通三大运营商（以下简称三大运营商）联合发布IP网络未来演进技术白皮书附（以下简称白皮书2021）,提出了IP网络技术未来仍将平滑演进的预判。2022年9月，中兴通讯再次联合中国信息通信研究院及移动、电信、联通等发布IP网络未来演进技术白皮书2.0开放服务互联网络1021（以下简称白皮书2022）,提出从主机互联到服务互联，提出未来IP演进方案一开放服务互联网络解决方案和三大关键技术：服务感知网络（SAN）、增强确定性网络（

5、EDN）、网络内生安全等技术。白皮书2022提出的开放服务互联网络需要满足业务多样化的连接需求，包括确定性的连接需求，同时开放服务互联架构需要支持从局域、城域到广域大规模增强确定性网络EDN技术。开放服务互联基于泛在的算网共性服务构建新的能力平台，其增强的L3层网络是关键使能组件，而EDN则是增强的L3层网络连接能力的关键技术，两者的关系如下图1所示。开放服务互联网络提供的服务将会使用不同的异构确定性技术，将会跨不同的特定确定性网络域，需要一种大规模确定性网络技术支持异构跨域互联，满足多样化业务的确定性QoS需求。图1开放务互联网络的整体设计近年来，确定性网络成为行业发展的重要方向。随着5G承

6、载网络的业务与网络需求的增强，大规模确定性网络技术需求迫切。因此，中兴通讯在未来IP网络的研究中，将白皮书2022所提的开放服务互联网络解决方案中的关键技术之一一增强确定性网络(EDN)作为未来IP业务提供高质量保障的重要支撑。本白皮书在白皮书2022提出的开放服务互联网络及其关键技术的基础上，详细阐述增强确定性网络(EDN)关键技术的场景需求、架构、关键技术、测试验证等内容。本白皮书第二章首先定义了增强确定性网络(EDN)的相关术语。第三章描述了开放服务互联网中的EDN需求和典型应用场景。第四章提出了EDN的三层架构及其功能视图，包括业务层、路由层和资源层，同时提出了控制面、转发面及OAM相

7、关架构及功能需求。第五章介绍了EDN关键技术及解决方案。第六章介绍了EDN的标准化进展，包括正TF、-TxCCSA等国际国内标准组织的推进情况。第七章介绍了EDN的测试验证情况。第八章介绍了确定性网络演算实践的情况。第九章和第十章介绍了EDN的未来发展情况和总结。2EDN的术语及定义EDN相关的术语及定义如下： 差异化确定性服务等级DD-QoS(DifferentiatedDeterministicQoS)差异化确定性QoS(DD-QoS),基于多样化的业务需求，提出确定性的分类分级及其SLA指标，完善了确定性QoS目标，基于类的确定性资源管理思想，可以根据确定性业务的类型和级别，建立分级的确

8、定性路径，提供差异化确定性QoS保障。 增强确定性网络技术EDN(EnhancedDeterministicNetworking)增强确定性网络EDN,是一种基于大规模网络需求增强的确定性网络技术，可满足多样化的分类分级业务需求及差异化的SLA指标，达到DD-QoS目标，提供跨管理域异构互联，融合多种转发技术及能力的协同的端到端的确定性保障服务。 增强确定性网络转发面技术EDP(EDNDataPlane)增强确定性网络的转发面EDP,是指EDN的转发面或数据面技术，涉及跨管理域异构互联的网络组网，可以提供多种确定性转发技术及能力，包括多种队列调度技术等。数据面的封装需要考虑多种网络传输格式，包

9、括IPMPLSSR-MPLSSRv6等。 增强确定性网络控制面技术ECP(EDNControlPlane)增强确定性网络的控制面ECP,是指EDN的控制面技术，涉及集中式、分布式、混合式等多种架构模型，同时包括南北向接口协议扩展等。 增强确定性网络管理面技术EMP(EDNManagementPlane)增强确定性网络的管理面EMP,是指EDN的管理面技术，涉及EDN的OAM需求，封装格式及处理机制，故障检测方案和性能测量方法等。 增强确定性网络资源层(EDNResourceSub-Iayer)增强确定性网络的资源层，处于EDN架构的最底层，规划携带确定性能力的网络资源。 增强确定性网络路由层(

