YD-T 4466-2023靈活以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)要求

ICS33.040.40

L78

YD

中華人民共和國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

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靈活以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)要求

TechnicalrequirementofflexibleEthernetnetwork

（報(bào)批稿）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部發(fā)布

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前言

本文件按照GB/T1.1-2020給出的規(guī)則起草。

注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利，本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別這些專利的責(zé)任。

本文件由中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)提出并歸口。

本文件起草單位：中國(guó)電信集團(tuán)有限公司、中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團(tuán)有限公司、華為技術(shù)有限公司、

中國(guó)信息通信科技集團(tuán)有限公司、中興通訊股份有限公司。

本文件主要起草人：朱永慶、陳華南、王澤林、杜宗鵬、汪俊芳、魏月華、唐宏、郭亮、龔霞、伍

佑明。

II

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靈活以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)要求

1范圍

本文件規(guī)定了靈活以太網(wǎng)（FlexE）的應(yīng)用場(chǎng)景，以及FlexE的組網(wǎng)技術(shù)要求。

本文件適用于支持FlexE的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

IEEE802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)（StandardforEthernet）

OIF靈活以太網(wǎng)實(shí)施協(xié)定版本1.0（FLexEthernetImplementationAgreementVersion

1.0(OIF-FLEXE-01.0)）

3術(shù)語、定義和縮略語

3.1術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1.1

物理層實(shí)體physicallayerentity

IEEE802.3中的物理層位于傳輸介質(zhì)相關(guān)接口和傳輸介質(zhì)無關(guān)接口之間。物理層實(shí)體具有傳輸，接

收和管理編碼信號(hào)的功能，這些信號(hào)可以被轉(zhuǎn)換到物理傳輸介質(zhì)上，也可以從物理傳輸介質(zhì)上被恢復(fù)出

來。物理層包含物理編碼子層PCS，物理介質(zhì)連接子層PMA（執(zhí)行并串/串并轉(zhuǎn)換），以及物理介質(zhì)相關(guān)

子層PMD（信號(hào)轉(zhuǎn)換到特定介質(zhì)上或反向轉(zhuǎn)換）。

3.1.2

靈活以太網(wǎng)客戶FlexEclient

FlexEClient是基于一些特定MAC數(shù)據(jù)速率的Ethernet流，這些MAC數(shù)據(jù)速率可以關(guān)聯(lián)到IEEE已定義

的EthernetPHY速率，也可以不是相關(guān)的速率。在FlexE1.0中，F(xiàn)lexEClient的MAC速率可以是10，40，

或者是m×25Gbps。

3.1.3

靈活以太網(wǎng)組FlexEgroup

FlexEGroup指的是一個(gè)或者n個(gè)捆綁的EthernetPHYs。在FlexE1.0中，F(xiàn)lexEGroup可以包含一

個(gè)或者多個(gè)捆綁的100GBASE-RPHYs。在未來的FlexE版本中，更高速率的PHY可能被支持。

3.1.4

靈活以太網(wǎng)層FlexEshim

FlexEShim可以把FlexEClients映射到FlexEGroups上傳輸，或是從FlexEGroups上恢復(fù)出FlexE

Clients。

3.1.5

1

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鏈路聚合linkaggregation

鏈路聚合LAG技術(shù)是指將一組物理以太網(wǎng)接口捆綁在一起作為一個(gè)邏輯接口（鏈路聚合組）來增加

帶寬并提供鏈路保護(hù)的一種方法。目前廣泛使用的鏈路聚合標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.1AX協(xié)議。針對(duì)LAG的邏輯

接口，承載的數(shù)據(jù)流在組內(nèi)按照負(fù)載分擔(dān)算法（一般為Hash算法）被分配給不同的鏈路成員（物理以太

網(wǎng)接口）。由于數(shù)據(jù)流的帶寬及行為變化性和不確定性，鏈路聚合的不同物理以太網(wǎng)接口之間很多情況

下存在負(fù)載均衡問題，并不能獲得100%帶寬利用率。

3.1.6

錯(cuò)誤控制塊errorcontrolblock

設(shè)備產(chǎn)生的錯(cuò)誤控制塊用于插入到未使用的或者是不能使用的CalendarSlots中，具體格式參考

FlexE1.0文檔。

3.2縮略語

以下縮略語適用于本文件。

BGP-LS邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議鏈路狀態(tài)BorderGatewayProtocolLinkState

DWDM密集波分復(fù)用DenseWavelengthDivisionMultiplexing

eMBB增強(qiáng)移動(dòng)寬帶EnhanceMobileBroadband

EVPL以太網(wǎng)虛擬專線EthernetVirtualPrivateLine

FlexE靈活以太網(wǎng)FlexEthernet

GeneralizedMulti-ProtocolLabel

GMPLS通用多協(xié)議標(biāo)志交換協(xié)議

Switching

InstituteofElectricalandElectronics

IEEE電氣和電子工程師協(xié)會(huì)

Engineers

IoT物聯(lián)網(wǎng)InternetofThings

中間系統(tǒng)到中間系統(tǒng)的流量工程擴(kuò)IntermediateSystemtoIntermediate

ISIS-TE

展System-TrafficEngineering

LAG鏈路聚合LinkAggregation

LMP鏈路管理協(xié)議LinkManagementProtocol

LSP標(biāo)記交換路徑LabelSwitchingPath

MAC介質(zhì)訪問控制MediumAccessControl

MPLS多協(xié)議標(biāo)簽交換Multi-ProtocolLabelSwitching

NGMN下一代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)組織NextGenerationMobileNetworks

NNI網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)接口NetworktoNetworkInterface

OperationAdministrationand

OAM操作、管理和維護(hù)

