云网一体信息基础设施分册2：IP网络3.0技术白皮书

1云网一体信息基础设施——IP网络3.0技术白皮书中国电信股份有限公司研究院本白皮书版权属于中国电信股份有限公司研究院及其合作单位法律责任。II秒级开通等海量数据传输需求。本白皮书包括“IP网络3.0体系架构白皮书”和“中国电信IP网络业务/应用Underlay+Overlay协同的确定性承载，开创了基于用确定性切片技术白皮书”重点介绍了中国电信创新性提出的IP确定1云网一体信息基础设施——IP网络3.0技术白皮书中国电信股份有限公司研究院1参与单位排序不分先后）司主要编写人员排序不分先后）I络正处在从消费互联网连接底座快速发展成产业互联网连接底座的式创新。 1 1 3 4 5 6 7 11 15 18 20 20 21 23 25 27 27 29 33 36 39 40 41 42 44 45 47 481字经济发展的重要基础。网场景，没有过多关注垂直行业。但随着面向产业数字化场景的IP广电媒资网络，以及工业网络等各行各业网展。2能等新技术打下了良好基础。以建设一套支持2000路4K超高清电视信号的制播系统为例，采用上。3比如在远程医疗、远程教育、远程工业现场中正逐步得到应用的求。4云服务。5/37%多公有云&多私有云 19%多公有云&单私有云9%7%单公有云9%7%单公有云&单私有云基于对全球750名云计算决策者和用户的调查上云业务弹性的需求，需要转变为更加敏捷的网络即服务（NaaS）应用往往都属于连接+业务（CaaS）。连接+业务既有明确的连接目端等多种异构资源的跨域协同。6化利用。为全球可达的IP互联网。而运营商对电信网络的改造和商业运营需数字经济万物智联的精准承载和精细运营需求，将进一步推动IP承7方式来保障服务质量。起来形成一个新的MPLS协议，通过建立“虚连接”的方法，结合最终，要解决上述确定性问题，还是要回到为应用/业务连接建8立确定性转发路径，并预留足够转发资源的方式解决。这就需要IPTCP/IP协议栈采用分层解耦的细腰模式，上部多种应用统一承从而也无法选择对应特性的转发资源对不同应用进行精准的差异化/9务标识体系，结合业务感知能力形成快速提供确定性/差异化网络服张宏科院士认为[7]：传统互联网体系存在的“网络与用户”、0展。 据ITU-TNetwork2030ArchitectureFramework预测，用户数的普及，网络带宽需求仍将以接近指数方式增长。如极限虚拟现实通信带宽需求更是达到1080P高清带VR/全息通信等应用均需要确定性带宽网络承载，但在现有IP3有特殊需求的连接业务使用的能力和资源付费的。控模式也决定了IP网络的商业模式只能提供接入和组网业务收费，不能根据业务连接使用的网络资源情况进行收费。×业务连接×连接ARPU”的增值收入。务/应用场景使用网络资源的能力，以及按需自动提供服务保障并对5并呈现出明显的网络发展代际。协议底座，以多业务承载和商业化运营为目标的IP承载网对应“IP新阶段。67座实现了多张网络的逻辑隔离和可靠性保障，并引入QoS满足其中必要性，又比传统的资源预留和分布式协议降低了控制的冗余性。89转发性能保障。022数字经济产业互联网连接底座的需求。(1)演进式兼容原有产业链设计：IP业务网架构是继承式创新，带来产业链动荡。产业互联网发展、元宇宙沉浸式业务、云网/算网一体融合新连接的管控和精细调度能力。一端到端标识。(4)内生业务智能与孪生设计：IP业务网架构设计将各种能力由IP业务网总体架构设计是在传统IP承载网的基础上新增的一组座能力满足新的需求，此时IP业务网不需对业务信令流程进行大的各种新兴业务尤其是CaaS“连接”型业务的需求，提322和“履约”两大运营阶段的支撑要求，为IP业务网提供用户开户、端位置管理、终端能力信息收集、用户注册、用户业务接入管理和522622层之间实现高效协同的问题。722822业务核心网通过控制信令向超级业务网关下发用户业务/应用流识别(3)业务智能分流：基于业务的确定性/差异化承载的服务需求，将业务连接的数据报文分流到相应服务等级保障网络平面。域网部署超级业务网关负责用户的接入和业务连接建立，在云资源/922可以适当高挂。作为IP业务网的核心控制平面，业务核心网提供业务管理和控下一节。业务核心网的设置要考虑业务管理规模和运营管理主体进行设可以考虑分省部署设置。接入签约参数以及签约的业务信息等。3端等场景。业务连接的质量和体验。322应。344以看作特定客户的特定业务，也可以看作一种精细化的QoS标记，/云侧设备直接生成并封装在报文中；网络侧方案指该标识由网络侧边缘设备生成并封装在报文中，此时，该标识信息无需由应用端侧/SRv6是业务承载层的关键底座技术，赋其SLA需求的显式路径，实现Overlay求被拒绝消息。全。BindingSID实现网络信息防泄露。IP业务网维护不同用户间的互信关系来保障业务连接的安全。户间互信关系的维护。路由控制面安全隔离。AI赋能、工业互联网等领域的持续创新激发和促进了一系列全新的044SLA建立端到端保障通道。