确定性承载网络的操作管理维护技术要求

3确定性承载网络的操作管理维护技术要求本文件规定了确定性承载网络的操作管理维护技术要求，分析了确定性操作管理维护的需求，数据面封装格式及处理机制，故障检测方案和性能测量方法等，并详细规范了相关的技术要求。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YD/T4418-2023电信网络的确定性IP网络的总体架构与技术要求IETFRFC5880双向连接检测方法(BidirectionalForwardingDetection(BFD))IETFRFC5357双向主动式测量协议(ATuo-WayActiveMeasurementProtocol(TWAMP))IETFRFC6374MPLS网络丢包和时延测量(PacketLossandDelayMeasurenentforMPLSNetworks)IETFRFC7799主动式、被动式度量与方法(含混合式)(ActiveandPassiveMetricsandMethods(withHybridTypesIn-IETFRFC8086GRE-in-UDP封装方法(GRE-in-UDPEncapsulation)IETFRFC8321基于标记测量方法的混合性能监控(Alternate-MarkingNethodforPassiveandHybridPerfornanceMonitoring)IETFRFC8655DetNet网络架构(DeterainisticNetworkingArchitecture)IETFRFC8762简单双向主动式测量协议(SimpleTw6-WayActiveMeasurementProtocol(STAMP))IETFRFC8972STAMP协议扩展(SimpleTwo-WayActive3术语、定义和缩略语4转发子层forwardingsub-layer指确定性网络数据平面中提供报文转发服务的子层。业务子层servicesub-lay指确定性网络数据平面中提供确定性业务服务的子层。转发节点transitnode是确定性网络节点的一种，工作在转发子层，提供不同链路或子网之间的报文交换。是确定性网络节点的一种，工作在业务子层，可与不同的转发子层路径互联以提供业务保护，同时也具备转发节点的功能。主动式性能测量activeperformancemeasurement指对目标网络注入特意构造的报文流并对其进行观测，以得到网络性能测量的结果。被动式性能测量passiveperformancemeasurement指对目标网络中已有的报文流进行观测，以得到网络性能测量的结果。混合式性能测量hybridperformancemeasurement指对目标网络中已有的报文流在其报文结构中加入若于用于观测的特殊比特，以得到网络性能测量的结果。混合式性能测量兼有主动式性能测量和被动式性能测量的特征以下缩略语适用于本文件。5—确定性网络控制字GenericAssociate通用路由封装GenericRoutingEncap内部网关协议IP流信息输出IntemetProtocolVersio维护端点MaintenanceEndPoint多协议标签交换操作管理维护Operations,AdministrPointtoMultiplePoint报文消除功能PacketEliminationFunc报文排序功能报文复制功能PacketReplicationFu报文复制/消除/排序功能的统称PacketReplicationElimin服务质量QualityofSerice远程缺陷指示分段路由简单双向主动测量协议类型长度值时间敏感网络Time-SensitiveNetworking6—TWAM双向主动测量协议Two-WayActiveMeasurement确定性网络是指在网络中可提供确定性业务SLA(service-levelagreenent)保障的转发能力，当前阶段的主要目标是支持确定性低丢包率、确定性转发时延边界和确定性抖动上限。为了满足确定性服务等的业务需求，为了满足确定性服务的业务需求，为了在L3层实现确定性技术，IETF标准RFC8655提出确定性网络(DeterninisticNetworking,DetNet)架构，为二层桥和三层路由网络提供确定性服务，确定性服务等级(QualityofService,QoS)要求包括确定性时延上限，低丢包率，低抖动和高可靠性等。确定性承载网络是指提供确定性网络服务的承载网。需要为确定性承载网络建立一套操作管理维护(Operations,AdministrationandMaintenance,OAM)的机制，它的主要功能是有效提升网络的操作，管理和维护能力，保障网络的稳定运行。确定性网络0AM需要提供故障检测，定位和性能测量等功能。首先，需要在确定性网络中实现保护机制及相关故障检测方法，当网络中出现异常时，自动检测网络中存在的问题，利用相关保护机制保证报文的正常传输。其次，提供确定性SLA服务的基础是能够测量和监控网络状态，包括乱序数、丢包率、单向/双向时延、抖动等指标。具备对这些网络指标测量的能力，也能够使运营商对网络的QoS特性有更深入的了解，从而方便网络规划、故障定位以及估计网络性能。