YDT 4509-2023无损网络中路由器设备技术要求

ICS33.040.40

CCSM19

YD

中华人民共和国通信行业标准

YD/TXXXXX—XXXX

无损网络中路由器设备技术要求

Technicalrequirementsforroutersinlosslessnetworks

(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

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。

本文件是无损网络设备技术要求系列标准之一，本系列标准的结构和名称如下：

——无损网络中路由器设备技术要求；

——无损网络中路由器设备测试方法；

——无损网络中交换机设备技术要求；

——无损网络中交换机设备测试方法。

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、中国信息通信研究院。

本文件主要起草人：解云鹏、赵锋、雷波、王江龙、李云鹤。

YD/TXXXXX—XXXX

无损网络中路由器设备技术要求

1范围

本文件规定了路由器设备支持无损网络相关能力的技术要求，内容包括组网场景、功能要求、性能

要求等。

本文件适用于面向广域无损网络中路由器设备的研究和开发。

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。

2021-0277T-YD电信网络的确定性IP网络总体架构和技术要求

2020-1143T-YD电信运营商网络带内流信息的自动化质量测量技术要求

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

Bridging)

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：

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

5广域无损网络组网场景

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，网络节点可包括成百上千个路由器设备。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IngressPE节点和EgressPE节点，且IngressPE节点和EgressPE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，IngressPE节点和EgressPE节点之间应

部署多条路径，多跳路径可形成可负载分担和冗余备份的关系。

如图1所示，IngressPE节点和EgressPE节点的网络存在多条可连通的路径，通过路径发现功能，

发现IngressPE节点和EgressPE节点之间的路径，然后测量这些路径的拥塞程度，用以指导负载分担，

1

进而将拥塞路径的流量调整到轻载的路径上，以提高网络通量。

图1广域无损网络场景

路径发现技术支持发现IngressPE节点和EgressPE节点之间的逻辑路径，最终IngressPE节点上

的路径的负载分担参数真实反馈路径质量。理论上，同一物理连接上的多个路径质量是相同的，不同物

理连接的多个路径的路径质量可能是不同的。通过这一原则，发现的多条路径建议是分离的、不完全重

合的。

拥塞评估技术支持通过质量测量结果进行路径的拥塞评估。在无拥塞的情况下，EgressPE节点在

周期时间内均应收到一个来自源的测量报文，且该报文到前一个测量报文间的发送统计和接收统计相

等，即报文的发送间隔和接收间隔相同。而如果遇到网络拥塞，测量报文也会随业务报文一起出现端到

端时延增大的情况。路径时延可支撑路径的拥塞程度。

流量控制技术支持如果两条路径为特定的IngressPE节点和EgressPE节点之间路径，且负载情况

不同，如果其中一条路径拥塞，而另一条路径轻载，那么在保证报文不乱序的情况下，IngressPE节点

调节拥塞路径的一部分流量到轻载路径，可以缓解拥塞情况。

路径调优技术针对IngressPE节点和EgressPE节点之间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。

确定转发技术是对IngressPE节点和EgressPE节点之间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，对转发路径与传输时延进行计算，确保数据流可以在合理的传输路径与确切的传