Maintenance

OIF光互聯(lián)網(wǎng)論壇OpticalInternetworkingForum

OpenShortestPathFirst-Traffic

OSPF-TE開放最短路徑優(yōu)先的流量工程擴(kuò)展

Engineering

PathComputationElementCommunication

PCEP路徑計(jì)算單元交互協(xié)議

Protocol

PCS物理編碼子層PhysicalCodingSublayer

PHY物理層實(shí)體PhysicalLayerEntity

PMA物理介質(zhì)連接子層PhysicalMediumAttachment

PMD物理介質(zhì)相關(guān)子層PhysicalMediumDependent

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RPF遠(yuǎn)端PHY錯(cuò)誤RemotePHYFault

ResourceReSerVationProtocol-Traffic

RSVP-TE基于流量工程擴(kuò)展的資源預(yù)留協(xié)議

Engineering

SLA服務(wù)等級(jí)協(xié)議Service-LevelAgreement

TE流量工程TrafficEngineering

TED流量工程數(shù)據(jù)庫TrafficEngineeringDatabase

UNI用戶網(wǎng)絡(luò)接口UserNetworkInterface

UltraReliable&LowLatency

uRLLC低時(shí)延、高可靠通信

Communication

4靈活以太網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)

4.1Client/Group架構(gòu)

FlexE技術(shù)通過在IEEE802.3基礎(chǔ)上引入FlexEShim層實(shí)現(xiàn)了MAC與PHY層的解耦（其實(shí)現(xiàn)如圖1所

示），從而實(shí)現(xiàn)了靈活的速率匹配。

圖1標(biāo)準(zhǔn)Ethernet與FlexE結(jié)構(gòu)

靈活以太網(wǎng)基于Client/Group架構(gòu)定義（如圖2），可以支持多個(gè)子接口（FlexEClient）在一組

PHY（FlexEGroup）上的映射和傳輸。

3

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圖2FlexE通用架構(gòu)

FlexEClient：對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)的各種用戶接口，與現(xiàn)有IP/Ethernet網(wǎng)絡(luò)中的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)接口一致。FlexE

Client可根據(jù)帶寬需求靈活配置，支持各種速率的以太網(wǎng)MAC數(shù)據(jù)流（如10G、40G、m×25G數(shù)據(jù)流），

并通過64B/66B的編碼的方式將數(shù)據(jù)流傳遞至FlexEShim層。

FlexEShim：作為插入傳統(tǒng)以太網(wǎng)架構(gòu)的MAC與PHY（PCS子層）中間的一個(gè)額外邏輯層，通過基于

Calendar的Slot分發(fā)機(jī)制實(shí)現(xiàn)FlexE技術(shù)的核心架構(gòu)。

FlexEGroup：本質(zhì)上就是IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)定義的各種以太網(wǎng)PHY層。由于重用了現(xiàn)有IEEE802.3

定義的以太網(wǎng)技術(shù)，使得FlexE架構(gòu)得以在現(xiàn)有以太網(wǎng)MAC/PHY基礎(chǔ)上進(jìn)一步增強(qiáng)。

以FlexE點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接場(chǎng)景為例，多路以太網(wǎng)PHY組合在一起成為FlexEGroup，并承載通過FlexEShim

分發(fā)、映射來的一路/多路FlexEClient數(shù)據(jù)流。

4.2靈活以太網(wǎng)Shim

FlexE的核心功能通過FlexEShim層實(shí)現(xiàn)，它可以把FlexEGroup中的每個(gè)100GEPHY劃分為20個(gè)Slot

（時(shí)隙）的數(shù)據(jù)承載通道，每個(gè)PHY所對(duì)應(yīng)的這一組Slot被稱為一個(gè)Sub-Calendar，其中每個(gè)Slot所對(duì)

應(yīng)的帶寬為5Gbps。FlexEClient原始數(shù)據(jù)流中的以太網(wǎng)幀以Block原子數(shù)據(jù)塊（64B/66B編碼的數(shù)據(jù)塊）

為單位進(jìn)行切分，這些原子數(shù)據(jù)塊可以通過FlexEShim實(shí)現(xiàn)在FlexEGroup中的多個(gè)PHY與時(shí)隙之間的分

發(fā)。

對(duì)于個(gè)包含了n個(gè)100GEPHY的FlexEGroup，Calendar的邏輯長(zhǎng)度是20n。圖3中的Calendar的Blocks

會(huì)被分發(fā)到n個(gè)Sub-Calendar上。

Length20Sub-calendars

Length20nCalendarPHYA

PHYB

???

PHYCslot19PHYCslot0PHYAslot19PHYAslot0PHYC

PHYDslot19PHYDslot0PHYBslot19PHYBslot0PHYD

slot19slot0

block傳送的方向

圖3FlexECalendar的分發(fā)

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按照OIFFlexE1.0標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)FlexEClient的數(shù)據(jù)流帶寬可以設(shè)置為10、40或者m×25Gbps，F(xiàn)lexE

Group的100GEPHY中每個(gè)Slot數(shù)據(jù)承載通道的帶寬為5Gbps粒度。

FlexEShim通過Calendar機(jī)制實(shí)現(xiàn)多個(gè)不同速率FlexEClient數(shù)據(jù)流在FlexEGroup中的映射、承

載與帶寬分配。FlexE按照每個(gè)Client數(shù)據(jù)流所需帶寬以及Shim中對(duì)應(yīng)每個(gè)PHY的5G粒度Slot的分布情

況，計(jì)算、分配Group中可用的Slot，形成Client到一個(gè)或多個(gè)Slot的映射，再結(jié)合Calendar機(jī)制實(shí)現(xiàn)

