IP网络层次化切片技术要求

■制定 □修订

□IDT □MOD □NEQ

□FTP

33.040.40

中国移动通信集团有限公司、中国信息通信研究院、新华三技术有限公司、中国信息通信科技集团有限公司

华为技术有限公司,中兴通讯股份有限公司

随着政企用户业务持续云化驱动着云网融合技术的不断演进，同时，在运营商2B业务重点发力大策略的引导下，行业用户、政企用户的专线业务类型更加多样化，包括用户上云专线、用户站点互访专线/专网，以及云互联专线/专网等。不同类型的云网业务或专线业务对网络服务存在差异化诉求，需要IP网络能够支持数以千计的层次化、有确定资源保证的切片服务。例如：一层切片是针对某个行业划分的切片（一层切片拥有自己独享的切片资源，如带宽资源），二层切片是在该行业一层切片内进一步针对不同用户划分的切片（每个二层切片都拥有自己独享的切片资源）。为了支持行业及政企用户的层次化切片需求，本立项期望提出IP网络层次化切片的技术要求，主要着力解决分层场景下切片技术研究，针对转发设备的控制面、数据面以及控制器研究设计整体的落地方案，为支持较大规模的层次化切片的设备研发和系统部署提供技术依据。 IP网络层次化切片技术要求满足立项的如下要求： 紧迫性：随着国家加快新型基础设施建设、产业数字化转型等政策的提出，运营商需要进一步深化网络转型创新，全力打造数字中国关键基础设施。IP网络切片作为运营商基础设施技术创新的重要手段，通过其与SRv6、随流检测等技术的结合，能够进一步提升IP网络的服务能力、支撑更丰富业务场景、形成差异化核心优势，实现网络的固本强基、助力千行百业的数字化转型。该标准的制定符合国家建设网络强国的政策要求，有利于加快产业数字经济的发展，是当前大背景下的迫切之选。 国际性：IP网络切片在IETF teas工作组已经发布了诸多草案，本项目牵头和参与单位也有多项正在推动的国际标准，包括raft-cheng-spring-srv6-encoding-network-sliceid-00，draft-dong-teas-enhanced-vpn-vtn-scalability-03，draft-cp-lsr-fa-aware-te-00等，项目过程中也会继续深入发掘机会点，进行IETF标准的推动。

本标准适用于切片场景下的IP网络。 主要技术内容: 1.IP网络层次化切片场景介绍 2.IP网络层次化切片架构和工作流程 3.IP网络层次化切片控制面协议处理流程和功能要求 4.IP网络层次化切片转发面处理流程和功能要求 5.IP网络层次化切片OAM要求 6.IP网络层次化切片可靠性要求

