面向广域确定性网络的控制面技术研究

doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2023242

电信科学 ›› 2023, Vol. 39 ›› Issue (11): 27-38.doi: 10.11959/j.issn.1000-0801.2023242

面向广域确定性网络的控制面技术研究

石鸿伟¹^,², 陈庆强², 程智炜², 黄韬²^,³

¹ 东南大学网络空间安全学院，江苏南京 211189
² 网络通信与安全紫金山实验室，江苏南京 211111
³ 北京邮电大学网络与交换技术全国重点实验室，北京 100876

修回日期:2023-11-10 出版日期:2023-11-01 发布日期:2023-11-01
作者简介:石鸿伟（1982- ），男，东南大学博士生，网络通信与安全紫金山实验室高级工程师，主要研究方向为未来网络体系架构、软件定义网络、网络智能控制等
陈庆强（1990- ），男，网络通信与安全紫金山实验室工程师，主要研究方向为网络控制系统、软件定义网络等
程智炜（1993- ），男，网络通信与安全紫金山实验室工程师，主要研究方向为软件定义网络、确定性网络等
黄韬（1980- ），男，博士，北京邮电大学教授、博士生导师，主要研究方向为路由与交换、软件定义网络、内容分发网络、确定性网络、算力网络等
基金资助:
国家重点研发计划项目(2020YFB1806406)

Research on control plane technology for wide-area deterministic networking

Hongwei SHI¹^,², Qingqiang CHEN², Zhiwei CHENG², Tao HUANG²^,³

¹ School of Cyber Science and Engineering, Southeast University, Nanjing 211189, China
² Purple Mountain Laboratories, Nanjing 211111, China
³ State Key Laboratory of Networking and Switching Technology, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China

Revised:2023-11-10 Online:2023-11-01 Published:2023-11-01
Supported by:
The National Key Research and Development Program of China(2020YFB1806406)

摘要/Abstract

摘要：

数据要素的高效配置对于实现传统产业数字化转型尤为重要。网络的供给能力不仅要求数据报文的低时延、大带宽特性，更需要数据报文的低抖动和确定性。确定性网络技术是构建无损、确定、可靠的广域传播能力的关键。提出了面向广域确定性网络的控制面关键技术及设计思想，并详细阐述了实现确定性网络感知、业务规划和流量调度的具体方案。通过开展试验验证和应用测试，证明了系统结构的有效性，满足确定性网络的管理和调度需求。

关键词: 确定性网络, 网络控制, 软件定义, 周期循环调度

Abstract:

The efficient allocation of data elements is particularly important for achieving digital transformation in traditional industries.Network supply capabilities not only require low latency and high bandwidth for data packets, but also require low jitter and certainty in data packets.Deterministic networking technology is the key to build lossless, reliable, and deterministic wide-area communication capabilities.The key control technologies and design concepts for wide-area deterministic networking were proposed, and the specific plans for achieving deterministic networking perception, service planning, and traffic scheduling were elaborated on.Through experimental verification and application testing, the effectiveness of the system structure is proven and it meets the management and scheduling needs of deterministic networking.

Key words: deterministic networking, networking control, software define, cycle queuing and forwarding

中图分类号:

TP393

石鸿伟, 陈庆强, 程智炜, 黄韬. 面向广域确定性网络的控制面技术研究[J]. 电信科学, 2023, 39(11): 27-38.

Hongwei SHI, Qingqiang CHEN, Zhiwei CHENG, Tao HUANG. Research on control plane technology for wide-area deterministic networking[J]. Telecommunications Science, 2023, 39(11): 27-38.

图/表 10

表1

图1

图2

图3

图4

图5

表2

表3

图6

图7

参考文献 21

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标准/草案名称	标准组织	当前状态	更新时间
电信网络的确定性IP网络控制面技术要求	CCSA	草案	2023年4月
确定性IP网络通用封装及协议扩展技术要求	CCSA	草案	2023年8月
面向承载网的增强确定性网络控制面技术要求	CCSA	草案	2023年8月
draft-ietf-detnet-controller-plane-framework，确定性网络控制面架构	IETF	草案	2023年3月
draft-xiong-detnet-large-scale-enhancements，大规模确定性网络架构增强	IETF	草案	2023年7月
draft-guo-detnet-vpfc-planning，确定性网络的数据模型及集中控制	IETF	草案	2023年7月
draft-peng-lsr-flex-algo-deterministic-routing，确定性网络的IGP Flex-algo扩展	IETF	草案	2022年8月
draft-peng-lsr-deterministic-traffic-engineering，确定性网络的IGP扩展	IETF	草案	2023年7月
draft-xiong-pce-detnet-bounded-latency，确定性网络的PCEP扩展	IETF	草案	2023年6月

设备名称	硬件配置	数量	用途
服务器	操作系统：CentOS Linux Release 7.9.2009	3	部署确定性网络控制系统
	CPU：Intel(R) Xeon(R) Silver 4214 CPU @ 2.20 GHz
	内存：DDR3 128 GB
	硬盘：24 TB
	网卡：Realtek RTL8211E
确定性网络路由器	型号：新华三H3C-CR16010-F	4	构建确定性网络拓扑
数据网络测试仪	型号：SPT-C50	1	生成测试流量

流类型	包长	发包间隔	发包数量/间隔	统计流速
目标流	1 025 byte	10 μs	1	0.82 Gbit/s
干扰流	1 025 byte	100 ms	100 000	8.2 Gbit/s

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Research on control plane technology for wide-area deterministic networking

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