YDT 4465-2023无损网络总体技术要求

ICS33.040.40

CCSM32

YD

中华人民共和国通信行业标准

H-2018007000

无损网络总体技术要求

Generaltechnicalrequirementoflosslessnetwork

（报批稿）

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中华人民共和国工业和信息化部发布

无损网络总体技术要求

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规

定起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

本文件由中国通信标准化协会提出并归口。

本文件起草单位：中国电信集团有限公司、华为技术有限公司、中国信息通信研究院

本文件主要起草人：解云鹏、党娟娜、曹蓟光、王江龙、雷波、蒋胜

II

无损网络总体技术要求

无损网络总体技术要求

1范围

本文件主要规定了无损网络的总体技术要求，包括:网络测量技术、流控技术、拥塞控制技术、路径

调优技术以及确定转发技术等。

本文件适用于无损网络的设计、研发和测试。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

YD/T0277-2021电信网络的确定性IP网络总体架构和技术要求

T/CCSA264—2019数据中心无损网络典型场景技术要求和测试方法

IEEE802.1Qbp等价多路径路由（最短路径桥接）Equal-CostMulti-PathRouting(ShortestPath

Bridging)

IEEE802NendicaReport数据中心无损网络白皮书TheLosslessNetworkforDataCenters

RFC8402段路由架构SegmentRoutingArchitecture

RFC8655确定性网络架构DeterministicNetworkingArchitecture

3术语和定义

本文件没有需要界定的术语和定义。

4缩略语

下列缩略语适用于本文件：

DIP确定性互联网协议DeterministicInternetProtocol

ECMP等价多路径路由Equal-CostMulti-PathRouting

LPS负载感知的逐包分发Load-awarePacketSpraying

SR段路由SegmentRouting

5无损网络技术总体视图

无损网络是一种可兼顾低延迟、高吞吐的网络技术，通过提升网络在拥塞控制、流量控制、负载均

衡等方面的能力，从而满足网络的高吞吐、低时延和零丢包的要求，实现对应用的无损承载。在实现方

面，无损网络需要采用网络测量、流量控制、拥塞控制、路径调优以及确定转发等多种技术综合实现，

从应用的角度保证网络的无性能损失。

1

无损网络总体技术要求

按照应用网络域不同，无损网络可以分成数据中心内部网络无损技术和广域承载网络无损技术，总

体视图如图1所示。

图1无损网络技术总体视图

从实现的技术上看，无损网络技术包括网络测量技术、流量控制技术、拥塞控制技术、确定转发技

术以及路径调优技术等。其中，网络测量技术支持端到端的业务路径的质量感知能力，提供毫秒级精度

的网络质量测量和网络拥塞评估手段，进而可针对业务特征采用流量控制、拥塞控制等其他手段保证业

务无损传输。

流量控制技术属于点到点控制，用于管理特定的发送端与接收端之间的数据传输速率。在数据传输

过程中，接收端应为发送端提供指示或反馈信息，防止发送端与接收端之间通信处理速率不匹配，引起

的快速发送端压倒慢速接收端的情况发生。

拥塞控制技术要具备流识别、流汇聚、流切分的能力，在流所在路径发生拥塞后有能力将某些流调

整到其它可用路径，属于全局端到端控制。拥塞控制用于管理到达网络中的数据包的数量，确保网络；

链路可以承受所到达的数据包的数目，避免链路过载，出现由于不能及时处理数据包而造成数据包拥塞

的情况。

确定转发技术是从网络设备的角度，对流经设备的数据流的转发路径与转发时间进行规定，通过使

用具体的技术，对转发路径与周期进行计算，确保数据流可以在合理的传输路径与确切的周期内及进行

转发，使网络能够保持较高的吞吐量及确定性的传输时延，是一种端到端技术。

路径调优技术属于全局端到端控制，能够针对网络的链路状态选择一条或多条链路，同时以更细分

的数据包作为调度粒度，并支持对报文乱序的重排。

6数据中心无损网络技术要求

数据中心内部网络的无损网络技术应遵循T/CCSA264—2019《数据中心无损网络典型场景技术要

2

无损网络总体技术要求

求和测试方法》中相关的规定。

7广域网无损网络技术要求

7.1概述

广域网特点是连接不同地区局域网，通常跨接很大的物理范围，所覆盖的范围从几十公里到几千公

里。考虑到业务可接入性和可管理性，广域网应该具备端到端的管理的模式，有明确的业务Ingress节

点和Egress节点，且Ingress节点和Egress节点之间可跨越多个网络节点。考虑到网络的可靠性和通

量最大化，通常在Ingress节点和Egress节点之间部署多条路径，形成可负载分担和冗余备份的关系。

7.2网络测量技术

7.2.1网络质量测量

网络质量测量技术应支持带内测量方式，具备单向随路测量能力，获取路径时延、通量（最大带宽）

和剩余带宽的测量信息。建议具备支持毫秒级的周期性测量能力，有效捕捉流量微突发，反映网络的真

实质量。

