IP网络随流检测技术要求

■制定 □修订

□IDT □MOD □NEQ

□FTP

33.040.40

中国移动通信集团有限公司、新华三技术有限公司、华为技术有限公司

中国电信集团有限公司,中兴通讯股份有限公司,中国信息通信科技集团有限公司,迈普通信技术股份有限公司

随着5G、人工智能和大数据时代的到来，各种业务对IP网络承载质量提出了更高的要求。为此，网络运维需要具备实时监控带宽、时延抖动等性能，快速排查网络故障，对故障进行隔离、修复的能力。而Ping、Traceroute、TWAMP、IPFIX等传统性能监测手段在测量精度、实时性和数据采集粒度等方面难以满足自动化、智能化网络运维的要求，迫切需要更精确、更有效的检测技术。本立项预期通过随流检测技术，为IP骨干网提供业务流级的端到端、逐跳SLA测量能力，快速感知网路故障，提供精准的故障定界、排障能力，提升网络运维的自动化和智能化水平。

本标准适用于IP承载网的随流检测技术要求。 主要技术内容: 1：随流检测总体架构 2：随流检测接口定义 3：随流检测转发面功能要求、性能要求和协议要求

1. 国内外对该技术研究情况简要说明：国内外对该技术研究的情况、进程及未来的发展；该技术是否相对稳定，如果不是的话，预计一下技术未来稳定的时间，提出的标准项目是否可作为未来技术发展的基础； draft-ietf-6man-spring-srv6-oam 介绍了如何在SRv6网络中使用现有的IPv6 OAM机制，还介绍了SRv6网络OAM机制的增强功能：传统的Ping和Traceroute对于SRv6无需做修改即可适配。新增的OAM Flag标志位作为保留，可由各域自行决定具体的OAM用途。 draft-ietf-ippm-ioam-data本草案提出了IOAM的随流检测格式，本草案没有具体规定某种协议如何嵌入IOAM数据，只是单纯规定了IOAM自身的数据格式和行为。IOAM支持四种选项类型，包括预分配，递增，过境证明和边界到边界。本草案规定了IOAM网络中各节点的角色，包括封装节点，传输节点和解封装节点。IOAM支持丰富的OAM数据信息收集，包括沿路节点的ID，沿路节点接收报文接口的ID，报文的处理时间等。本草案规定的IOAM是基于Passport模式的。 draft-ietf-ippm-ioam-direct-export本草案作为draft-ietf-ippm-ioam-data的补充，提出了Postcard模式的IOAM，介绍了一种称为直接导出（DEX）选项的新IOAM选项类型，该类型用作触发IOAM数据直接导出。相比draft-ietf-ippm-ioam-data，每个传输节点将自己的OAM数据直接发送给控制器。 draft-song-opsawg-ifit-framework提出了iFIT框架：IFIT应该包含哪些关键组件，以及概要说明这些组件之间如何协作。具体组件的实现/API，可以使用现有的技术，例如IOAM，也可能是新开发的技术。iFIT框架尝试解决传统OAM的几个问题，包括：1）避免观测者效应，尽可能真实的还原网络情况。2）尝试解决传统遥测产生大量数据，消耗大量的带宽/计算/存储的问题。3) 传统OAM扩展不佳，不易增加新的检测项目。4）对现网设备兼容不好的问题。5）易用性，包括北向API。 draft-song-ippm-postcard-based-telemetry IOAM DEX等类似的Postcard模式监测需要向用户数据中封装额外的Telemetry指令，针对不同的传输层需要进行不同的适配。本文提出的PBT-M（Postcard Based Telemetry with Marking)用来克服传统Postcard的一些缺点，但其自身也有一些限制。基本原理：类似draft-ietf-6man-spring-srv6-oam，只需要一个Bit来开启Telemetry。在支持该Bit的设备上进行Telemetry。具体收集哪些数据由控制平面负责。报文离开本Domain后需要清除该Bit。 draft-song-6man-srv6-pbt：PBT-M的SRv6实现，定义了PBT-M在SRH中相关的Bit位。 draft-ietf-ippm-ioam-ipv6-options当数据包穿越网络中两点之间的路径时，IOAM如何在数据包中记录操作和遥测信息，概述了如何将IOAM数据字段封装在IPv6中 draft-ietf-ippm-ioam-flags在IOAM跟踪选项标头中提供了新的标志，定义了环回和活动标志 draft-ietf-ippm-ioam-data 讨论了In-situ OAM的数据字段和关联的数据类型。可以将原位OAM数据字段封装到各种协议中，例如NSH，段路由，IPv6（通过扩展头）或IPv4。 In-situ OAM可用于补充基于以下内容的OAM机制： ICMP或其他类型的探测数据包。 draft-ietf-ippm-connectivity-monitoring2020年12月新增的工作组Draft，用来监视SR路径的联通性。核心思想是Network Tomography：利用SR路径的确定性，将整网的延迟、丢包率等可加度量（丢包率为Log可加度量），联立线性方程组，解方程实时监控整个网络的性能。 2. 项目与国际标准或国外先进标准采用程度的考虑：该标准项目是否有对应的国际标准或国外先进标准，标准制定过程中如何考虑采用的问题； RFC8321 描述了染色原理，可以测量时延和丢包率。通过入节点按照一定周期对被检测流的标记字段进行交替染色，同时统计本周期的染色报文数量，并把测量数据上报给分析器。中间节点按照入节点相同的周期，统计本周期特征业务流染色报文数量，并把测量数据上报给分析器。出节点除了做中间节点的统计上报外，还将业务流的染色标记去除。分析器根据入节点和出节点上报的被检测业务流的信息,计算特定周期业务流的丢包数。时延与丢包类似。 draft-ietf-6man-ipv6-alt-mark提出了新的扩展标头选项,用来进行染色，其原理和RFC8321一致，其实现是放在IPv6的逐跳选项或者目的选项中。 标准制定过程中的考虑： 1）兼容性 转发面扩展的字段要兼容当前格式定义，保持前向兼容，不支持随流检测功能的设备对随流检测设备发送过来的报文，可以按原有的转发流程处理，不会引起设备异常。 2）性能 转发面设计随流检测扩展字段时，要充分考虑芯片处理难度，避免引入复杂的转发面处理逻辑，对性能产生较大影响。 3）可扩展性 转发面设计随流检测扩展字段要考虑可扩展性，后续易于定义新的扩展功能。 4）可实施性 转发面扩展的字段对芯片友好，易于实现 3. 与国内相关标准间的关系：该标准项目是否有相关的国家或行业标准，该标准项目与这些标准是什么关系，该标准项目在标准体系中的位置； 本标准在研究过程中会参考CCSA已立项关于OAM的项目内容。 B-2019009428 基于多域的IOAM技术研究 H-2018008891 IP网络带内操作、管理和维护（IOAM）数据内容和封装方法 YDB 015-2007 MPLS OAM技术规范 YD/T 1694-2007 以太网运行、管理和维护（OAM）技术要求 4. 指出是否发现有知识产权的问题；无