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解决方案架构

解决方案架构部署了主干-分叶接入前传拓扑,将中传/回传环形拓扑组合在一起,以包括聚合和核心角色,而服务网关则构成了完整的 xHaul 基础架构。虽然 QoS 实施通常可以在多种网络设计之间转移,但构建端到端 JVD 解决方案的主要组件包括以下关键属性。

  • 5G xHaul MBH 参考架构
  • 跨 xHaul IGP 域的无缝 MPLS(AS 间和域间 BGP-LU)
  • 分段路由 L-IS-IS
  • 快速故障切换和检测机制 TI-LFA、BFD、微回路避免、OAM 等。
  • 冗余路由反射器
  • 基于社区的路由优化
  • AS 间选项 B/C
  • EVPN-VPWS 和具有 A/A 多宿主功能的灵活交叉连接 (FXC)
  • 具有 A/A 多宿主和 EVPN 虚拟网关地址 (VGA) IRB 的 EVPN-ELAN
  • BGP-VPLS 单宿主
  • L2 电路 MBH
  • L3VPN

图 1 描述了 4G/5G 联合解决方案的端到端服务架构,其中中枢站点 AG1.1 和 AG1.2 路由器还支持 L3 MBH 网络的聚合,从而折叠了 4G 预聚合和 5G HSR 角色。VPN PE 功能与 AS 间选项 B 和选项 C 过程并行提供支持。AG1.1/AG1.2 节点提供 O-DU 连接和额外的接入分段插入点,以模拟规模更大的网络附件。

网络底层包括域间无缝 MPLS SR 和 BGP 标记单播 (BGP-LU)。接入节点 (AN) 被放置在与 L1/L2 HSR (AG1) 节点邻接的 IS-IS 1 级域中,其中 2 级域从聚合(AG2、AG3)扩展到核心 (CR) 段。通过在边界节点启用 BGP-LU 来实现无缝 MPLS。TI-LFA 松散模式节点冗余在每个域实例化中启用。环境由 CR1 和 CR2 的两组路由反射器扩展,带有向西的高铁 (AG1) 客户端。AG1.1 和 AG1.2 用作接入前传网段的冗余路由反射器。SAG 到 HSR (AG1) 之间的多协议 BGP 对等互连支持 AS 间选项 B 解决方案。

服务叠加整合了现代和传统 VPN,包括 EVPN、L3VPN、BGP-VPLS 和 L2Circuit,并增强了流感知传输伪线标签 (FAT-PW) 和以太网 OAM(如适用)。

图 1:解决方案架构 A diagram of a network Description automatically generated

总体而言,拓扑中表示的流量流类型包括:

  • O-RU 到 O-DU 之间的 5G 前传第 2 层 eCPRI
  • 5G 中传和回传第 3 层 IP 数据包在 5G O-CU 到 UPF/5GC 之间流动
  • 5G 之间的第 3 层 IP,支持开放式前传管理平面和 Midhaul/回传控制以及用户平面
  • 4G CSR 和 EPC (SAG) 之间的 4G L3MBH IP 数据包流
  • 4G L2 批发 MBH 流量在 CSR (AN) 到 EPC (SAG) 之间

拆分 7.2x 包括第 2 层 EVPN 5G 前传流量从 O-RU 到 O-DU,以及从 O-CU 到 SAG 的 UPF 的 L3VPN。该架构通过简单地启用 AG2 或 AG3 网段所需的连接,即可支持额外的功能拆分。

服务配置文件

以下配置文件介绍了 JVD 配置文件中包含的 VPN 服务,以及这些服务与 4G 和 5G 用例的关联。它不是绝对映射;运营商可能会选择不同的 VPN 技术来支持跨 xHaul 的服务。然而,EVPN-VPWS 是关键 5G 前传流量的主要交付机制,L3VPN 为跨前传、中传和回传网段的 C/U 和 M 平面通信提供服务。

其他 VPN 服务表示潜在的连接点,例如 O-RU 仿真或接入区域的连接。这可能包括区域间 VPN 服务(不需要传输回 SAG)或连接到其他电信云综合体,这些都可能在高铁站提供便利。