一個(gè)或多個(gè)Client數(shù)據(jù)流在Group中的承載。具體到比特流層面（如圖4所示），每個(gè)64B/66B原子數(shù)據(jù)

塊承載在一個(gè)Slot時(shí)隙中（此處Slot作為承載64B/66B數(shù)據(jù)塊的基本邏輯單元，可與圖中的Block概念等

同）。FlexE在Calendar機(jī)制中，將“20blocks”（對(duì)應(yīng)Slot0到Slot19）作為一個(gè)邏輯單元（如圖3

中黃色數(shù)據(jù)塊所示），并進(jìn)一步將1023個(gè)“20blocks”作為Calendar組件。Calendar組件循環(huán)往復(fù)最

終形成了5G為顆粒度的Slot數(shù)據(jù)承載通道。

圖4FlexEoverhead在每個(gè)PHY中的插入位置示意圖

FlexEShim層通過定義OverheadFrame/MultiFrame的方式體現(xiàn)Client與Group中的Slot映射關(guān)系，

以及Calendar工作機(jī)制。FlexEShim層通過Overhead提供帶內(nèi)管理通道，支持在對(duì)接的兩個(gè)FlexE接口

之間傳遞配置、管理信息，實(shí)現(xiàn)鏈路的自動(dòng)協(xié)商建立。具體而言，一個(gè)開銷復(fù)幀（OverheadMultiFrame）

由32個(gè)開銷幀（OverheadFrame）組成，一個(gè)開銷幀則由8個(gè)開銷時(shí)隙（OverheadSlot）組成。Overhead

Slot如圖4中黑色數(shù)據(jù)塊所示，實(shí)際上是一個(gè)64B/66B的原子數(shù)據(jù)塊。OverheadSlot每隔1023個(gè)“20

Blocks”出現(xiàn)一次，OverheadSlot中所包含字段是不同的。開銷幀中，第一個(gè)OverheadSlot中包含“0x4B”

的控制字符與“0x5”的“OCode”字符等信息。在信息傳送過程，對(duì)接的兩個(gè)FlexE接口之間通過控制

字符與“OCode”字符的匹配確定第一個(gè)開銷幀，從而在二者之間建立了一個(gè)獨(dú)立于圖4綠色Slot的數(shù)

據(jù)通道之外的管理信息通道，實(shí)現(xiàn)對(duì)接的兩個(gè)接口之間配置信息的預(yù)先協(xié)商、握手等。例如，某個(gè)FlexE

Client數(shù)據(jù)流在發(fā)送端的FlexEShim/Group中的數(shù)據(jù)通道Slot映射信息、位置等內(nèi)容傳送到接收端后，

接收端可以從數(shù)據(jù)通道中根據(jù)發(fā)送端的Slot映射等信息恢復(fù)該FlexEClient的數(shù)據(jù)流。FlexE的帶內(nèi)管

理還可以交互兩個(gè)接口之間的鏈路狀態(tài)信息，傳遞RPF（RemotePHYFault）等OAM信息。

4.3靈活以太網(wǎng)Calendar的切換

FlexE通過為每一個(gè)Client提供Slot/Calendar配置可更改的機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了Client帶寬的動(dòng)態(tài)調(diào)整。

FlexE中，對(duì)接的兩個(gè)接口之間通過開銷管理通道實(shí)時(shí)傳遞體現(xiàn)Client在Group中映射關(guān)系的兩種不同

Calendar配置信息：A和B（分別由“0”或“1”bit的標(biāo)志位來表示）。兩組CalendarA/B可以動(dòng)態(tài)切

換，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)Client的帶寬可調(diào)整。任意一個(gè)Client的帶寬在兩組CalendarA/B之間可能是不同的，

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通過切換，并進(jìn)一步結(jié)合系統(tǒng)應(yīng)用控制可以實(shí)現(xiàn)無損的帶寬調(diào)整。CalendarA/B的切換通過開銷管理通

道內(nèi)嵌的請(qǐng)求/應(yīng)答（Request/Acknowledge）機(jī)制實(shí)現(xiàn)。

5靈活以太網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景

5.1靈活以太網(wǎng)的三種基本的應(yīng)用模式

根據(jù)FlexE的技術(shù)特點(diǎn)，Client可向上層應(yīng)用提供各種靈活的帶寬而不拘泥于物理PHY帶寬。根據(jù)

Client與Group的映射關(guān)系，F(xiàn)lexE可提供三種主要功能（如圖5所示）：

捆綁（Bonding）：多路PHY一起工作，支持更高速率。如2路100GEPHY實(shí)現(xiàn)200GMAC速率。

通道化（Channelization）：多路MAC數(shù)據(jù)流共享一路或者多路PHY。如在三路100GPHY上復(fù)用承載

125G、150G與25G的MAC數(shù)據(jù)流。

子速率（Sub-Rate)：?jiǎn)我坏退俾蔒AC數(shù)據(jù)流共享一路或者多路PHY，并通過特殊定義的錯(cuò)誤控制塊

（ErrorControlBlock）實(shí)現(xiàn)降速工作。如在100GPHY上僅僅承載50GMAC數(shù)據(jù)流。

圖5FlexE功能示意圖

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子速率功能從某種意義上講是通道化功能的一個(gè)子集。該功能在FlexE接口通過光傳輸網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)，

可實(shí)現(xiàn)與DWDM鏈路速率的一致性匹配，并簡(jiǎn)化相應(yīng)的映射處理過程。具體而言，就是當(dāng)MAC數(shù)據(jù)流速率

低于PHY的速率時(shí)，F(xiàn)lexE開銷幀將未使用的時(shí)隙標(biāo)記為不可用Slots，并在Calendar中相應(yīng)的時(shí)隙填充