输时延内及进行转发，使网络能够保持较高的吞吐量及确定性的传输时延。

在广域无损网络中，要求路由器设备IngressPE节点和EgressPE节点之间采用上述无损网络技术，

实现网络无拥塞、全面负载均衡以及通量最大化，进而保障承载业务的体验。

6功能要求

6.1网络测量技术

IngressPE节点和EgressPE节点应支持网络测量技术。网络质量测量技术应支持带内测量方式，

遵循2020-1143T-YD《电信运营商网络带内流信息的自动化质量测量技术要求》，具备单向随路测量

能力。

建议节点数据面完成网络质量测量，避免节点控制面和数据面产生不必要的处理交互，增加响应时

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延，影响测量数据的实时性。

考虑到多条路径的测量质量信息在任何的时间点都具备可比性，建议IngressPE节点和EgressPE

节点之间可同时启动多条路径测量，并采用周期测量方式；建议EgressPE节点在每个周期都会向Ingress

PE节点回送所有路径收集到的测量数据。

6.1.1报文封装格式要求

6.1.1.1路径发现报文

路径发现协议沿途记录路径的入接口和出接口，不支持该功能的设备可忽略该报文的处理。该报文

主要功能是尽最大可能发现物理路径的特征，使合并后的逻辑路径和物理路径更加吻合。

路径发现协议报文建议参考如下格式：

1sthop

typehopnum

2ndhop...nhop

(8b)(8b)hopIDInPortIDOPortBWOportID

(8b)(16b)(4b)(16b)

type：报文类型，分为路径探测请求报文和回应报文。

hopnum：报文携带的hop信息的个数，从IngressPE节点到EgressPE节点，每个支持该功能的设

备，都会生成hop信息加到报文中。

hopID：每跳的设备ID。

InPortID：路径探测报文到达每跳设备的入接口ID。该字段在第一跳设备无效。

OPortID：路径探测报文从每跳发出时的端口ID。该字段在最后一跳设备无效。

6.1.1.2路径发现回应报文

EgressPE节点应支持路径发现回应报文，会将同一源端的回应报文打包发送，减少报文数量。

path1

1sthop

typepathNumpathIDhopNumpathn

...nhop...

(8b)(8b)(20b)(8b)hopIDInPortIDOPortBWOportID

(8b)(16b)(4b)(16b)

pathNum：回应报文中，包含多少条路径。

pathID：路径标识。

6.1.1.3路径测量报文

路径测量报文沿途收集报文发送时间和统计信息，作为拥塞测量数据，不支持的设备无需处理该报

文。

pathInfo1sthopInfo

typehopnum

...nhopInfo

(8b)(8b)tSendsendPktsendBytetSendsendPktsendByte

(64b)(32b)(64b)(64b)(32b)(64b)