在行业应用场景下，类似的业务场景还有远程办公/教育、远程理开通环节繁琐冗长，无法满足用户即时保障的随建随拆诉求，IPPON网络是运营商为家宽用户和政企用户提供低成本、高带宽以一些网点分散的商企/连锁机构或加盟商店为例，这部分用户证业务可信接入、快速可通达组网能力，同时运营商可实现session分享的即时需求。海量数据低成本传送。考数据传输等。基于超算快线业务，可进一步盘活运营商的闲时资源，提升IP定通畅。544‘产业发展倡议升级和业务落地。644AIArtificialIntelligence人工智能ARAugmentedReality增强现实ARPUAverageRevenuePerUser每用户平均收入CCSAChinaCommunicationsStandardsAssociation中国通信标准化协会CDNContentDeliveryNetwork内容分发网络HTCHolographicTypeCommunications全息通信ICTinformationandcommunicationstechnology信息与通信技术IIoTIndustrialInternetofThings工业互联网ITU-TITUTelecommunicationStandardizationSector国际电信联盟电信标准分局MPLSMulti-ProtocolLabelSwitching多协议标签交换MRMixedReality混合现实SRv6SegmentRoutingIPv6基于IPv6转发平面的段路由VRVirtualReality虚拟现实[2]DriveNets.INTRODUCINGDRIVENETSNETWORKCLOUD:FromTraditionalChassisto[3]AT&T.AT&TSubmitsWhiteBoxDesigntotheOpenComputeProject[/story/2019/open_compute_project.h[5]SONiC.DistributedForwardinginaVir/sonic-net/SONiC/blob/9d800b1af99c7d2f22c234f1a17224e112c93/doc/voq/archi/s/OXyqao9cofPZOzHavul/szff/170298.[8]Network2030ArchitectureFramework.[ITU-TFGNET2030](2020-06[10]IETFAPNWorkgroup.1云网一体信息基础设施——IP网络3.0技术白皮书中国电信股份有限公司研究院2主要编写单位排序不分先后）参与单位排序不分先后）主要编写人员排序不分先后）I户的形式来使用网络。部署M级颗粒度的切片能力。一方面考虑到用户会负担不起资费昂道。化和智能化的方向发展和升级。 1 1 1 2 3 4 4 6 6 7 8 9 9 10 11 12 13 13 16 16 17 18 20 21 22 231为客户提供带宽可定制的高品质M级粒度切片服务能力，助力中国23推广开来。43.1IP确定性切片技术架构5IP确定性切片方案技术架构分为底部物理设备层和控制器管控备侧协同实现切片的实例化。63.2IP确定性切片报文封装3.2.1IPv6+报文封装格式7种方式的优势是通过把切片控制面路由拓扑与切片数据面标识进行发表项规格要求。字段名长度含义切片前缀48比特切片前缀用于芯片识别源地址是否带SliceID，该前缀下发给芯片。支持规划多个切片前缀。NodeID32比特区分不同设备的源地址标识。Padding16比特切片前缀和NodeID的总长度小于96时，填充0。SliceID32比特（31+1）切片标识，在IPv6源地址的低32比特。其中，最高位用作严格模式标记位（Strict-Flag）。节点根据低31比特中的切片ID查找对应的切片资源接口或子通道。当切片资源接口或子通道不存在时：若Strict-Flag为1，则丢弃报文；若Strict-Flag为0，则采用BE方式转发。3.2.2MPLS/SR报文封装格式标识特定切片。8图6所示，在FlexE/以太接口上创建切片实例后，设备基9也不能分享给其他的用户使用。3.4IP确定性切片技术转发流程3.4.1IPv6+确定性切片uRPSF转发流程切片前缀和NodeID构成可路由前缀，可路由前缀通过IGP通节点使用切片专用源地址作为外层SRv6封装报文的源地址，并将3.4.2MPLS/SR报文确定性切片处理流程MPLS/SR网络中切片标识Slice-ID通过内层标签携带，如图10所可支持对IP确定性切片的故障检测、故障定位。通过发送切换到备用切片。IOAM随流检测等技术监控业务时延、丢包指标，并通过流量优化等领域。在城域网部署IP确定性切片技术，结合骨干网跨域选路能力，运维能力。提供医保切片、院间切片等按类型的定制差异化题。产控制类业务可以通过定制专享确定性M级硬切片通道，来满足精利用网络高带宽、低延时、广覆盖的特点，将现场斯坦尼康、向控制等信号通过5G无线网络进行双向传输，在远程制作中心即保障多个异地现场和远程中心之间的远端传输质量。5G促进传统行业数字化转型，企业云网和算网服务等新业务需英文缩写英文全拼中文名称IOAMIn-situ