錯(cuò)誤控制塊。在FlexE感知模式下，這些被標(biāo)記為不可用Slots的時(shí)隙將被丟棄。在圖5中，這些不可用

Slots被標(biāo)識(shí)為Idle，它們通常占據(jù)Calendar中的最后幾個(gè)Slots。

5.2通過靈活以太網(wǎng)捆綁實(shí)現(xiàn)超大帶寬接口

IEEE802.3的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)工作，基于業(yè)務(wù)需求與技術(shù)發(fā)展等因素，具有一定的周期性。另一方面，

IEEE802.3所制定的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)為固定速率（如10GE、100GE等），無法滿足基于靈活帶寬組網(wǎng)的需求。

可以基于FlexE捆綁技術(shù)，通過接口速率組合，構(gòu)造更大帶寬的鏈路（如5*100GE，10*100GE等）。

5.3通過靈活以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)IP+光靈活組網(wǎng)

FlexE作為路由器與光傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的UNI接口，可以通過速率匹配實(shí)現(xiàn)UNI接口實(shí)際承載的數(shù)

據(jù)流帶寬與光傳輸網(wǎng)絡(luò)NNI接口WDM鏈路承載帶寬的一一對(duì)應(yīng)。

OIF靈活以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于靈活以太網(wǎng)在光傳輸網(wǎng)絡(luò)中的映射定義了三種模式：不感知模式、終結(jié)模

式和感知模式。其中不感知模式與傳統(tǒng)以太網(wǎng)接口在光傳輸網(wǎng)絡(luò)中通過PCS碼字透明傳輸一致，如圖6

所示。這種情況類似于光傳輸網(wǎng)絡(luò)透明承載靈活以太網(wǎng)接口。

圖6FlexE不感知模式在傳輸網(wǎng)絡(luò)映射示意圖

在FlexE不感知模式中，F(xiàn)lexEGroup中的所有的PHY相互獨(dú)立，在傳輸網(wǎng)絡(luò)中使用相同的光纖路徑，

從而保證時(shí)延相差不大。傳輸網(wǎng)絡(luò)中的鏈路補(bǔ)償由FlexEShim層完成。此時(shí)傳輸網(wǎng)絡(luò)不感知FlexE，單

純透?jìng)髅總€(gè)PHY的信號(hào)。FlexEGroup的成員必須在相同的Shim之間終結(jié)。

FlexE終結(jié)模式下，光傳輸網(wǎng)絡(luò)感知FlexEUNI接口并恢復(fù)出FlexEClient數(shù)據(jù)流，再進(jìn)一步映射到

光傳輸網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸承載，如圖7所示。這種模式與傳統(tǒng)以太網(wǎng)接口在光傳輸網(wǎng)絡(luò)上的承載類似，可

以在光傳輸網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)對(duì)不同F(xiàn)lexEClient流量的疏導(dǎo)等功能。

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圖7FlexE終結(jié)模式在傳輸網(wǎng)絡(luò)映射示意圖

在FlexE終結(jié)模式中，F(xiàn)lexE在穿越傳輸網(wǎng)絡(luò)前被終結(jié)，之后FlexEClient信號(hào)映射到OTN網(wǎng)絡(luò)中，

作為OTN的波長(zhǎng)或者子波長(zhǎng)業(yè)務(wù)進(jìn)行傳輸。

FlexE感知模式主要利用了FlexE的子速率特性。這種模式下FlexE將不可用Slots通過填充特殊的

錯(cuò)誤控制塊（ErrorControlBlock）標(biāo)識(shí)。當(dāng)作為UNI側(cè)的靈活以太網(wǎng)接口通過感知模式在光傳輸網(wǎng)絡(luò)

中映射時(shí)，光傳輸網(wǎng)絡(luò)直接丟棄不可用Slots，按照原始數(shù)據(jù)流帶寬提取需要承載的數(shù)據(jù)，進(jìn)而映射到

速率匹配的光傳輸網(wǎng)絡(luò)DWDM傳輸管道。光傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要與作為UNI側(cè)的FlexE接口配置保持一致，從

而感知FlexEUNI接口并進(jìn)行承載傳輸。圖8為這種模式的應(yīng)用原理示意圖：

圖8FlexE感知模式在傳輸網(wǎng)絡(luò)映射示意圖

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在FlexE感知模式中，F(xiàn)lexEGroup中的所有的PHY相互獨(dú)立，在傳輸網(wǎng)絡(luò)中使用相同的光纖路徑，

從而保證時(shí)延相差不大。傳輸網(wǎng)絡(luò)中的鏈路補(bǔ)償由FlexEShim層完成。此時(shí)傳輸網(wǎng)絡(luò)的入口設(shè)備需要識(shí)

別FlexE，丟棄無效時(shí)隙后進(jìn)行映射和傳輸；傳輸網(wǎng)絡(luò)的出口設(shè)備需要恢復(fù)原始的無效時(shí)隙。FlexEGroup

的成員必須在相同的Shim之間終結(jié)。

5.4基于靈活以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)硬管道大客戶專線

在IP網(wǎng)絡(luò)中通過硬管道技術(shù)，對(duì)于重要專線、低時(shí)延敏感業(yè)務(wù)等的承載可以基于FlexE通道化功能

構(gòu)建端到端剛性管道。在統(tǒng)計(jì)復(fù)用的IP網(wǎng)絡(luò)中，這種端到端FlexE硬管道專線可在充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基

礎(chǔ)設(shè)施基礎(chǔ)上，提供特定高價(jià)值客戶業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量保證。