10、EDNRouteSub-Iayer)增强确定性网络的路由层，处于EDN架构的中间层，构建具有确定性能力保障的确定性路径。 增强确定性网络业务层(EDNServiceSub-Iayer)增强确定性网络的业务层，处于EDN架构的最上层，提供满足业务多样化需求的端到端差。异化确定性QoS服务的流量调度。 增强确定性网络确定性链路(EDNDeterministicLinks)增强确定性网络的确定性链路，是基于节点、链路、带宽、buffer,队列、SUb-net等资源构建的确定性虚链路，可以基于时间的确定性资源预留提供不同级别的确定性转发能力。 增强确定性网络确定性路径(EDNDeterministic

11、Paths)增强确定性网络的确定性路径，是基于确定性链路和资源，计算满足确定性时延等约束条件的路径，建立具有确定性保障的路径。 增强确定性网络确定性业务(EDNDeterministicServices)增强确定性网络的确定性业务，是基于确定性路径和资源，将业务按照准入策略引流到相应的路径上转发。 增强确定性网络时间资源容器(EDNTime-basedResourcesContainer)增强确定性网络的时间资源容器，用于为确定性链路提供基于时间的资源保障，时间资源容器指示每调度时隙内的传输比特量。3 EDN的应用场景及需求3.1 EDN的差异化确定性需求及QoS等级由于EDN应用场景的确定性

12、业务承载需求非常广泛，不同的确定性场景和业务对确定性SLA指标的需求存在差异性，参考CCSATC3及TC614(网络5.0)等标准对确定性业务需求及SLA指标的分析，业务需要进行分类分级，例如：网络下载业务等，对时延抖动抖不敏感，是非实时业务，确定性需求主要关注带宽保障；广播类或同步音视频业务等是实时业务，只要在平滑时间内，确定性需求主要关注有界时延的需求；实时通讯类业务如生产监控、算力通信等，对时延是敏感的，确定性需求主要关注低时延需求；交互类音视频业务，如云视频会议、云游戏等，对抖动是敏感的，确定性需求主要关注时延上界、低抖动需求；生产控制类业务，如电力保护、远程控制等，对时延抖动要求高，

13、确定性需求主要关注低时延、低抖动的需求。由于业务需求的多样化，EDN需要提供分类分级的差异化确定性QoS服务，满足差异化的确定性业务SLA需求。为满足确定性网络多样化应用场景和业务对时延、抖动的要求，需要对网络中确定性业务的QoS进行分级，明确确定性服务等级中每个等级对应的SLA指标。EDNDD-QoS基于多样化的业务需求，提出确定性的分类分级及其SLA指标，完善了确定性QoS目标0EDN基于类的确定性资源管理思想，可以根据确定性业务的类型和级别，建立分级的确定性路径，提供差异化确定性QoS保障。从确定性业务需求的角度，可将网络中确定性业务特征分成5种类型，分别为：带宽保障类、有界时延上限保障

14、类、低时延保障类、低抖动保障类、低时延和低抖动保障类，每种业务类型对应的SLA指标及典型业务如表1所示：表1:差异化确定性QoS等级EDNQoS等级Level-OLevel-ILevel-2Level-3Level-4业务类型带宽保障类有界时延上限保障类低时延保障类低抖动保障类低时延低抖动保障类SLA指标基本带宽保障时延上界300ms时延10OmS,抖动50ms时延20ms,抖动5ms时延IOms,抖动100IlS典型业务下载类，如FTP等同步语音类，如语音电话，广播业务等实时通讯类，如多媒体通讯、生产雌算力等视频交互类，如AR/VR,全息通信，云视频，云游戏等生产控制类，如电力保护、远程控制等3.2 EDN的典型应用场景及特征EDN作为开放服务互联网络的确定性连接基础，可以满足面向未来网络多样化业务的服务需求场景，包括局域确定性网络的开放互联场景、行业数字化虚拟专网的确定性服务场景、移动互联确定性QoS保障场景和沉浸式增强音视频服务场景。EDN典型应用场景如下图2所示：图2EDN典型应用场景通过EDN典型