3

type：报文类型，分为路径探测请求报文和回应报文，测量报文和测量回应报文。

hopnum：报文携带的hop信息的个数，从IngressPE节点到EgressPE节点，每个支持该功能的设

备，都会生成hop信息加到报文中。

pathInfo由源leaf设置，包括的字段如下：

tSend：测量报文在IngressPE节点进入调度队列时的时间戳。

sendPkt：此条路径数据报文发出的总个数

sendByte：此条路径数据报文发出的总字节数

hopInfo由包括源leaf的所有设备设置，用于计算出端口的利用率，包括的字段如下：

tSend：测量报文从出端口发送时的时间戳

sendPkt：测量报文从出端口发送时，该出端口发送的数据报文总个数

sendByte：测量报文从出端口发送时，该出端口发送的数据报文总字节数

6.1.1.4路径测量回应报文

一个测量回应报文可以携带多个路径的统计信息

path1statistics

type...pathn

(8b)pathIDdelay_jitterleftBWU_pathΔts_sendΔsendByteΔts_rcvΔrcvBytestatistics

type：报文类型，分为路径探测请求报文和回应报文，测量报文和测量回应报文。

pathID：path标识。

delay_jitter：端到端延迟相对于链路轻载时端到端延迟的抖动。

leftBW：路径上的所有link剩余带宽取最小。

U_path：路径上的所有link带宽利用率取最大。

Δts_send：第N和第N-1个测量报文的在源端的ts_send的差。

ΔsendByte：第N和第N-1个测量报文之间源端从该路径上发送的报文总字节数。

Δts_rcv：第N和第N-1个测量报文到达宿端的ts_rcv的差。

ΔrcvByte：第N和第N-1个测量报文之间宿端从该路径上接收的报文总字节数。

6.1.2测量功能

支持在IngressPE节点和EgressPE节点之间发送路径发现报文和回应报文，收集物理路径的参数

信息，如入接口、出接口、经过的路由器等信息，采用尽量收集的原则，不支持本功能的路由器不收集。

IngressPE节点和EgressPE节点支持某时间段内基于路径统计用户流的报文数和字节数。Ingress

PE节点和EgressPE节点支持某时间段内统计出接口的报文数和字节数。

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6.1.3异常诊断功能

应支持毫秒级的网络异常诊断，IngressPE节点和EgressPE节点支持连续发送不同优先级的测量报

文，其中高优先级报文应不受网络拥塞的影响，测量报文支持携带各自优先级的报文统计和时间戳。

IngressPE节点支持根据不同优先级测量报文的响应结果，识别判断该路径是否存在异常，并根据响

应报文中的发送和接收统计，判断具体的故障类型，具体判断如表1所示。

表1：异常诊断故障类型表

高优先级报文低优先级报文

异常诊断异常表现报文传输时延对比

是否存在丢包是否存在丢包

传输正常无无无两者相等

网络出现拥塞，还未物理路径正常，有拥

无无低优先级报文传输时延大

丢包塞，未丢包

网络拥塞严重，已发物理路径正常，有拥塞

无有低优先级报文传输时延大

生丢包丢包

物理异常：可能出现

物理路径异常，没拥塞有有传输时延相等

光衰、闪断等

物理异常且拥塞：可

物理路径异常，且拥塞有有低优先级报文传输时延大

能出现光衰、闪断等

物理异常：链路发生

测量报文丢失报文丢失报文丢失报文丢失

中断

6.2网络拥塞评估

Ingress节点建议支持网络拥塞评估技术。Ingress节点获取路径时延、通量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。

具体技术要求如下：

--发现IngressPE节点和EgressPE节点之间逻辑路径，使得流量可以在路径间进行分配。

--支持outband模式路径发现，即CPU下插路径发现协议报文的方式。

--支持通过发送报文收集路径的物理路径信息。

--支持路径合并，使用同一物理路径的多个逻辑路径，支持合并为一个路径。

--支持outband模式拥塞感知，即生成额外的测量报文感知拥塞。

--支持测量路径的拥塞程度，支持多条负载分担路径同时测量。

--支持获取负载分担路径的拥塞测量结果，获取时延应在亚秒级别。

--支持EgressPE节点发起测量，减轻IngressPE节点的压力。

5

--IngressPE节点和EgressPE节点支持通过分析测量报文识别路径改变的功能，并通知源端重新

学习路径。

6.3流量控制技术

IngressPE节点建议支持流量控制技术。考虑实时的反应，建议IngressPE节点的数据面支持流量

控制技术。

IngressPE节点的流量控制技术功能单元要具备如下流识别、流汇聚、流切分的能力，确保最终流

和路径的实时最佳匹配。

流的识别是流汇聚和流切分的基础。流的识别依赖于业务报文向外暴露的信息量，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。应支持采用IP五元组、MPLS标签等多种识别方式，同

时应具备识别老鼠流和大象流的能力。

应支持将识别后的同路径多条业务流进行汇聚，以保障在拥塞控制的时候尽量调整较少的流，最大

限度地保证网络和业务稳定状态。

在某条流带宽过大且导致路径拥塞，而拥塞控制能力单元无法为该条流找到其它合适的路径情况

下，应支持将识别后的大带宽汇聚流切分成多条小流进行处理。在流量具备切分能力的前提下，可将流

进一步切分，直至最终符合可调整的粒度。

建议支持无损服务能力的通告机制，将网络拥塞评估结果通过telemetry等方式进行对外通告。

6.4路径调优技术

建议PE节点和P节点设备支持RFC8402标准规定的SegmentRouting技术以及IEEE802.1Qbp

标准规定的ECMP负载均衡技术。

6.5确定性转发技术

建议PE节点和P节点设备支持确定性转发技术，相关要求应符合YD/TXXXX-XXXX《电信网络

的确定性IP网络总体架构和技术要求》（2021-0277T-YD）标准相关要求。

建议PE节点和P节点支持RFC8655规定的detnet相关技术要求

7性能要求

性能要求具体如下：

--PE节点和P节点支持发现64条路径；

--PE节点支持毫秒级或者秒级的周期性测量；

--PE支持同时测量4K条聚合流；

--支持PE节点之间256条路径同时测量；

--IngressPE节点支持1KEgressPE节点。

——————————————

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目次

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

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广域无损网络组网场景................................................................................................................................1

