几十毫秒到几毫秒,以太网里的超级高铁
确定性网络构建离不开芯片底座
为了实现确定性网络,需要在网络中融合诸多新的技术如融合高精度时间同步技术、确定性队列技术、FlexE技术及高性能硬件OAM等。集成如此超大规模的功能,也对芯片设计提出了一系列要求:
1).5纳秒超高精度时间同步能力:这是支撑确定性转发路径测量与标识的基础。确定性转发路径需要所有转发网元基于同一个时间标识,各个转发网元基于全局统一的时间基准选择报文转发时机,进而达到缩短时延与抖动的效果;
2).极限芯片资源占用:每一项单技术模块都会占用不少的芯片资源,在业界单单是FlexE MAC资源规模就可以独立做一个芯片(如2019年Microchip单独发布了一款META-DX1的FlexE芯片),而确定性网络必须将更多的功能融合在一起,对整个芯片资源利用效率提出极高的要求;
3).多接口、多速率适配:为了满足各种工业场景使用,确定性网络要适配各种带宽速率,从GE到400GE。在一个架构中同时适配多速率物理接口,并且要能够实现多种速率灵活切换和对多速率的自适应;
4).灵活可编程:确定性技术发展方兴未艾,未来技术标准还在不断发展,因此只有可编程的灵活模组才能不断满足对确定性技术的持续探索。
确定性网络必由之路:抖动压缩方案
目前,业内探讨最多的确定性网络方案包括时间敏感网络(TSN)和基于CSQF的广域网确定性时延抖动方案。前者能够对于重要的数据进行优先级传输,但对于非重要的数据排队的情况可能会更加严重。后者通过时隙映射,周期性排队转发方式,保障网络的整体通畅,还是具有较大的平均延迟,为此,新华三集团提出了建设确定性网络的新思路:基于抖动压缩的简单实现确定性传输的原创方案。
对于轻载网络而言,它无需全网设备都支持CSQF,只需在入网和出网两端支持抖动压缩即可,从而兼容现有网络,降低网络建设成本。通过路径规划、时延检测和抖动压缩三步,抖动压缩方案实现了端对端确定性时延、抖动和零丢包。可以说,这一种方案同时兼顾了时间敏感网络(TSN)和基于CSQF的广域网确定性时延抖动方案的优点。
从硬件上来看,新华三确定性网络的新方案,不但继承了可编程FlexE模组的高精度时钟能力、网络切片能力还融合确定性业务队列能力,更增加了对10G/GE等低速率接口的支持,满足确定性网络在各个场景各种带宽下的应用需求。大幅提高了网络的兼容性,无需开辟新的路径就可以将确定性网络所需要的关键硬件能力统一集成。

讯享网

从软件上来看,也继承和扩展了SRv6可编程能力,创新性地通过SRv6 SID携带确定性网络转发信息,并支持北向对接控制器进行全局的确定性路径和发送窗口编排,为确定性网络的大规模部署提供了能力。

千公里,6微秒抖动,不断完善的确定性网络实践
在新华三与江苏省未来网络创新研究院和合作实践测试中,各场景均实现了确定性流的时延抖动控制在15微秒以内,在业界率先突破了确定性流和非确定性并存的问题。同时,中国信息通信研究院测试结果表明:“在12G确定性+80G背景流量高负载下,经过上千公里的传输,由新华三高端路由器构建的确定性网络确定性流量平均时延抖动6微秒、最大时延抖动仅为14微秒,实现了广域网端到端确定性流量抖动低于20微秒的研究目标,各项指标达到国际先进水平”。
从实践来看,新华三确定性网络的新方案时间进度和交付成果上均超出了预期,并得到了江苏省未来网络创新研究院的肯定和认可(添加之前新闻链接)。这也显示出新华三在确定性网络的建设上具备了以下核心能力:1、确定性方案覆盖局域网、广域网;2、支持跨地域、多节点间确定性传输;3、支持多业务并发,确定性流与非确定性流共存;4、支持确定性业务K级以上,端对端抖动20us以下。
未来网络将走向全域端对端确定性
在未来,会有大量的智能机器接入网络,“面向机器的通信”将产生许多新型网络功能需求。网络服务对象和服务模式的转变使得“大带宽等于高质量”的假设不再普遍适用,信息在网络中传输的准时性和网络层的确定性成为了未来网络关键需求之一。

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容,请联系我们,一经查实,本站将立刻删除。
如需转载请保留出处:https://51itzy.com/kjqy/61902.html