5确定性承载网络操作管理维护的功能要求5.1确定性承载网络的0AM总体要求确定性承载网络的OAM总体要求如下：a)确定性承载网络0AM需要能够在给定域内，在指定子层，由一个维护端点向下游的一个或一组维护端点发起OAM会话：b)确定性承载网络需要能够经由控制平面(例如集中控制器)初始化0AM会话：c)确定性承载网络需要支持主动式OAM监视和测量方法：d)确定性承载网络需要支持按需式0AW监视和测量方法；e)确定性承载网络需要支持单向0AM方法、连续性检查、连接验证和性能测量；f)确定性承载网络宜支持前向带内监视或测量与反向带外通知到源MEP相结合的方法：g)确定性承载网络需要支持往返方向的确定性流；b)确定性承载网络宜支持对往返方向上确定性流采用双向0AN监视和测量方法，且往返方向上OAM测试报文都必须在带内；i)确定性承载网络需要支持按指定确定性流进行设备可达性的主动式检测j)确定性承载网络宜支持混合式性能测量方法：k)确定性承载网络用于计算的性能度量应包括且不限于吞吐量、丢包、乱序、时延、抖动。5.2确定性承载网络转发子层的0AN基本要求8—表1ACH报文头格式定义92表2ACH报文头字段定义长度(bit)4第0到3比特必须是0001,用于区别确定文和IP报文。4用于指示确定性承载网络ACH头的版本号。88用于指示确定性承载网络关联通道的类型。用于指示产生OAM报文的确定性承载网络节3系等。54用于标识OAM会话，区分同一个节点产生的OAM会话。主动式0AM的MPLS封装格式如图1所示。确定性网络确定性网络OAM报文确定性网络OAM的ACH头业务标签转发标签数据链路层—图4单向时延测量示意图第一、假设业务流量转发路径依次经过网元1、网元2、网元3、网元n,流量经过各网元的时间分别为ti、t₂、ts、t。(可以是流量进入网元的入口时间戳，或者出网元的出口时间戳)。同时，用于时延测试的流量经专用链路传输到集中管理单元，传输时延分别是T₁、T₂、T₃、T,集中管理单元收到各网元流量信息的时间戳为tic、tx、tx、tac等，如图4。第二、假设网元1和网元2的时间偏差是△ti₂。则流量从网元1到网元2的单向传输时延Delayi2第三、假设网元1和集中管理单元的两者时间偏差是△tic,则从网元1的流量信息到达集中管理第四、因为网元2和集中管理单元时间偏差是△tic-Ati₂,所以从网元2采集的流量到达集中管理单元的时间tx等于：第五、式3-式2得：第六、式4代入式1,得到业务流量从网元1到网元2的单向传输时延Delayig:第七、依次类推，从网元m到网元n的单向传输时延其中ta、tc是集中控制单元收到流量的时间，T、Tn是连接网元与集中控制单元专用链路的时延。对集中控制单元而言，通过测量得到的tac、tc和已知的T、T,可以推算出任意网元之间的单向9.2.3基于累积时延的单向时延测量方法单向时延可以分解为两个部分：单向累积物理链路时延和单向累积节点时廷。其中，由于无时间同步，物理链路累积时延难以获取，有几种现有的解决方案，例如一种方案可以通过在每条链路上测量双向时延，这样做的缺点是较为繁琐，由于不知道业务路径，几乎需要全网部署链路时延检测协议：另一种方案可以通过使用专用仪表进行链路时廷测量，这种方式是操作复杂，需要用户参与进行：还有一种方式是通过光纤路径上的标记进行长度和时延的换算，由于存在生产工艺和温湿度的影响，这种方法在长距离情况下精确度不够高。端到端的单向链路时延等于单向累计物理链路时延与沿途各节点驻留时延之和。对于单向物理链路时延，由于其正反向时延差几乎可以忽略，因此可以将其近似为往返累计物理链路时延的一半。对于各节点内驻留时延，可以通过在0AM报文中记录的节点入时间戳和出时间戳相减而得。单向时延测量方法分二步进行。图5累积时延测量示意图第一步，发送环回OAM报文，通过往返时延推出单向物理链路时延。要计算从源节点A经中间节点B最终到达目的节点C的单向时延，可以先发送一路径为A→B→C→B→A的环回OAM报文，如图5所示。在A节点本地先后记录发送时间戳t1和接收时间戳t2,得到环回OAM报文的双向总时延t2-t1。通过该环回OAM报文还可以获取各节点的时间信息，包括B节点和C节点记录的入口时间戳和出口时间截，计算出B节点A→C方向的驻留时间T1、B节点C→A方向的驻留时间T2、C节点的驻留时间T3,得到累积节点驻留时延为T1+T3+T2。那么往返累计链路时延之和为t2-t1-(T1+T2+T3)。A到C节点的单向累计链路时延Link_delay(A→C)=(t2-t1-(T1+T2+T3第二步，发送单向OAM测量报文，测量驻留时延测量，与单向链路时延相加得到端到端单向时延。如图6所示，再从A节点向C节点发送带内OAM测量报文。在OAM报文中携带单向链路累计时延。OAM报文经过每跳节点时，记录该带内OAM报文实时的节点驻留时延，A节点的驻留时延为T4,B节点驻留时延为T5,c节点驻留时延为T6。C节点收到带内OAM单向时延测量报文后，利用报文中携带的单向累积链路时延信息和各段驻留时延信息，可计算得到A到C的单向时延为：Delay(A→C)=Link_delay(A→C)+T4+T5单向时延初始值=单向累积链路时延+T4图6单向累积时延计算示意图单向时延测量过程可进行多次，通过其最大值、最小值和统计平均值反映确定性流的时延性能9.3双向时延测量方法确定性承载网络的双向时延测量针对确定性业务流进行。可以采用TWAMP(REC5357)、STAMP(RFC8762,RFC8972)等方法进行丢包测量，测量时需要确保0AM报文携带业务报文的流标识，与业务报文走同样的转发路径。9.4抖动测量方法—[1]IETFdraft-ietf-detnet-oam-framework-08DetNet[2]IETFdraft-ietf-detnet-ip-oan-06DetNet[3]IETFdraft-ietf-detnet-mpls-oan-12DetNetMPISOAM方法(DetNetServiceSub-layer[5]IETFdr