表 1:xHaul 用例
用例服务 叠加映射 端点
5G 前传 前传 CSR 到 HSR EVPN-VPWS 单宿主,具有 E-OAM 性能监控和 FAT-PW AN4 - AG1.1/AG1.2
5G 前传 前传 CSR-HSR EVPN-VPWS 支持主动-主动多宿主 AN4 – AG1.1/AG1.2
5G 前传 具有 A/A 多宿主技术的前传 CSR-HSR EVPN-ELAN AN4 - AG1.1/AG1.2
5G 前传 前传 CSR-HSR EVPN-VPWS 具有 E-OAM 性能监控功能的灵活交叉连接 (FXC) 单宿主 AN4 - AG1.1/AG1.2
5G 前传 前传 CSR-HSR EVPN-VPWS 灵活交叉连接 (FXC),支持主动-主动多宿主 AN4 - AG1.1/AG1.2
5G 前传 面向 M 平面的前传 CSR-HSR L3VPN AN4 - AG1.1/AG1.2
5G 米道尔 具有 L3VPN 多宿主 DU/HSR 到 SAG 的 EVPN IRB 任播网关 AG1.1/AG1.2 - SAG
5G 米道尔 桥接域 IRB 任播静态 MAC/IP 与 L3VPN 多宿主 DU/HSR 到 SAG AG1.1/AG1.2 - SAG
L2 MBH 使用 FAT-PW 的端到端 L2Circuit CSR 到 SAG AN4 - SAG
L2 MBH 端到端单宿主 EVPN-VPWS CSR 到 SAG,支持 E-OAM 和 FAT-PW AN4 - SAG
L2 MBH 端到端单宿主 BGP-VPLS CSR 至 SAG,采用 E-OAM 和 FAT-PW AN4 - SAG
L3 MBH 端到端 L3VPN CSR 到 SAG AN4 - SAG

流量类型

下表列出了流量类型示例的优先级,并说明了这些示例如何与关联的转发类进行映射。

表 2:流量配置文件
转发类 优先级流量 示例
Q7:光纤通道信号 严格高 OAM 积极定时器,O-RAN/3GPP C 平面
Q6:光纤通道-LLQ 低延迟 CPRI RoE、eCPRI C/U 平面 ≤2000 字节
Q5:光纤通道-实时 中高 5QI/QCI Group 1 低延迟 U 型平面,低延迟业务。交互式视频、低延迟语音
Q4:光纤通道-高 5QI/QCI 组 2 中等延迟 U 平面数据
Q3:光纤通道控制 网络控制:OAM 宽松定时器、IGP、BGP、PTP 感知模式等。
Q2:光纤通道-介质 5QI/QCI Group 3 剩余 GBR U 平面 保证业务数据。视频点播。O-RAN/3GPP M 平面,例如 eCPRI M 平面,其他管理,软件升级
Q1:光纤通道-低 高延迟,保证低优先级数据
Q0:光纤通道-尽力而为-努力 低余数 余数非 GBR U 平面数据

服务分拆

通过客观的延迟预算以及低延迟和低抖动容限,适当划分前传流量的优先级。作为最佳实践,系统会为延迟的关键 eCPRI 流量分配优先级最高的队列来处理低延迟工作负载。可以考虑使用较低要求的 Midhaul 和回传服务,但可能包括 URLLC 用例,例如对延迟敏感的实时视频。JVD 考虑了这些方面。

完成基本 5G xHaul 通信所需的 VPN 服务包括:

  • 用于前传 C/U 平面的 EVPN-VPWS
  • 用于前传管理平面的 L3VPN
  • 用于中传/回传控制平面的 L3VPN
  • 用于中传/回传数据平面的 L3VPN

通过大规模添加 VPN 服务,环境得到增强,可提供其他网段的性能和模拟扩展,例如支持许多 O-RU 的 CSR。

表 3:服务分类
VPN 服务 分段 分类类型 转发类
EVPN-VPWS 前传 固定 光纤通道-LLQ
EVPN-VPWS 前传 多域 光纤通道-LLQ、光纤通道-信令、光纤通道-控制、光纤通道-实时、光纤通道-高、光纤通道-尽力而为-努力
EVPN-FXC 前传 文学学士 光纤通道-信号、光纤通道-控制、光纤通道-实时、光纤通道-高、光纤通道-中、光纤通道-低、光纤通道-尽力而为”
EVPN-ELAN 前传 文学学士 光纤通道-信号、光纤通道-控制、光纤通道-实时、光纤通道-高、光纤通道-中、光纤通道-低、光纤通道-尽力而为”
L3VPN 前传 文学学士 光纤通道-信号、光纤通道-控制、光纤通道-实时、光纤通道-高、光纤通道-中、光纤通道-低、光纤通道-尽力而为”
L3VPN 米道尔 固定 光纤通道-实时
L3VPN 米道尔 文学学士 光纤通道-LLQ、光纤通道-信令、光纤通道-控制、光纤通道-实时、光纤通道-高、光纤通道-中、光纤通道-低、光纤通道-尽力而为)
L3VPN 米道尔 多域 光纤通道-实时、光纤通道-高、光纤通道-中、光纤通道-低
L2 电路 MBH 固定 光纤通道-高、光纤通道-中、光纤通道-低
EVPN-VPWS MBH 文学学士 光纤通道-信号、光纤通道-控制、光纤通道-实时、光纤通道-高、光纤通道-中、光纤通道-低、光纤通道-尽力而为”
BGP-VPLS MBH 文学学士 光纤通道-高、光纤通道-中、光纤通道-低
L3VPN MBH 文学学士 光纤通道-信号、光纤通道-控制、光纤通道-实时、光纤通道-高、光纤通道-中、光纤通道-低、光纤通道-尽力而为”