6功能要求........................................................................................................................................................2

6.1网络测量技术...................................................................2

6.1.1报文封装格式要求...........................................................3

6.1.2测量功能...................................................................4

6.1.3异常诊断功能...............................................................5

6.2网络拥塞评估...................................................................5

6.3流量控制技术...................................................................6

6.4路径调优技术...................................................................6

6.5确定性转发技术.................................................................6

7性能要求........................................................................................................................................................6

I

YD/TXXXXX—XXXX

无损网络中路由器设备技术要求

1范围

本文件规定了路由器设备支持无损网络相关能力的技术要求，内容包括组网场景、功能要求、性能

要求等。

本文件适用于面向广域无损网络中路由器设备的研究和开发。

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。

2021-0277T-YD电信网络的确定性IP网络总体架构和技术要求

2020-1143T-YD电信运营商网络带内流信息的自动化质量测量技术要求

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

Bridging)

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：

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

5广域无损网络组网场景

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，网络节点可包括成百上千个路由器设备。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IngressPE节点和EgressPE节点，且IngressPE节点和EgressPE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，IngressPE节点和EgressPE节点之间应

部署多条路径，多跳路径可形成可负载分担和冗余备份的关系。

如图1所示，IngressPE节点和EgressPE节点的网络存在多条可连通的路径，通过路径发现功能，

发现IngressPE节点和EgressPE节点之间的路径，然后测量这些路径的拥塞程度，用以指导负载分担，

1

进而将拥塞路径的流量调整到轻载的路径上，以提高网络通量。

图1广域无损网络场景

路径发现技术支持发现IngressPE节点和EgressPE节点之间的逻辑路径，最终IngressPE节点上

的路径的负载分担参数真实反馈路径质量。理论上，同一物理连接上的多个路径质量是相同的，不同物

理连接的多个路径的路径质量可能是不同的。通过这一原则，发现的多条路径建议是分离的、不完全重

合的。

拥塞评估技术支持通过质量测量结果进行路径的拥塞评估。在无拥塞的情况下，EgressPE节点在

周期时间内均应收到一个来自源的测量报文，且该报文到前一个测量报文间的发送统计和接收统计相

等，即报文的发送间隔和接收间隔相同。而如果遇到网络拥塞，测量报文也会随业务报文一起出现端到

端时延增大的情况。路径时延可支撑路径的拥塞程度。

流量控制技术支持如果两条路径为特定的IngressPE节点和EgressPE节点之间路径，且负载情况

不同，如果其中一条路径拥塞，而另一条路径轻载，那么在保证报文不乱序的情况下，IngressPE节点

调节拥塞路径的一部分流量到轻载路径，可以缓解拥塞情况。

路径调优技术针对IngressPE节点和EgressPE节点之间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。

确定转发技术是对IngressPE节点和EgressPE节点之间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，对转发路径与传输时延进行计算，确保数据流可以在合理的传输路径与确切的传

输时延内及进行转发，使网络能够保持较高的吞吐量及确定性的传输时延。

在广域无损网络中，要求路由器设备IngressPE节点和EgressPE节点之间采用上述无损网络技术，

实现网络无拥塞、全面负载均衡以及通量最大化，进而保障承载业务的体验。

6功能要求

6.1网络测量技术

IngressPE节点和EgressPE节点应支持网络测量技术。网络质量测量技术应支持带内测量方式，

遵循2020-1143T-YD《电信运营商网络带内流信息的自动化质量测量技术要求》，具备单向随路测量

能力。

建议节点数据面完成网络质量测量，避免节点控制面和数据面产生不必要的处理交互，增加响应时

YD/TXXXXX—XXXX

延，影响测量数据的实时性。

考虑到多条路径的测量质量信息在任何的时间点都具备可比性，建议IngressPE节点和EgressPE

节点之间可同时启动多条路径测量，并采用周期测量方式；建议EgressPE节点在每个周期都会向Ingress

PE节点