1.国内外对该技术研究情况简要说明： draft-ietf-lsr-flex-algo-14，IGP Flexible Algorithm，IGP（OSPF/IS-IS）支持Flex-Algo技术的协议扩展。 draft-ietf-idr-bgp-ls-flex-algo-06，Flexible Algorithm Definition Advertisement with BGP Link-State，BGP-LS协议扩展支持上报Flex-Algo算法定义。 Flex-Algo结合SR技术有可能实现网络切片，上述Flex-Algo相关的工作组草案虽然尚未成为RFC标准，但已经被大多数厂商支持。 draft-ietf-teas-network-slices-03，Framework for IETF Network Slices，TEAS工作组草案，定义了IETF网络切片的概念和相关术语，描述了运营网络切片的通用架构、接口和功能模块。该草案不涉及具体的实现技术。 draft-ietf-teas-enhanced-vpn-07，A Framework for Enhanced Virtual Private Networks (VPN+) Service，teas工作组草案，描述增强型VPN的概念、架构、各网络层的可选技术，增强型VPN可用于实现网络切片。但是，该草案不涉及对新技术的具体扩展。 draft-ietf-spring-sr-for-enhanced-vpn-00，Segment Routing based Virtual Transport Network (VTN) for Enhanced VPN，SPRING工作组草案，描述如何基于resource-aware segment实现网络切片。虽然SR技术已相对稳定，但纯粹基于当前的SR技术实现网络切片，仍存在切片规模的可扩展性、部署的灵活性等问题，尚需要进一步研究和扩展。 draft-dong-lsr-sr-for-enhanced-vpn-06，IGP Extensions for Scalable Segment Routing based Enhanced VPN，LSR工作组个人草案，提出了对可扩展的SR VPN+的IGP协议扩展，支持多个VTN引用相同的逻辑拓扑和算法，以及发布每VTN的数据面标识和TE属性。该文稿提出了一种可能的实现大规模网络切片的控制面扩展方案，在技术细节上仍需进一步研究。 draft-cp-lsr-fa-aware-te-00，IGP Extensions to Support Flex-Algorithm Aware Traffic Engineering，LSR工作组个人草案，提出了为每个Flex-Algo发布不同TE属性的方案，该方案是对现有Flex-Algo机制的扩展，使Flex-Algo在定义拓扑和算路约束之外，还增加了资源属性。该草案仅提出了一种可能的方案，在技术细节和可扩展性上仍需进一步研究。 draft-ietf-spring-resource-aware-segments-02，Introducing Resource Awareness to SR Segments，SPRING工作组草案，描述SID关联网络资源的机制，可作为网络切片的数据面技术。虽然SR技术已相对稳定，但仅使用SID在数据面标识切片时，仍存在IP地址规划和切片规模的可扩展性问题，尚需要进一步研究和扩展。 draft-dong-teas-enhanced-vpn-vtn-scalability-03，Scalability Considerations for Enhanced VPN (VPN+)，teas工作组个人草案，分析了增强型VPN/VTN面向网络切片场景的扩展性需求与挑战，并提出提升VTN扩展性的优化方案，包括在多个VTN共享拓扑或资源属性时减少控制面开销，以及在数据面引入全局VTN标识的机制。 draft-filsfils-spring-srv6-stateless-slice-id-02，Stateless and Scalable Network Slice Identification for SRv6，SPRING工作组个人草案，提出IPv6头的FlowLabel字段的一部分携带全局切片ID，有可能作为未来网络切片的数据面技术，但该草案仅提出了一种可能的方案，在技术细节和可扩展性方面仍需进一步研究。 draft-dong-6man-enhanced-vpn-vtn-id-03，Carrying Virtual Transport Network Identifier in IPv6 Extension Header，6MAN工作组个人草案，在IPv6 Hop-by-hop扩展头中新增Option携带切片ID，有可能作为未来网络切片的数据面技术，当前对IPv6 Hop-by-hop扩展头的处理规则正在IETF讨论中。 draft-bestbar-teas-ns-packet-02，Realizing Network Slices in IP/MPLS Networks，teas工作组个人草案，提出了一种IP/MPLS网络的切片实现方案，该文稿提出了切片聚合的概念，多个IETF切片业务可以映射到一个切片聚合；同时，为了解决切片规模较大时的扩展性问题，提出数据面使用global MPLS标签携带切片标识的方案。 draft-cheng-spring-srv6-encoding-network-sliceid-00.txt，个人草案，提出了基于源地址标识切片ID的一种技术，适合大规模切片场景。 2.项目与国际标准或国外先进标准采用程度的考虑： 本标准项目的制定将参考IETF相关的标准，并且结合国内运营商的网络部署和实际需求。这些标准将对制定本标准起参考作用。 3.与国内相关标准间的关系： 本标准在研究过程中会参考CCSA已立项关于切片的项目内容。 B-202010210062 基于星地融合的网络切片技术研究 B-2020011031 5G网络端到端切片标识研究 B-2017006651 传送网网络切片技术研究 B-202068037 5G网络共享场景下的切片技术要求 B-2020011311 5G网络切片 SLA控制技术研究 B-2017006671 切片分组网（SPN）总体技术要求研究 B-2017006541 5G网络切片安全技术研究 B-2019010664 切片分组网（SPN）互联互通技术要求研究 B-2017006212 支持5G承载的IP网络切片技术研究 B-2017006379 5G核心网智能切片的应用研究 B-2017005697 5G核心网络切片场景及关键技术研究 2019-1196T-YD 增强型虚拟专用网（VPN+）技术要求 2019-1191T-YD IP网络切片总体架构和技术要求 2019-1197T-YD 路由器设备支持IP网络切片功能技术要求 2020-0568T-YD IP网络切片控制器北向接口技术要求 2019-1195T-YD 支持IP网络切片的灵活最优路径算法技术要求