服务等级架构

流量通过接入节点(图 2)发送到 O-DU 或 SAG,并在 SR-MPLS 拓扑中定义为 分类 的位置带有第 2 层 (802.1p) 或第 3 层 (DSCP) 标记,并在出口处重写为 EXP。对队列统计信息进行监控,以确保预期的分类和调度产生预期的结果。重写作发生在指定位置。进行数据包捕获以验证 DSCP、802.1p 或 EXP 位是否正确重写或保留。反向而言,通过 SAG 发送的流量在从接入节点出口后会被标记和验证。

5G CoS LLQ JVD 以先前经过验证的设计为基础,采用 ACX、MX 和 PTX 平台系列,专注于提供需要超低延迟的差异化服务。此配置文件将 ACX7000 平台在前传中的功能整合到专用排队机器中,以保留低延迟的工作负载。LLQ 支持更全面的 O-RAN 流量配置文件,以实现多级优先级 QoS。

MX304 作为 SAG 和 PTX10001-36MR 核心节点,实施相应的配置来支持预期用例和多样化的服务。

图 2:验证 A diagram of a dna molecule Description automatically generated的服务等级

图 2 是端到端流量的概括,区分了前传与回传以及 CoS作点,以验证这些关键功能,例如分类、调度和重写作。该图不代表 JVD 中使用的精确的每流路径选择。标明了数据包捕获点以供进一步检查。

主要目标是研究有关如何跨 5G xHaul 网络服务处理关键和非关键流量的可预测行为。CoS 功能已通过 EVPN、L3VPN、BGP-VPLS 和 L2Circuit VPN 验证,符合 5QI 流量分类。QoS 实现应表现出确定性功能。传输架构必须能够支持对现有和新兴移动应用的适应,在保证流量优先级的同时保持延迟预算完整性。

用于延迟测量的测试拓扑

JVD 提出了多种拓扑结构来衡量和报告每个 DUT 以及跨前传和回传网络段的延迟性能。这确保了捕获有关不同功能角色和拓扑结构的设备性能的有意义的数据。

  • 拓扑 1 验证在 CSR 或 HSR 角色中发挥作用的单个 DUT 性能。此拓扑为单个设备提供最准确的性能。
  • 拓扑 2 用于测量 CSR 和 HSR 之间的点对点 EVPN-VPWS 服务的性能。ACX7024 充当 CSR DUT 和 ACX7100-32C 或 ACX7509 充当 HSR DUT。测试设备模拟 O-RU 和 O-DU。
  • 拓扑 3 测量 EVPN-VPWS 主动-主动多宿主连接的性能,其中有一个 CSR DUT 到一对 HSR,利用面向 DU (QFX5120) 的全活动 ESI LAG。

精心设计的关键流是为了模拟前传流量模式,在各种数据包大小上具有突发和稳定流(验证每种模式)。数据包大小包括用于前传流的 64B – 2000B,最大帧大小为 2020 字节,包括高达 7 字节的前导码、1 字节的帧开始分隔符 (FSG) 和 20 字节帧间间隔 (IFG)。每个测试方案都包括前传优先级流,其中根据帧大小进行性能测量。

根据 TSN 配置文件 A,非前传流量应包括 2000 个八位位组的最大帧大小,但验证中包括使用巨型帧进行比较的场景。使用 iMIX 64B 到 2000B 帧大小从 SAG (xHaul) 到 O-DU 或 O-RU 生成后台流量,以创建在融合 DUT 出口点测量的拥塞场景。测试设备流量不包括自延迟。但是,应注意的是,如果拓扑包括物理 DU(QFX 系列交换机),则会产生延迟,并将其计入中转下一跃点的总数。

有关 5G 规格的更多信息,请参阅建议的延迟预算部分。

图 3:独立 DUT A diagram of a computer diagram Description automatically generated ACX7024拓扑 1a
图 4:拓扑 1b ACX7100-32C 独立 DUT A diagram of a diagram Description automatically generated
图 5:独立 DUT A diagram of a network Description automatically generated ACX7509拓扑 1c