网络质量测量方式建议采用主动测量和被动测量的混合模式，这样无论测量路径有无业务报文，都

可以在特定周期或者实时收集到网络质量信息。其中，主动测量是在真实的业务报文中周期性添加测量

报文，被动测量是通过对真实业务报文进行染色来实现测量。

图2网络质量测量方式

如果测量的Ingress节点和Egress节点具备多条路径，考虑到测量的精准度，建议采用多路径并

发测量技术。即在Ingress节点和Egress节点之间同时启动多条路径测量，采用相同的测量周期，

Egress节点在每个周期都会向Ingress回送所有路径收集到的测量数据，确保多条路径的测量质量信

息在任何的时间点都具备可比性。

3

无损网络总体技术要求

图3多路径并发测量

网络质量测量建议设备数据面完成，避免设备控制面和数据面产生不必要的处理交互，增加响应时

延，影响测量数据的实时性。

7.2.2网络拥塞评估

网络拥塞评估应该支持获取路径时延、通量（最大带宽）和剩余带宽的测量信息，对路径的拥塞情

况进行的量化评估。该能力建议在Ingress节点完成。在没有故障丢包的情况下，如果某条路径拥塞，

它的流量就会积压到路径沿途的节点和链路上，路径时延会出现持续增大的趋势，如果途经网络节点或

者链路的Buffer资源被占满后就会出现丢包情况。要解除该路径的拥塞，拥塞控制技术需要获取调整

流的大小、相关路径的剩余带宽，让流和路径实现最佳匹配。

如果该路径拥塞被解除或者不拥塞，那么该路径时延就会处于一个恒定的状态，该时延也被称之为

路径最小时延。

7.3流量控制技术

流量控制iFlow技术是为基于流的拥塞控制提供能力基础，要具备流识别、流汇聚、流切分的能

力，为拥塞控制iPath提供了关键能力，确保最终流和路径的实时最佳匹配。iFlow应该在Ingress节

点执行，如果考虑实时的反应，可建议部署Ingress的数据面。

流识别是流汇聚和流切分的基础。理论上，流的识别粒度越细，流汇聚和流切分发挥的空间就越大。

流的识别依赖于业务报文向外暴露的信息量，例如，对IP报文可采用五元组的识别方式，对MPLS报文

可采用MPLS标签的识别方式。流被识别以后，Ingress节点应具备区分老鼠流和大象流的能力。

流汇聚是拥塞控制的流调整粒度，应保持最大限度地保证网络和业务稳定状态，要求在拥塞控制的

时候尽量调整较少的流、且对现网业务影响最小，兼顾到设备软硬件能力。

流切分技术应支持在汇聚流的粒度因为太大无法满足拥塞控制的要求时将汇聚流切分成小流进行

处理。例如，某条流带宽太大，且导致路径拥塞，而拥塞控制能力单元无法为该条流找到其它合适的路

径，在流量具备切分能力的前提下，可建议将这条流进一步切分，直至最终符合可调整的粒度。

7.4拥塞控制技术

4

无损网络总体技术要求

应支持基于端口的拥塞控制和基于流的拥塞控制两种方式。

基于端口的拥塞控制技术指为Ingress节点和Egress节点重新计算新的路径，切换业务流量的出

接口，那么整条路径承载的业务都会从老的路径切换到新的路径。

基于流的拥塞控制应在Ingress节点执行，要关注流的大小和路径的拥塞指标，要确保流和路径的

最佳匹配，应支持为特定流指定可用路径，或根据路径拥塞情况和流的变化情况重新调整流和路径的匹

配关系。例如，某种特定的大象流导致网络拥塞，那有效办法就是为该大象流开辟“应急车道”，而不

是多次调整其它流。高频的流调度不仅引入带来高处理开销，同时易引起流的数据包乱序，瞬态拥塞，

系统不稳定等问题。因此，需要考虑在逼近最优流填充的同时，最小化流调整数。

如果某条路径发生了拥塞，则可采用基于流的拥塞控制技术，进一步讲，就是从该路径中挑选出合

适的流，将其切换到其它可用的路径中。如果网络没有可用路径，拥塞控制单元则可通知集中的网络系

统重新计算出一条可用路径。如果网络资源无法计算出可用路径，网络系统会全局优化网络或者进行网

络扩容。例如，如果业务流量承载路径发生拥塞，流量控制能力单元就会根据其它路径的拥塞评估和剩

余带宽选择N组流中的某些流，将这些流切换到其它可用的路径中，并确保切换后的路径不会发生拥

塞。

拥塞控制能力单元建议支持集中部署、分布式部署和混合部署三种方式。集中式部署有能力看到全

网信息，最终均衡效率最好，但是反应周期慢，属分钟级；分布式部署就在Ingress节点，实时掌握相

关路径拥塞情况和流的变化，能够提供毫秒级反映。针对不同的业务应采用不同的方式，例如高精度、

低时延的业务建议采用分布式架构。

图4拥塞控制架构

其中，分布式部署方式中，建议网络中的相关的Ingress节点支持协同机制，避免“羊群效应”。

即N个业务节点都发现途径路径的某个节点的某条链路是空闲的，结果N个业务节点在没有彼此知会

的前提下都把自己的部分流量调整到该节点的那条链路上，导致该节点链路直接发生拥塞。

5

无损网络总体技术要求

7.5路径调优技术

7.5.1逐流负载均衡

建议支持IEEE802.1Qbp标准规定的ECMP负载均衡技术，通过散列发送端的路由数据中的流标

识符字段来选择路径，使得来自特定流的所有数据流可以通过多条链路以相同的开销到达接收端，实现

无阻塞转发的弹性网络。

建议支持ECMP与其他能够更加均衡流量的算法（如鼠象流分离）相结合，以区分老鼠流与大象

流。

7.5.2逐包负载均衡

可选支持IEEE802NendicaReport提出的基于数据包的负载均衡技术LPS，能够感知链路拥塞状

态，以数据包为调度粒度进行负载均衡，并在接收端实现报文乱序重排，从而快速调整流量的分发路径，