以太網(wǎng)虛擬專線（EVPL，EthernetVirtualPrivateLine）服務(wù)已經(jīng)在企業(yè)網(wǎng)和城域網(wǎng)中得到廣

泛應(yīng)用，尤其是用于連接地理位置分散的區(qū)域（比如企業(yè)總部和不同支部之間）。隨著基于網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)

種類的不斷增加，對(duì)專線服務(wù)的質(zhì)量要求也在不斷提高。例如，某些服務(wù)要求確保獨(dú)享帶寬和極低延遲，

而一些服務(wù)卻重視隱私保護(hù)和高安全性。基于FlexE的專線服務(wù)，可以很好地滿足這些新的需求。圖9

展示了一種針對(duì)地理位置相對(duì)分散的企業(yè)網(wǎng)中FlexE的應(yīng)用方式，各地區(qū)辦公室之間是通過FlexE建立連

接，而且每條連接都可以根據(jù)數(shù)據(jù)流量來保證所需帶寬得到滿足。

圖9基于FlexE的大客戶專線示意圖

5.5基于靈活以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)分片

網(wǎng)絡(luò)分片（NetworkSlicing）通過網(wǎng)絡(luò)資源的分割來滿足不同業(yè)務(wù)的承載需求，并保證服務(wù)的SLA

（如帶寬、時(shí)延等）。按照NGMN發(fā)布的5G白皮書（參考文獻(xiàn)[2]），分片可以實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)（如eMBB增

強(qiáng)寬帶、自動(dòng)駕駛、uRLLC及海量IoT互連等）在同一個(gè)IP物理網(wǎng)絡(luò)中承載。FlexE的通道化技術(shù)提供了

接口級(jí)不同F(xiàn)lexEClient之間的物理切分及相互隔離，可以進(jìn)一步與路由器架構(gòu)結(jié)合，構(gòu)建端到端網(wǎng)絡(luò)

分片。

6靈活以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的控制/管理平面需求

6.1靈活以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的控制/管理平面總體需求

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FlexE的控制/管理系統(tǒng)應(yīng)支持如下的需求：

a)系統(tǒng)應(yīng)支持FlexEGroup的創(chuàng)建，F(xiàn)lexEGroup可能包含一個(gè)或者多個(gè)100GEPHYs。目前這

個(gè)需求可以通過擴(kuò)展路由和信令協(xié)議，或者通過一個(gè)集中的控制或者管理系統(tǒng)的來解決，該系

統(tǒng)應(yīng)該能夠接入和控制FlexEGroup兩端的FlexE復(fù)用/解復(fù)用。

b)系統(tǒng)應(yīng)支持FlexEGroup兩端的EthernetPHYs有相同的PHY的數(shù)量、速率。

c)系統(tǒng)應(yīng)支持FlexEGroup的刪除。

d)系統(tǒng)應(yīng)支持FlexEGroup的管理性的鎖定和解鎖。

e)當(dāng)FlexEGroup已經(jīng)被鎖定，系統(tǒng)應(yīng)支持在一個(gè)FlexEGroup中刪除PHY，或者添加PHY。

f)系統(tǒng)應(yīng)支持通告或者發(fā)現(xiàn)支持FlexE節(jié)點(diǎn)的信息，以及它們支持的FlexEGroup和FlexE

Client的信息。

g)系統(tǒng)應(yīng)該支持在一個(gè)FlexEGroup中添加/刪除一個(gè)或者多個(gè)FlexEClients。一個(gè)FlexE

Client的添加或者刪除不應(yīng)該影響其他的FlexEClients的服務(wù)。

h)系統(tǒng)應(yīng)該支持將一個(gè)FlexEClient的信號(hào)分布在多個(gè)組成FlexEGroup的PHYs上。

i)系統(tǒng)應(yīng)該支持一個(gè)FlexEClient的帶寬改變，并且不影響其他的FlexEClient的流量。

j)系統(tǒng)應(yīng)支持建立一個(gè)每跳節(jié)點(diǎn)都支持FlexE的MPLSLSP。

6.2靈活以太網(wǎng)底層架構(gòu)的建立

FlexE底層架構(gòu)可能有三種構(gòu)建方式：

——FlexEGroups和FlexEClients都是預(yù)配置的；

——FlexEGroups是預(yù)配置的，F(xiàn)lexEClient的建立是由MPLSLSP的建立請(qǐng)求觸發(fā)的；

——FlexEGroup和FlexEClient的建立都是由MPLSLSP的建立請(qǐng)求觸發(fā)的。

6.3靈活以太網(wǎng)控制平面的信令通道

當(dāng)FlexE設(shè)備初次配置時(shí)，帶外的信令通道可能是不可用的。在這種場(chǎng)景下，如果使用GMPLS的控制

平面，需要先通過其他的方式（例如一個(gè)管理系統(tǒng)）來建立FlexEGroup，并且FlexEGroup上需要配置

一個(gè)FlexEClient來作為信令通道承載信令消息。

6.4靈活以太網(wǎng)控制平面的架構(gòu)

FlexE網(wǎng)絡(luò)的控制平面的工作主要包括：

——建立一個(gè)FlexEGroup；

——建立一個(gè)FlexEClient；

——在網(wǎng)絡(luò)中通告FlexEGroup和FlexEClient；

——?jiǎng)?chuàng)建更高層次的LSP，并且這個(gè)LSP運(yùn)行在一個(gè)FlexE底層架構(gòu)上。

建立FlexEGroups，為FlexEClients分配slots，以及建立更高層次的LSPs，這些工作存在多種方

式：例如通過配置工具，集中的控制器，或者是GMPLS控制平面，本文件主要描述后者。

FlexE技術(shù)可以被用來建立鏈路層的具有大帶寬和低時(shí)延的連接，但是FlexE技術(shù)本身不涉及如何映

射FlexEClient和承載的特定的業(yè)務(wù)。通過引入GMPLS的控制平面，有助于FlexE技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，