拓扑 1(a、b、c)对于了解单个 DUT 的延迟贡献至关重要。包括各种数据包大小的突发流和连续流量模式。后台流量包括固定帧大小和 iMIX 流量。更多详情,可以参考测试报告。配置在 DUT 上本地切换。随附的 DUT ACX7024为主要 CSR,ACX7100-32C 为 HSR1,ACX7509为 HSR2。

图 6:拓扑 2a CSR 和 HSR A diagram of a network diagram Description automatically generated
图 7:拓扑 2b CSR 和 HSR A diagram of a network diagram Description automatically generated

拓扑 2 在没有物理 RU 或 DU 元素(均由测试中心仿真)的 2 跃点场景中提供单宿主性能数据。

图 8:拓扑 3 CSR 到 A/A HSR A diagram of a network Description automatically generated

拓扑 3 提供 3 跳场景中的多宿主性能数据,其中包括作为连接到全活动 ESI LAG 的 DU 的 QFX 系列交换机。测试中心模拟 RU。

O-RAN 和 eCPRI 仿真

O-RAN 和 eCPRI 测试场景包括使用仿真 O-DU 和远程无线电单元 (RRU) 的多种功能排列。公司采取了创新措施来验证 5G eCPRI 通信的性能和保证、U-Plane 消息类型行为和 O-RAN 一致性。这些举措可确保特色 DUT 正确、一致地传输关键 5G 服务。

结果会在多个拓扑结构中演变,以捕捉非拥塞和拥塞场景下的一系列 DUT 性能特征。

O-RAN 和 eCPRI 测试场景摘要包括:

  • eCPRI O-RAN 仿真:利用标准 IQ 示例文件生成流。
  • O-RAN 一致性:分析消息是否符合 O-RAN 规格。
  • 精心设计的 eCPRI O-RAN:生成可变 eCPRI 有效负载,用于比较延迟性能。
  • eCPRI 服务验证:模拟用户平面消息,进行功能和完整性分析。
  • eCPRI 远程内存访问(类型 4):从相对 eCPRI 节点上的特定内存地址执行读写,并验证预期的成功或失败条件。
  • eCPRI 延迟测量消息(类型 5):估计两个 eCPRI 端口之间的单向延迟。
  • eCPRI 远程重置消息(类型 6):一个 eCPRI 节点请求重置另一个节点。它验证预期的发送方或接收方作。
  • eCPRI 事件指示消息(类型 7):协议的任一端向另一端指示已发生事件。事件要么是引发或停止的故障,要么是通知。验证确认按预期引发的事件。
图 9:eCPRI 用户平面通用报头格式 A diagram of a message type Description automatically generated

VLAN 运维

ACX7000 系列支持一套全面的 VLAN作。如需详细了解跨 L2Circuit、BGP-VPLS、EVPN-VPWS 和 EVPN-ELAN 服务测试的 80 种 VLAN 组合,请参阅 5G 移动 xHaul CSR 的验证设计。

下表总结了基于 ACX EVO 的平台支持的 VLAN作。

表 4:ACX-EVO 支持的 VLAN作
IFL 标记类型

输入映射

输出映射作 ETH 网桥 VLAN 网桥 支持 IFD 标记
UT
UT 推送 流行音乐
UT 一推-推送
ST VLAN 和 Flex 标记
ST 推送 流行音乐 VLAN 和 Flex 标记
ST 交换 交换 VLAN 和 Flex 标记
ST 流行音乐 推送 VLAN 和 Flex 标记
ST 推送-交换 交换-弹出 VLAN 和 Flex 标记
DT VLAN 和 Flex 标记
DT 流行音乐 推送 VLAN 和 Flex 标记
DT 交换 交换 VLAN 和 Flex 标记
DT 交换-交换 交换-交换 VLAN 和 Flex 标记
DT 弹出-交换 交换-推送 VLAN 和 Flex 标记
DT 一推-推送 VLAN 和 Flex 标记
原生 ST 灵活标记
原生 ST 推送 流行音乐 灵活标记
原生 ST 交换 交换 灵活标记
原生 ST 流行音乐 推送 灵活标记
ST 优先级 推送 流行音乐 VLAN 和 Flex 标记
ST 优先级 交换 交换 VLAN 和 Flex 标记
ST 优先级 流行音乐 推送 VLAN 和 Flex 标记

测试方案包括以下 VLAN作:

  • 将 S 标记弹出到外部位置(位于 802.1Q 标记帧的顶部)
  • 推送 s-tag(将 c-tag 移动到内部位置)
  • 交换外部标记
  • 基于 802.1p 优先级代码点 (PCP) 位的分类
  • 重写外部 VLAN 标记 802.1p 位
  • C 标记 PCP 位的保存
  • 转换或重写 802.1Q 帧的 VLAN 标记
  • 多项未标记、单标记和双标记作