满足存储等应用对高吞吐和低时延的需求。

7.5.3段路由SR

应支持RFC8402标准规定的SegmentRouting等路径调优技术，通过综合网络信息计算出数据流的

传输路径，并合理的规划其走向，防止流量分担不均引起吞吐量的损失。

7.6确定转发技术

建议支持YD/T0277-2021《电信网络的确定性IP网络总体架构和技术要求》标准规定的DIP标签

映射与门控调度等周期转发技术，通过数据流携带的周期标签与网络设备维护的周期映射关系表，计算

出数据流的转发周期并通过队列调度方式转发出去，解决流量传输时延的不确定性导致的高时延与时

延抖动问题。

建议支持RFC8655规定的detnet的总体架构和相关技术，通过保留数据平面资源等技术，在Layer3

网络上提供确定性路径，保证延时和抖动的范围，进而保证网络的高可靠性。

_________________________________

6

无损网络总体技术要求

目次

目次..............................................................................I

前言.................................................................................II

无损网络总体技术要求..................................................................1

1范围................................................................................1

2规范性引用文件......................................................................1

3术语和定义..........................................................................1

4缩略语..............................................................................1

5无损网络技术总体视图................................................................1

6数据中心无损网络技术要求............................................................2

7广域网无损网络技术要求..............................................................3

7.1概述..........................................................................3

7.2网络测量技术..................................................................3

7.2.1网络质量测量............................................................3

7.2.2网络拥塞评估............................................................4

7.3流量控制技术..................................................................4

7.4拥塞控制技术..................................................................4

7.5路径调优技术..................................................................6

7.5.1逐流负载均衡............................................................6

7.5.2逐包负载均衡............................................................6

7.5.3段路由SR................................................................6

7.6确定转发技术..................................................................6

I

无损网络总体技术要求

无损网络总体技术要求

1范围

本文件主要规定了无损网络的总体技术要求，包括:网络测量技术、流控技术、拥塞控制技术、路径

调优技术以及确定转发技术等。

本文件适用于无损网络的设计、研发和测试。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

YD/T0277-2021电信网络的确定性IP网络总体架构和技术要求

T/CCSA264—2019数据中心无损网络典型场景技术要求和测试方法

IEEE802.1Qbp等价多路径路由（最短路径桥接）Equal-CostMulti-PathRouting(ShortestPath

Bridging)