如圖10所示。

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圖10FlexE節(jié)點(diǎn)中的GMPLS控制平面

圖11中展示了FlexE的控制平面對(duì)于FlexE的三個(gè)層次的數(shù)據(jù)平面（LSP，F(xiàn)lexEClient，F(xiàn)lexEGroup）

的控制。FlexE是一個(gè)鏈路層的技術(shù)，它不涉及交換操作。在本文件中的場(chǎng)景中，F(xiàn)lexEGroups和FlexE

Clients在下一跳節(jié)點(diǎn)終結(jié)，之后在更高的層（LSP層）進(jìn)行交換。圖12描述了MPLSLSP是如何映射到一

個(gè)FlexEClient和FlexEGroup中的。從圖12中可以看出，數(shù)據(jù)流在LSP層次進(jìn)行交換。具體轉(zhuǎn)發(fā)流程見

附錄A。

圖11GMPLS控制下的FlexE底層架構(gòu)

7基于GMPLS的控制平面

7.1基于GMPLS的控制平面總體需求

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通過GMPLS控制平面來建立FlexEGroups，F(xiàn)lexEClients以及更高層次的LSPs，需要對(duì)相關(guān)的協(xié)議

進(jìn)行擴(kuò)展，例如RSVP-TE[RFC3209]，LMP[RFC4204]，PCEP[RFC5440]，ISIS-TE[RFC5305]，OSPF-TE

[RFC4203]，BGP-LS[RFC7752]。

GMPLS控制平面需要在路由機(jī)制和信令機(jī)制方面進(jìn)行的擴(kuò)展，具體見章節(jié)7.2和7.3。

7.2GMPLS控制平面的路由機(jī)制

TE信息對(duì)于建立一個(gè)LSP非常重要，例如接口或者鏈路上的資源使用情況，包括FlexEGroups的可

用Slots情況等。GMPLS控制平面相關(guān)的路由協(xié)議需要被擴(kuò)展來支持這些TE信息的通告。流量工程數(shù)據(jù)庫

TED需要維護(hù)這些信息。

在FlexE的底層架構(gòu)上，當(dāng)需要建立一個(gè)LSP的時(shí)候，例如圖12中的R1-R4-R5，TED中的信息被用來

驗(yàn)證是否資源是足夠的。當(dāng)LSP建立之后，TED中的信息將會(huì)被更新，減掉被這個(gè)新的LSP占用的資源。

相對(duì)的，當(dāng)LSP被刪掉時(shí)，相關(guān)的資源占用應(yīng)該被釋放。

圖12FlexELSP示例

7.3GMPLS控制平面的信令機(jī)制

7.3.1預(yù)配置的FlexE底層架構(gòu)下的LSP的建立

這個(gè)例子中，假設(shè)圖12中的R1和R4之間，R2和R4之間，以及R3和R4之間都是一個(gè)100Gbit/s的FlexE

Group，在R4和R5之間是一個(gè)200Gbit/s的FlexEGroup。

在每個(gè)100Gbit/s的FlexEGroup中，配置了4個(gè)5Gbit/s，2個(gè)20Gbit/s和1個(gè)40Gbit/s的FlexE

Clients。在每個(gè)200Gbit/s的FlexEGroup中，配置了8個(gè)5Gbit/s，4個(gè)20Gbit/s和2個(gè)40Gbit/s的FlexE

Clients。每個(gè)FlexEGroups中有一個(gè)5Gbps的FlexEClient作為信令通道。

建立，例如一個(gè)200Mbits/s的MPLSLSP，需要遵守GMPLS的請(qǐng)求和應(yīng)答流程。R1會(huì)發(fā)送請(qǐng)求給R4，

R4在某一個(gè)FlexEClients分配相關(guān)的資源，并且轉(zhuǎn)發(fā)Request到R5。R5回應(yīng)R4一個(gè)標(biāo)簽，以及使用哪個(gè)

FlexEClient來傳送流量的信息。R4回應(yīng)R1一個(gè)標(biāo)簽，以及使用哪個(gè)FlexEClient來傳送流量的信息。

這里的標(biāo)簽在節(jié)點(diǎn)中需要能夠綁定到相應(yīng)的FlexEClient上。

7.3.2部分預(yù)配置的FlexE底層架構(gòu)下的LSP的建立

這個(gè)例子中，F(xiàn)lexEGroups的配置設(shè)定與上面相同，但是每個(gè)FlexEGroup僅僅默認(rèn)包含了一個(gè)5Gbps

的FlexEClient，不包含其他的FlexEClients。FlexEClients需要通過信令觸發(fā)創(chuàng)建。

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當(dāng)需要建立一個(gè)5Gbit/s的MPLSLSP時(shí)，R1發(fā)現(xiàn)R1和R4之間沒有合適的FlexEClient。因此R1需要

發(fā)送請(qǐng)求來建立這樣的一個(gè)FlexEClient，在收到這個(gè)請(qǐng)求之后，R4在FlexEGroup中為目標(biāo)FlexE

Client分配資源。這時(shí)可能存在多種不同的策略來分配FlexEClient的帶寬，本文件不做限定。之后R4

回應(yīng)FlexEClient相關(guān)的信息給R1，這樣兩端就可以建立目標(biāo)FlexEClient。

當(dāng)目標(biāo)FlexEClient建立之后，R1繼續(xù)發(fā)送建立MPLSLSP的請(qǐng)求給R4。R4發(fā)現(xiàn)R4和R5之間缺少一個(gè)