对于单标记和双标记作,传入帧的分类基于外部 802.1Q 以太网标头 PCP 位完成。所有流量类型(单标记、双标记或未标记)都分类为适当的转发类,具体取决于 VPN 服务类型,其中 EVPN(eCPRI + 关键前传流)具有最高优先级和最低延迟。

低延迟队列

Junos OS Evolved 版本 23.3R1 引入了适用于 ACX7000 平台的 LLQ,允许将数据出队,以便优先发送优先流量,从而使延迟敏感型数据能够优先处理其他流量。

借助 LLQ 功能,队列的优先级高于所有其他优先级队列,以确保保留延迟。虚拟输出队列 (VOQ) 和出口队列 (EGQ) 优先级层次结构如下:

延迟队列>优先级队列>低队列

借助延迟队列支持,需要低延迟队列的应用程序可以选择通过 CLI 配置此优先级:set class-of-service schedulers priority low-latency

当队列(LLQ 除外)拥塞时,LLQ 应支持 10μs 的平均延迟。LLQ 机械师能够在无拥塞的情况下≤6μs。多种因素可能会影响延迟。验证表明 LLQ 的能力超出预期。

LLQ 支持具有相同优先级的多个队列。但是,建议每个系统包含不超过两个 LLQ,以确保保持延迟完整性。合理地说,必须执行轮询分配的延迟队列越多,就会产生延迟。如果配置了两个以上的 LLQ,则将发出 PFE 系统日志警告。

ACX7000 系列采用 VOQ 架构,旨在避免线头阻塞 (HOLB) 并优化缓冲。此方法在入口流量管理器 (ITM) 和出口流量管理器 (ETM) 之间使用反馈机制。入口 VOQ 接收的数据包映射到目标出口端口。ITM 生成信用请求并将其发送到 ETM。根据出口端口和队列信用额度的可用性,ETM 会生成适当的信用额度,并以最小的缓冲量调度流量。入口 VOQ 捆绑包与特定的出口端口相关联。每个捆绑包由八个 VOQ 组成。VOQ 连接形成队列和出口端口关联的虚拟表示,称为虚拟输出队列标识符 (VOQ ID)。

图 10:虚拟输出队列结构 A diagram of a computer process Description automatically generated

使用大延迟带宽缓冲区 (DBB) 和 SRAM 小片上缓冲区 (OCB) 在入口处执行数据包缓冲。额外的片上出口缓冲区用于数据包序列化。

图 11 说明了端口 QoS 模式下的ACX7000调度层次结构。除了优先级之外,低延迟调度配置文件还与配置为低延迟的 VOQ 相关联。使用端口 QoS 模式时,可以启用三个不同的专用出口队列 (EGQ),以支持 LLQ、优先级队列和低队列。

图 11:具有 LLQ 端口 QoS A diagram of a circular object Description automatically generated 的多级优先级层次结构

EGQ1 专用于处理配置低延迟的 VOQ。EGQ2 专用于处理延迟队列以外的优先级队列。EGQ3 专门用于处理低优先级流量。EGQ 分离允许对每个类别进行独立处理,同时最大限度地减少对彼此的影响。VOQ 优先级关联基于配置。

多级优先级

Junos OS演化版 23.3R1 为 ACX7000 系列引入了多级优先级。支持六个优先级:低延迟、严格高、高、中高、中低和低。所有队列都会抢占较低优先级的队列。等优先级队列执行轮询分配,低优先级队列执行 WFQ。这项支持已扩展到端口级 QoS 和层次化 QoS (HQoS)。

注意:

此验证仅涵盖基于端口的 QoS。

在Junos OS演化版 23.3R1 之前,ACX7000 系列支持严格高优先级和低优先级队列,SH 抢占低优先级。在新的 CoS 架构中,每个队列都有一个优先级级别,能够抢占优先级较低的队列。这些优先级包括:

  • P0(最高优先级):低延迟
  • P1:严格-高
  • P2:高
  • P3:中高
  • P4:中低
  • WFQ(最低优先级):低

优先级队列从 P0-P4 指定,并利用轮询分配对同一优先级级别内的队列。低优先级是唯一的 WFQ,其中传输速率是为多个低优先级队列的轮询分配给出的权重。对于严格的队列抢占,我们建议对优先级队列进行整形,以防止优先级较低的队列耗尽。

功能行为与基于 TRIO 的 MX 架构不同,后者利用保证区域和超额区域来确保所有优先级队列(包括低优先级)配置的传输速率。PQ-DWRR 在保证区域实施。同等优先级队列作为 WRR 进行服务,传输速率为权重。只有严格高级别的队列在没有多余区域的情况下运行,并且可能会使低优先级队列饥饿。

