2025网络模态可编程能力要求

网络模态可编程能力要求目次TOC\o"1-6"\h\z\u前言 II引言 III1范围 12规范性引用文件 13术语和定义和缩略语 13.1术语和定义 13.2缩略语 24概述 35网络模态编程对象 35.1数据层 35.2控制层 46网络模态编程的功能 46.1报文解析功能 46.2查表匹配功能 46.3报文操作功能 47网络模态编程的接口 5

网络模态可编程能力要求范围本文件规定了网络模态可编程能力要求，包括网络模态编程的对象、功能、接口等内容。本文件适用于面向多模态网络的网络模态开发。规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是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。术语和定义和缩略语术语和定义下列术语和定义适用于本文件。网络模态（NetworkModal）网络模态是按照约定的技术规范定义的网络系统（包括协议体系、构建部署、管理运维等元素）通过标准化接口部署在网络基础设施中的抽象表述。例如：基于IPv4标识的网络模态、基于IPv6标识的网络模态、基于身份标识的网络模态、基于内容标识的网络模态、基于地理空间位置标识的网络模态等。按照网络模态设计思路的不同，可以分为演进型网络模态和变革性网络模态。演进型网络模态：当某一特定网络模态无法适应网络业务需求或因资源变动导致网络资源利用率下降时，对网络模态的部分处理逻辑、资源映射关系进行微调以适应网络业务变化和资源变化，形成的新网络模态即为演进型网络模态；例如：NDN网络模态、地理标识网络模态、身份标识网络模态等。变革性网络模态：当对网络模态进行微调仍无法适应业务和资源变化时，则将产生网络模态消亡并生成新的网络模态，这些并未基于已有网络模态进行生成而是重新设计相应的处理流程、资源映射关系而生成的网络模态称之为变革型网络模态。例如：IPv6网络模态、SRv6网络模态等。多模态网络环境（PolymorphicNetworkEnvironment）多模态网络环境由多模态网络物理环境及其软件生态构成，支持多样化网络模态共生共存、动态并发和演进变革，既能保障各类业务及网络技术体制的自持发展，又能实现多元网络的智能、高效、安全一体化部署和管理。多模态网络环境将应用网络模态及业务与基础设施环境相分离，各种网络体制以模态的形式在多模态网络环境上动态加载和运行，按照模态自定义的报文格式、路由协议、交换方式、转发逻辑等进行处理，实现多种模态在同一物理网络平台上的共存、演进或变革发展。通过允许多种网络体制在同一物理基础设施上并行运行，并采用不同的网络体制来承载不同的网络业务聚类，可提供动态的、针对性、专业性的网络服务。多模态网络（PolymorphicNetwork）多模态网络是一种网络技术体系与网络基础设施分离的发展范式，将现有或未来的各种网络技术体系（包括业务或服务或管理功能）以网络模态的形式，在网络基础设施上动态加载和运行，按照网络模态自定义的软硬件组态、报文格式、路由协议、交换方式、转发逻辑、业务特点、运维规范和安全策略等进行处理，实现多种网络模态在同一技术物理环境内的共生共存、独立演进与变革。在物理形态上，多模态网络是由网元、各种传输介质、多种或多个运行在标准化的即插即用软硬件接口上的网络模态，以及智能化的运维管理系统组成。网络模态通过标准化软硬件接口从网元获得所需的计算/存储/交换资源，除了能够实施期望的软件编程操作外，还可以对网络模态所分配的硬件资源进行构造/算法/性能等的软件定义。在体系结构层面，多模态网络分为数据层、控制层和服务层。在多模态网络发展范式下，各种网络模态的技术演进、业务发展、应用创新及运维管理属于原有的网络体系，各自独立部署或演进发展，网络模态的技术体系与多模态网络支撑环境相分离，从而在机理上可保证多模态网络不但能与已有或未来的网络技术体系以及多样化的垂直行业应用相兼容多模态网元(PolymorphIcNetworkElement)多模态网元是一种基于网络全维可定义技术和一组标准化软硬件接口实现、支持多种或多个网络模态共生运行的网络设备或系统。通过标准化的即插即用接口，能够为运行其上的多种网络模态定义的寻址方式、报文格式、路由协议、信令方式、计算/存储/转发机制、交换方式、调度策略、安全机制、服务质量、运维管理等提供技术实现层面的软硬件支持，具有网元内软硬件资源的智能化动态分配、管理和保障功能，能够支撑多种或多个网络模态及相关应用在网元设施上的独立部署和运行或运营。多模态网元自身具备一体化的功能安全和网络安全之内生安全属性，能够保证宿主环境中即使存在基于软硬件代码设计缺陷的网络攻击或随机性故障，也不会影响加载其上的网络模态之运行。网络模态程序（NetworkModalProgram）网络模态程序是根据网络模态技术体制编写的具体实现，包含了定义网络模态行为的代码。它定义了该网络模态的协议栈、寻址机制、报文格式、路由策略、数据传输机制、安全策略等，并且能够通过多模态网络编程接口与多模态网络实体进行交互，从而部署在多模态网络基础设施上。