合適FlexEClient。此時(shí)類似于建立R1和R4之間的FlexEClient的流程被重復(fù)。當(dāng)R4和R5之間的新的

FlexEClient被建立之后，R4繼續(xù)發(fā)送建立目標(biāo)MPLSLSP的請(qǐng)求給R5。

R5會(huì)分配相關(guān)的標(biāo)簽，同時(shí)這個(gè)標(biāo)簽?zāi)軌蚪壎ǖ秸_的FlexEClient上。

通過這種方式建立的FlexEClients在路由系統(tǒng)中可能有兩種通告方式。第一種是它們可以是普遍

可用的，也就是說，其他的LSP也可以使用這些FlexEClients。第二種是它們僅限定于建立了這些FlexE

Clients的LSP使用。

7.3.3未配置的FlexE底層架構(gòu)下的LSP的建立

這里例子中，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c上面相同，但是沒有配置FlexEGroup或者FlexEClient。這時(shí)建立一個(gè)

MPLSLSP需要兩個(gè)前提：第一個(gè)是需要存在一個(gè)可用的帶外的信令通道，第二個(gè)是FlexE的能力必須事

先在IGP中通告或者被通告到一個(gè)集中式的控制器上。

這兩個(gè)前提滿足的情況下，MPLSLSP的建立過程與7.3.2中的流程類似。這時(shí)建立一個(gè)MPLSLSP會(huì)

觸發(fā)FlexEGroup的創(chuàng)建和FlexEClient的創(chuàng)建。類似的，通過這種方式建立的FlexEClients在路由系

統(tǒng)中也有兩種通告方式，或者是普遍可用的，或者是該MPLSLSP專用的。

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AA

附錄A

（資料性附錄）

基于MPLS標(biāo)簽交換的FlexE數(shù)據(jù)平面

本附錄描述了FlexELSP數(shù)據(jù)面是如何工作的。對(duì)于LSP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)面而言，F(xiàn)lexEShim和FlexEClient

提供的FlexE接口類似于一個(gè)普通的Ethernet接口。

圖A.1中描述了在FlexE網(wǎng)絡(luò)中，分組是如何基于標(biāo)簽進(jìn)行交換的。

圖A.1FlexE數(shù)據(jù)平面上的LSP

相關(guān)的數(shù)據(jù)平面的操作如下：

——節(jié)點(diǎn)R1的LSP封裝和轉(zhuǎn)發(fā)模塊收到了一個(gè)分組，需要封裝為L(zhǎng)able=”a”的MPLS分組。這個(gè)標(biāo)

簽可以指示這個(gè)報(bào)文使用哪個(gè)FlexE接口轉(zhuǎn)發(fā)出去；

——這個(gè)FlexE接口通過FlexE的方式把報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到節(jié)點(diǎn)R3。節(jié)點(diǎn)R3查表轉(zhuǎn)發(fā)，將標(biāo)簽”a”，交

換為標(biāo)簽”b”。標(biāo)簽”b”指示了相應(yīng)的出接口；

——節(jié)點(diǎn)R3轉(zhuǎn)發(fā)分組到節(jié)點(diǎn)R4，節(jié)點(diǎn)R4終結(jié)了這個(gè)LSP。

在FlexE網(wǎng)絡(luò)中的MPLS轉(zhuǎn)發(fā)與在普通的802.1以太網(wǎng)中的轉(zhuǎn)發(fā)是類似的，關(guān)鍵的不同在于：

——FlexE的通道化的子接口，可以為這個(gè)LSP保證一個(gè)確定的帶寬；

——當(dāng)一個(gè)應(yīng)用觸發(fā)了FlexEClient的建立，并且預(yù)留這個(gè)FlexEClient僅供這個(gè)應(yīng)用使用，

就可以創(chuàng)建一個(gè)端到端的擁有不可搶占的帶寬的MPLSLSP；

——FlexE的底層架構(gòu)支持創(chuàng)建一個(gè)較大的帶寬預(yù)留。

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參考文獻(xiàn)

[1]IETFdraft-izh-ccamp-flexe-fwk靈活以太網(wǎng)的GMPLS路由和信令架構(gòu)（GMPLSRoutingand

SignalingFrameworkforFlexibleEthernet(FlexE)）

[2]NGMN5G白皮書/uploads/media/NGMN_5G_White_Paper_V1_0.pdf

[3]IETFRFC3209RSVP-TE：針對(duì)LSP隧道的RSVP擴(kuò)展（RSVP-TE:ExtensionstoRSVPforLSP

Tunnels）

[4]IETFRFC4204鏈路管理協(xié)議（LinkManagementProtocol(LMP)）

[5]IETFRFC5440路徑計(jì)算單元交互協(xié)議（PathComputationElement(PCE)Communication

Protocol(PCEP)）

[6]IETFRFC5305IS-IS的流量工程擴(kuò)展（IS-ISExtensionsforTrafficEngineering

(ISIS-TE)）

[7]IETFRFC4203支持GMPLS的OSPF擴(kuò)展（OSPFExtensionsinSupportofGeneralized

Multi-ProtocolLabelSwitching(GMPLS)(OSPF-TE)）

[8]IETFRFC7752使用BGP的鏈路狀態(tài)和TE信息的北向分發(fā)（North-BoundDistributionof

Link-StateandTrafficEngineering(TE)InformationUsingBGP(BGP-LS)）

_________________________________

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目次

前言................................................................................II

1范圍..............................................................................1

2規(guī)范性引用文件....................................................................1

3術(shù)語、定義和縮略語................................................................1

3.1術(shù)語和定義....................................................................1

3.2縮略語........................................................................2

4靈活以太網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)................................................................3