注意:

从 Junos OS 演化版 24.3R1 开始,ACX7000 支持八个优先级,端口 QoS 增加了低-高 (P5) 和低-中 (P6)。

转发类

ACX7000 支持八个转发类 (光纤通道),默认情况下启用四个。一个或多个 FC 最多可以映射到八个受支持的队列。相反,MX 系列支持 16 个转发类,这些类可以映射到八个队列中。对于此 JVD,每个传输设备最多使用八个队列,支持 O-RAN 建议的流量配置文件。

JVD CoS 模型与 O-RAN 多优先级队列结构最为一致,包括以下队列分配:

表 5:队列分配
QUEUE 转发类 队列特征
7 光纤通道信号 严格高优先级和 PIR 整形
6 光纤通道-LLQ 低延迟优先级和 PIR 整形 (eCPRI)
5 光纤通道-实时 中高优先级和 PIR 整形(语音和交互式视频)
4 光纤通道-高 保证低优先级 WFQ
3 光纤通道控制 高优先级和 PIR 整形(网络控制)
2 光纤通道-介质 保证低优先级 WFQ
1 光纤通道-低 保证低优先级 WFQ
0 光纤通道-尽力而为-努力 低优先级 WFQ 剩余部分

图 12 说明了为解决方案架构提出的 CoS 模型。CoS 层次结构基本上可以分为三个主要组件。

  • 低延迟队列
  • 整形优先级队列
  • 加权公平队列
图 12:差异化 CoS 队列模型 A diagram of a diagram Description automatically generated with medium confidence

关键前传流量映射到 LLQ 或 PQ,允许为带有 WFQ 的非前传流量采用并行队列结构。高、中、低流量类型有保证的承诺信息速率 (CIR),同时在有带宽可用的情况下允许动态峰值信息速率 (PIR)。为了实现此结果,必须根据适当的端口速度计算为低优先级队列 (WFQ) 配置的传输速率,不包括分配给整形队列的带宽。有关详细信息,请参阅计划部分。尽力而为(剩余)队列不提供保证。

在实施 5G 架构时,LLQ PQ 模型可能包含在前传段中,WFQ 指定用于 MBH。这不是 JVD 的目标。通常,前传流映射到前三个队列,如 图 12 所示,光纤通道-实时支持 URLLC 端到端应用。非前传(即 MBH)始终映射到较低的四个低优先级队列 (WFQ)。光纤通道控制适用于所有设备。低优先级队列可能仍支持前传中的某些功能,如 M 平面和软件升级。

以下示例显示转发类配置,该配置在 ACX、MX 和 PTX 平台上是相同的。

每个队列的流量类型示例:

表 6:包含流量类型的转发类
QUEUE 转发类 流量类型示例
7 光纤通道信号 OAM 积极定时器,O-RAN/3GPP C 平面
6 光纤通道-LLQ CPRI RoE、eCPRI C/U 平面 ≤2000 字节
5 光纤通道-实时 5QI/QCI Group 1 低延迟 U 型平面、低延迟业务。交互式视频、低延迟语音
4 光纤通道-高 5QI/QCI 组 2 中等延迟 U 平面数据
3 光纤通道控制 网络控制:OAM 宽松定时器、IGP、BGP、PTP 感知模式等
2 光纤通道-介质 5QI/QCI Group 3 剩余 GBR U 平面 保证业务数据。视频点播。O-RAN/3GPP M 平面,例如 eCPRI M 平面,其他管理,软件升级
1 光纤通道-低 高延迟,保证低优先级数据
0 光纤通道-尽力而为-努力 5QI/QCI 组 4 – 剩余的非 GBR U 平面数据

分类

分类在入口处执行。验证中包括以下三种分类风格。

  • 在接收到的第 2 层 802.1p 位和/或第 3 层 DSCP 上进行行为聚合 (BA) 匹配。如果同时接收到两者,则 DSCP 优先。行为 聚合是 基于数据包的,其中流量使用第 3 层 DSCP、第 2 层 802.1Q 优先级代码点 (PCP) 或 MPLS EXP 预先标记。
  • 固定或离散分类允许转发类直接在接口上进行映射。固定分类是 基于上下文的, 到达特定接口的所有流量都映射到一个转发类。
  • 多域 (MF) 分类允许在数据包字段中匹配标准,并映射到一个或多个转发类。

中转节点上的分类在入口处执行,并根据外部标签 MPLS EXP 位进行匹配。核心接口利用 BA 分类器。BA、固定和 MF 样式分类器用于服务接口(面向客户边缘)。