IEEE802NendicaReport数据中心无损网络白皮书TheLosslessNetworkforDataCenters

RFC8402段路由架构SegmentRoutingArchitecture

RFC8655确定性网络架构DeterministicNetworkingArchitecture

3术语和定义

本文件没有需要界定的术语和定义。

4缩略语

下列缩略语适用于本文件：

DIP确定性互联网协议DeterministicInternetProtocol

ECMP等价多路径路由Equal-CostMulti-PathRouting

LPS负载感知的逐包分发Load-awarePacketSpraying

SR段路由SegmentRouting

5无损网络技术总体视图

无损网络是一种可兼顾低延迟、高吞吐的网络技术，通过提升网络在拥塞控制、流量控制、负载均

衡等方面的能力，从而满足网络的高吞吐、低时延和零丢包的要求，实现对应用的无损承载。在实现方

面，无损网络需要采用网络测量、流量控制、拥塞控制、路径调优以及确定转发等多种技术综合实现，

从应用的角度保证网络的无性能损失。

1

无损网络总体技术要求

按照应用网络域不同，无损网络可以分成数据中心内部网络无损技术和广域承载网络无损技术，总

体视图如图1所示。

图1无损网络技术总体视图

从实现的技术上看，无损网络技术包括网络测量技术、流量控制技术、拥塞控制技术、确定转发技

术以及路径调优技术等。其中，网络测量技术支持端到端的业务路径的质量感知能力，提供毫秒级精度

的网络质量测量和网络拥塞评估手段，进而可针对业务特征采用流量控制、拥塞控制等其他手段保证业

务无损传输。

流量控制技术属于点到点控制，用于管理特定的发送端与接收端之间的数据传输速率。在数据传输

过程中，接收端应为发送端提供指示或反馈信息，防止发送端与接收端之间通信处理速率不匹配，引起

的快速发送端压倒慢速接收端的情况发生。

拥塞控制技术要具备流识别、流汇聚、流切分的能力，在流所在路径发生拥塞后有能力将某些流调

整到其它可用路径，属于全局端到端控制。拥塞控制用于管理到达网络中的数据包的数量，确保网络；

链路可以承受所到达的数据包的数目，避免链路过载，出现由于不能及时处理数据包而造成数据包拥塞

的情况。

确定转发技术是从网络设备的角度，对流经设备的数据流的转发路径与转发时间进行规定，通过使

用具体的技术，对转发路径与周期进行计算，确保数据流可以在合理的传输路径与确切的周期内及进行

转发，使网络能够保持较高的吞吐量及确定性的传输时延，是一种端到端技术。

路径调优技术属于全局端到端控制，能够针对网络的链路状态选择一条或多条链路，同时以更细分

的数据包作为调度粒度，并支持对报文乱序的重排。

6数据中心无损网络技术要求

数据中心内部网络的无损网络技术应遵循T/CCSA264—2019《数据中心无损网络典型场景技术要

2

无损网络总体技术要求

求和测试方法》中相关的规定。

7广域网无损网络技术要求

7.1概述

广域网特点是连接不同地区局域网，通常跨接很大的物理范围，所覆盖的范围从几十公里到几千公

里。考虑到业务可接入性和可管理性，广域网应该具备端到端的管理的模式，有明确的业务Ingress节

点和Egress节点，且Ingress节点和Egress节点之间可跨越多个网络节点。考虑到网络的可靠性和通

量最大化，通常在Ingress节点和Egress节点之间部署多条路径，形成可负载分担和冗余备份的关系。

7.2网络测量技术

7.2.1网络质量测量

网络质量测量技术应支持带内测量方式，具备单向随路测量能力，获取路径时延、通量（最大带宽）

和剩余带宽的测量信息。建议具备支持毫秒级的周期性测量能力，有效捕捉流量微突发，反映网络的真

实质量。

网络质量测量方式建议采用主动测量和被动测量的混合模式，这样无论测量路径有无业务报文，都

可以在特定周期或者实时收集到网络质量信息。其中，主动测量是在真实的业务报文中周期性添加测量

报文，被动测量是通过对真实业务报文进行染色来实现测量。

图2网络质量测量方式

如果测量的Ingress节点和Egress节点具备多条路径，考虑到测量的精准度，