缩略语下列缩略语适用于本文件APIApplicationProgrammingInterface应用程序编程接口ASICApplicationSpecificIntegratedCircuit专用集成电路FPGAFieldProgrammableGateArray现场可编程门阵列NFPNetworkFlowProcessor网络流处理器CPUCentralProcessingUnit中央处理器TLVType-Length-Value类型-长度-值L2Layer22层L4Layer44层L5Layer55层概述多模态网络将传统网络的七层参考模型整合为数据层、控制层和服务层，支持从底层到上层全维度可定义的数据转发、异构互连、寻址路由、资源调度和功能编排等，支持IP、内容、地理空间、身份等多模态标识的协同寻址路由。通过对数据层和控制层进行编程，将各种网络体制以网络模态的形式在多模态网络环境上动态加载和运行，按照网络模态自定义的报文格式、路由协议、交换方式、转发逻辑等进行处理。数据层负责执行对网络模态数据包转发和处理功能，控制层负责计算对网络模态数据包转发和处理的策略。网络模态编程能力的要求如下：—提供统一的编程接口，与多模态网元解耦，屏蔽设备之间的差异性，网络模态程序具备可移植性；—提供网络模态所需的解析、查表匹配以及报文操作等功能，包括计算、存储、安全等功能；—网络模态程序具备并发性，支持多种网络模态同时运行；—网络模态程序具备隔离性，相同优先级的网络模态互相之间不影响。网络模态编程对象数据层数据层由基于专用集成电路（ApplicationSpecificIntegratedCircuit,ASIC）、现场可编程门阵列（FieldProgrammableGateArray,FPGA）、网络流处理器（NetworkFlowProcessor,NFP）和中央处理器（CentralProcessingUnit,CPU）等多种交换单元的网元设备组成，且这些异构设备可存在于同一个网络中。应当采用统一的编程模型、语法、接口进行网络模态编程，屏蔽不同规格的多模态网元之间的差异性。数据层的编程对象包括单个多模态网元、多个模态网元。支持以单个多模态网元为对象进行编程，应当支持多种类型的多模态网元。支持以多个多模态网元为对象进行编程，应当或推荐以下功能：—应当支持多个多模态网元为同构或者异构的情况；—应当支持通过编号或者其他方式手动指定编程的范围（即哪些网元），推荐根据网络模态程序或配置信息等计算编程范围；—应当支持同一套程序在多个多模态网元上部署，推荐支持对同一套程序进行自动化分解，将分解后的程序部署在不同的多模态网元上。对多个网络模态进行编程时，数据层应当支持网络模态联合编程，推荐支持网络模态独立编程。—联合编程：在一套程序中对多个网络模态进行编程，对该程序进行编译和部署，可实现多个网络模态的共网运行；—独立编程：对各个模态分别进行编程并得到多套程序（如程序A、B），对程序A和B依次进行编译部署，可实现多个网络模态的共网运行控制层对多个网络模态进行编程时，控制层应当支持网络模态联合编程和网络模态独立编程。—联合编程：在一套程序中对多个网络模态进行编程，对该程序进行编译和部署，可实现多个网络模态的共网运行。—独立编程：对各个网络模态分别进行编程并得到多套程序（如程序A、B），对程序A和B依次进行编译部署，可实现多个网络模态的共网运行。网络模态编程的功能报文解析功能可对报文解析功能进行编程，应当支持为每个网络模态独立定义报文解析逻辑，不同网络模态的报文解析功能互不影响。如情况①仅对网络模态A的报文解析，情况②对网络模态A、B的报文同时进行解析，网络模态A的报文解析速率、功能应当保持不变。此外，报文解析应当或推荐具备以下功能： —应当支持用户自定义报文解析逻辑；—应当支持根据自定义的偏移值和字段长度提取字段，应当能精确到比特；—应当支持对定长格式报文的解析；—应当支持对不定长TLV格式报文的解析；—应当支持同时对多种不同格式的报文的解析；—应当支持L2-L4层解析，推荐支持L5层及L5以上的报文解析。查表匹配功能可对报文查表匹配功能进行编程，应当支持为每个网络模态独立定义匹配查表逻辑、容量、优先级。如情况①网络模态A定义的表项容量为a，情况②在此基础上，增加网络模态B的查表匹配功能，定义表项容量为b，此时应当满足以下要求：—网络模态A、B可同时查表；—若网络模态A的表项和网络模态B的表项优先级相同，在表项资源不足的情况下，网络模态A的可用表项容量为a，网络模态B的可用表项容量小于b；—若网络模态A的表项和网络模态B的表项优先级不同，在表项资源不足的情况下，优先满足高优线的网络模态。此外，查表匹配应当或推荐具备以下功能：—应当支持精确匹配、前缀匹配、范围匹配,推荐支持掩码匹配；—应当支持自定义查表匹配的键值，键值由一个或多个字段组成；—应当支持流表级联查表。报文操作功能可对报文操作功能进行编程，应当支持为每个网络模态独立定义报文操作逻辑功能，不同网络模态的报文操作功能互不影响。如情况①仅对网络模态A的报文进行操作，情况②对网络模态A、B的报文同时进行操作，网络模态B报文