当同时执行 BA 和 MF 分类时,MF 优先,因为首先处理 BA,然后进行 MF 处理。因此,MF 会覆盖 BA 结果(假设匹配)。

在接收到的标记帧包含可信 PCP 位的用例中,将使用行为聚合分类。对于接收的帧为不受信任的 PCP 位的情况,将使用固定或多域分类。

JVD 中包含的 ACX、MX 和 PTX 平台的分类态势相同。 表 7 描述了总体优先级映射。

表 7:分类定义
队列 转发类 802.1p DSCP EXP
7 光纤通道信号 110 CS5、CS6 110
6 光纤通道-LLQ 100 CS4、AF41、AF42、AF43 100
5 光纤通道-实时 101 EF 101
4 光纤通道-高 011 CS3、AF31、AF32、AF33 011
3 光纤通道控制 111 CS7 111
2 光纤通道-介质 010 CS2、AF21、AF22、AF23 010
1 光纤通道-低 001 CS1、AF11、AF12、AF13 001
0 光纤通道-尽力而为-努力 000 成为 000

EXP 分类器

802.1P 分类器

DSCP IPv4 分类器

DSCP IPv6 分类器

以下配置是匹配不同流量类型以分配转发类的多域分类示例。可以根据需要修改过滤器,以适应适当的匹配和/或优先级要求。

调度

ACX7000调度始于入口管道,并以具有反馈环路机制的出口功能的形式实现。数据包分类并到达入口 VOQ 后,入口流量管理器 (ITM) 会向出口流量管理器 (ETM) 发出信用请求。根据出口端口和队列的可用性,ETM 会向信用额度请求授予,并计划数据包并最终到达出口队列 (EGQ)。

8 队列(可按端口配置)与 VOQ 架构而不是 EGQ 相关联。根据实施,VOQ 映射到两个或三个 EGQ。ACX7000平台的调度架构已从 Junos OS Evolved 版本 23.3R1 更改。有关使用 LLQ 更新的 EGQ 层次结构的更多信息,请参阅“低延迟队列”部分。

调度程序将流量优先级和带宽特征分配给转发类。ACX7000平台支持六个流量优先级(根据Junos OS演化版 24.3R1 为八个优先级)。MX 系列平台支持五种流量优先级。

优先级与 VOQ 相关联,VOQ 映射到 EGQ。因此,优先级与 EGQ 分配的映射在这里显示为 8 优先级模型。

表 8:EGQ 映射的优先级
优先级名称 优先级 出口队列分配
低延迟 P0 EGQ1
严格-高 P1 EGQ2
P2 EGQ2
中高 P3 EGQ2
中低 P4 EGQ2
低-高 P5 EGQ2
低-中 P6 EGQ2
低 (WFQ) P7 EGQ3

如图所示,多个优先级队列会映射到同一个 EGQ,因此了解 ACX 入口管道的性质非常重要。ACX 高效的数据包处理机制可防止队头阻塞 (HOLB),并避免缓冲日后可能被丢弃的数据包。数据包一旦计划好,就不应丢弃。

ACX 和 MX 的 CoS作之间存在重要的功能差异。ACX 的所有优先级队列(低延迟、严格高、高、中高和中低)都会抢占低优先级队列。可以对 PQ 进行整形,以防止低优先级队列耗尽。相比之下,在基于 MX TRIO 的平台上,队列在保证区域或超额区域中运行。配置文件中的队列(在配置的传输速率内运行)在保证区域提供服务,当超过传输速率时,队列将移动到超额区域。只有严格高优先级才有权抢占所有其他优先级,因为它没有多余的区域,因此始终得到保证。

现在让我们考虑一下在优先级队列中包含ACX7000平台的整形速率时的行为。请务必了解是否存在使用传输速率的低优先级队列与使用整形速率的PQ的组合。应用于队列的配置整形速率带宽将从端口速度中扣除。这意味着配置的传输速率基于端口速度减去配置的整形速率。

下表提供了一个示例,说明整形速率配置如何影响端口速度,端口速度用于确定根据传输速率百分比分配多少带宽。第一行显示的端口速度为 100GbE,并且没有队列使用整形速率。在这种情况下,低优先级队列上的 20% 传输速率分配 20Gb。

下一行的端口速度为 100GbE,一个高优先级队列的端口速度为其 30%(整形速率)。这使得剩余端口总速度达到 70Gb。低优先级队列的 20% 传输速率基于 70Gb,占 14Gb。

在第三行中,总整形速率为端口速度的 50%,端口速度根据低优先级队列的 20% 传输速率分配 10Gb。

最后,在第 4 行中,总共分配 100% 作为整形速率,留下 0 表示低优先级。在所有情况下,未使用的带宽都可以分配到其他队列中。当带宽可用时,允许分配超过配置的传输速率。不能超过整形速率。超过配置整形速率的数据包将被丢弃。

