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5G技术

5G承载网络演进关键技术与应用研究

为解决传统城域网架构在5G大带宽、云化和云网融合等需求场景下存在的建网成本高、业务编排复杂等问题,中国联通提出了面向5G时代的固移融合、云网一体的智能城域网架构,是对已有综合承载传送网(UTN)的技术升级。中国联通智能城域网端到端支持并部署SR/EVPN协议,承载5G业务、政企大客户业务和家宽业务等,其中5G业务等三层业务采用SR-BE+L3VPN方案实现,二层业务采用SR-TE+EVPN方案实现。

目前智能城域网络已经完成了初期建设,但随着以SRv6和网络切片为代表的IPv6+技术的持续研究与陆续成熟,承载网络也将处于持续演进的过程。

SRv6技术与应用研究

SRv6作为IPv6+的核心代表技术,虽然在2013年与SR-MPLS技术一起提出,但是在2020年3月第一个核心RFC 8754(IPv6 Segment Routing Header,简称SRH)才正式定稿。从主流设备厂商支持的完备程度上看,SRv6技术的成熟与国内5G承载第一阶段的研究/建设窗口期之间存在一定的错位时间窗,由此导致SRv6技术尤其是体现SRv6可编程核心价值的SRv6 Policy技术未能在5G承载网络建设的第一时间部署应用。而SRv6技术相比于SR-MPLS技术,是当前阶段达成了一定共识的下一代演进的更优技术。因此5G承载网络向SRv6技术演进是目前研究的主要方向之一。

目前,国际、国内标准组织均在积极推进SRv6技术的相关标准化。现阶段已经形成了RFC 8754、RFC 8986等多篇RFC标准文稿,支持SRv6的ISIS/OSPF扩展等标准草案也在快速成熟,在国内CCSA也已经完成了《基于SRv6的IP承载网络总体技术要求》《基于SRv6的网络编程技术要求》和《基于SRv6的VPN网络技术要求》等系列标准。

从SRv6的应用部署来看,受管控面的成熟度、设备的支持能力和SRH头压缩标准进展等因素的综合影响,在2021年之前业界SRv6的大部分部署案例主要是基于SRv6-BE技术实现,虽然SRv6-BE技术基于Native IPv6的可达性在集客专线等场景可以发挥出快速开通的优势,但是从SRv6可编程特性的应用来看,SRv6-Policy才是SRv6技术成熟落地的标志。

同时,依托于SRv6-Policy技术,业界也在积极开展基于SRv6的SFC技术研究。如图1所示,借助SRv6 SFC技术,可以更加灵活地为传统的运营商专线提供增值服务能力,尤其在安全增值服务场景,SRv6 SFC技术可以充分发挥Native IPv6可达性、可编程性的优势,实现云侧服务与网络侧承载的融合统一,在一定程度上实现云网融合。

图1  基于SRv6的SFC增值服务专线场景

基于SRv6的SFC技术与PBR和NSH等技术相比有明显的优势,其可以与其它SID type无缝集成统一编排,简化网络层次,也可以充分利用SRv6的网络编程能力,易于扩展。在SRv6网络中,利用SRv6 SID的业务语义实现SFC,是相对更优的选择。

目前基于SRv6的SFC技术相关IETF标准主要有转发面标准draft-ietf-spring-sr-service-programming、控制面标准draft-lz-lsr-igp-sr-service-segments和draft-dawra-idr-bgp-ls-sr-service-segments等,其中转发面标准已经相对稳定,控制面标准尚处于个人草案状态,稳定性相对不足。但在明确需求场景的基础上,可以按需采用静态方式部署SRv6 SFC业务。

基于SRv6的SFC技术对承载网络设备提出了要求,目前虽然转发面标准相对稳定,directadmin汉化,但仅有部分厂家设备层支持该能力,后续尚需要进一步推动。SFC技术虽然需要调度云侧服务,但并不强制要求云内交换网络/VNF支持SRv6。如图2所示,如果云内VNF支持SRv6,可采用SRv6 aware方式,VNF直接参与业务链的调度。如果云内VNF不支持SRv6,则可采用SRv6 unaware方式部署,将承载网PE配置为SRv6 Proxy,作为云网业务调度点,从而降低对云内服务的要求。

图2  基于SRv6的SFC两种实现方式

SRv6 aware/unaware方式各有优劣,在目前大部分云侧服务不支持SRv6的情况下,可优先采用SRv6 unaware方式开展业务,后续根据网络/业务的具体要求,按需逐步推进SRv6入云。

网络切片

承载网络切片在行业标准中的定义是,IP承载网络为给特定的用户或业务提供专用或共享的网络资源,以满足不同的用户业务差异化连接需求和质量保证的虚拟网络。在IETF中的标准定义可以参考draft-ietf-teas-ietf-network-slice-definition。在实际落地应用中,承载网络切片应用主要的关注点为隔离和差异化的调度服务,目前主要有软切片VPN+QoS与硬切片FlexE+VPN+QoS两种落地部署方式。

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