4.1Client/Group架構(gòu)..............................................................3

4.2靈活以太網(wǎng)Shim................................................................4

4.3靈活以太網(wǎng)Calendar的切換.....................................................5

5靈活以太網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景..............................................................6

5.1靈活以太網(wǎng)的三種基本的應(yīng)用模式................................................6

5.2通過靈活以太網(wǎng)捆綁實(shí)現(xiàn)超大帶寬接口............................................7

5.3通過靈活以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)IP+光靈活組網(wǎng)...............................................7

5.4基于靈活以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)硬管道大客戶專線............................................8

5.5基于靈活以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)分片.................................................9

6靈活以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的控制/管理平面需求.................................................9

6.1靈活以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的控制/管理平面總體需求.........................................9

6.2靈活以太網(wǎng)底層架構(gòu)的建立.....................................................10

6.3靈活以太網(wǎng)控制平面的信令通道.................................................10

6.4靈活以太網(wǎng)控制平面的架構(gòu).....................................................10

7基于GMPLS的控制平面.............................................................11

7.1基于GMPLS的控制平面總體需求.................................................11

7.2GMPLS控制平面的路由機(jī)制......................................................11

7.3GMPLS控制平面的信令機(jī)制......................................................12

7.3.1預(yù)配置的FlexE底層架構(gòu)下的LSP的建立.....................................12

7.3.2部分預(yù)配置的FlexE底層架構(gòu)下的LSP的建立.................................12

7.3.3未配置的FlexE底層架構(gòu)下的LSP的建立.....................................13

附錄A（資料性附錄）基于MPLS標(biāo)簽交換的FlexE數(shù)據(jù)平面..............................14

參考文獻(xiàn)............................................................................15

I

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靈活以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)要求

1范圍

本文件規(guī)定了靈活以太網(wǎng)（FlexE）的應(yīng)用場(chǎng)景，以及FlexE的組網(wǎng)技術(shù)要求。

本文件適用于支持FlexE的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

IEEE802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)（StandardforEthernet）

OIF靈活以太網(wǎng)實(shí)施協(xié)定版本1.0（FLexEthernetImplementationAgreementVersion

1.0(OIF-FLEXE-01.0)）

3術(shù)語、定義和縮略語

3.1術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1.1

物理層實(shí)體physicallayerentity

IEEE802.3中的物理層位于傳輸介質(zhì)相關(guān)接口和傳輸介質(zhì)無關(guān)接口之間。物理層實(shí)體具有傳輸，接

收和管理編碼信號(hào)的功能，這些信號(hào)可以被轉(zhuǎn)換到物理傳輸介質(zhì)上，也可以從物理傳輸介質(zhì)上被恢復(fù)出

來。物理層包含物理編碼子層PCS，物理介質(zhì)連接子層PMA（執(zhí)行并串/串并轉(zhuǎn)換），以及物理介質(zhì)相關(guān)

子層PMD（信號(hào)轉(zhuǎn)換到特定介質(zhì)上或反向轉(zhuǎn)換）。

3.1.2

靈活以太網(wǎng)客戶FlexEclient

FlexEClient是基于一些特定MAC數(shù)據(jù)速率的Ethernet流，這些MAC數(shù)據(jù)速率可以關(guān)聯(lián)到IEEE已定義

的EthernetPHY速率，也可以不是相關(guān)的速率。在FlexE1.0中，F(xiàn)lexEClient的MAC速率可以是10，40，

或者是m×25Gbps。

3.1.3

靈活以太網(wǎng)組FlexEgroup

FlexEGroup指的是一個(gè)或者n個(gè)捆綁的EthernetPHYs。在FlexE1.0中，F(xiàn)lexEGroup可以包含一

個(gè)或者多個(gè)捆綁的100GBASE-RPHYs。在未來的FlexE版本中，更高速率的PHY可能被支持。

3.1.4

靈活以太網(wǎng)層FlexEshim

FlexEShim可以把FlexEClients映射到FlexEGroups上傳輸，或是從FlexEGroups上恢復(fù)出FlexE

Clients。

3.1.5

1

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鏈路聚合linkaggregation

鏈路聚合LAG技術(shù)是指將一組物理以太網(wǎng)接口捆綁在一起作為一個(gè)邏輯接口（鏈路聚合組）來增加

帶寬并提供鏈路保護(hù)的一種方法。目前廣泛使用的鏈路聚合標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.1AX協(xié)議。針對(duì)LAG的邏輯

接口，承載的數(shù)據(jù)流在組內(nèi)按照負(fù)載分擔(dān)算法（一般為Hash算法）被分配給不同的鏈路成員（物理以太

網(wǎng)接口）。由于數(shù)據(jù)流的帶寬及行為變化性和不確定性，鏈路聚合的不同物理以太網(wǎng)接口之間很多情況

下存在負(fù)載均衡問題，并不能獲得100%帶寬利用率。

3.1.6

錯(cuò)誤控制塊errorcontrolblock

設(shè)備產(chǎn)生的錯(cuò)誤控制塊用于插入到未使用的或者是不能使用的CalendarSlots中，具體格式參考

FlexE1.0文檔。

3.2縮略語

以下縮略語適用于本文件。

BGP-LS邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議鏈路狀態(tài)BorderGatewayProtocolLinkState

DWDM密集波分復(fù)用DenseWavelengthDivisionMultiplexing

eMBB增強(qiáng)移動(dòng)寬帶EnhanceMobileBroadband

EVPL以太網(wǎng)虛擬專線EthernetVirtualPrivateLine

FlexE靈活以太網(wǎng)FlexEthernet

GeneralizedMulti-ProtocolLabel

GMPLS