表 9:采用整形速率的端口速度示例
端口速度

高PQ

整形速率

中高 PQ

整形速率

更新的端口速度

低优先级

传输速率

低优先级带宽 (Gbps)
100GbE - - 100 20% 20
100GbE 30% - 70 20% 14
100GbE 30% 20% 50 20% 10
100GbE 50% 50% 0 20% 0

上一代 ACX5448/ACX710 允许同时配置整形速率和传输速率。因此,端口速度不会随着整形速率的加入而改变。ACX7000 系列不使用此组合。

在经过验证的设计中,创建了 5G CoS 模型,其中包含四个配置了整形速率的优先级队列:信令、LLQ、实时和控制。这些队列承载最关键的流量类型。在完全拥塞的情况下,这些 PQ 被允许消耗总带宽的 80%,这是有保证的。

总端口带宽的剩余 20% 将在四个 WFQ 之间进行委托。虽然只分配了 20%,但请记住,这仅在 PQ 利用率完全满时才会发生。剩余的带宽将可用。让我们暂时忽略四个优先级队列,并基于队列创建一个简单的比例带宽分配模型:高、中、低和尽力而为。所有这些队列都与低优先级 WFQ 调度相同。

  • 高表示总带宽的 40%
  • Medium 占总带宽的 30%
  • 低为总带宽的 20%
  • 尽力而为余数

下表解释了与 PQ CoS 模型并行存在的 WFQ CoS 模型。

优先
表 10:四个 WFQ 模型
队列名称 传输速率 出口队列
40% EGQ3
中等 30% EGQ3
20% EGQ3
尽力服务 余数 (10%) EGQ3
总计: 100%  

如果带宽可用,所有四个队列都可以从其他队列借用,加权分布(基于 TR)按显示的顺序有利于队列。高、中和低都保证了一定的带宽,即使 PQ 正在消耗其所有配置的速率。尽力而为只剩下少量,因此无法保证此队列。

这是潜在 5G CoS 模型的一个示例。运营商之间的流量模式迥然不同。不可能创建一个适用于所有情况的模型。因此,您必须更新设计以适当地适应您的用例。

验证的目标是创建一个模型,通过 TSN 配置文件 A 实现 O-RAN 多 PQ 结构(传输核心配置文件 B),使 PQ 能够抢占其他 PQ,并支持不同的出队优先级的 LLQ。

以下调度器配置基于 ACX7000 系列。请联系您的瞻博网络代表,了解完整配置。

调度程序

调度器图

此时的配置将生成以下端口调度层次结构。VOQ ID 是任意的,作为捆绑包关联的一部分从 VOQ 池分配。请注意,EGQ分配中的配置结果。

队列
表 11:自定义优先级到 EGQ 映射
队列优先级 转发类 VOQ ID 出口队列分配
低延迟 光纤通道-LLQ 6 750 EGQ1
严格-高 光纤通道信号 7 751 EGQ2
光纤通道控制 3 747 EGQ2
中高 光纤通道-实时 5 749 EGQ2
光纤通道-高 4 748 EGQ3
光纤通道-介质 2 746 EGQ3
光纤通道-低 1 745 EGQ3
低余数 光纤通道-尽力而为-努力 0 744 EGQ3

端口整形

队列整形已在上一节中介绍。端口整形直接应用于 CoS 层次结构下的接口,并根据新的端口速度调整配置的调度器百分比。例如,如果在 100GbE 端口上配置了 10G 整形器,则参考端口速度为 10G。传输速率为 50% 的调度器将产生 5Gbps,而非 50Gbps。

端口整形器

重写规则

根据协议匹配在出口路径上执行重写。以下配置适用于 ACX、PTX 和 MX 平台。发送双标记时,在外部 (S-TAG) 上执行重写作。通常希望内部 C-TAG 802.1p 位保持不变并透明传输。

802.1P 重写

经验重写

DSCP IPv4 重写

DSCP IPv6 重写

接口服务等级

建立 CoS 参数后,将配置应用到 CoS 层次结构下的接口本身。回想一下三种分类方式:行为聚合、固定和多域分类器。在此配置部分下仅适用 BA 和固定样式。BA 在接收的第 2 层 802.1p 位和/或第 3 层 DSCP 上匹配。固定分类会将接口上接收到的所有流量映射到单个转发类。通配符匹配条件用于适用的接口和单元。从 Junos OS 演化版 23.2R1 开始,ACX7000平台允许在同一接口上使用多个分类器和重写规则。

调度器图

BA 分类器

固定分类器

重写规则

主机出站流量

ACX7000 系列平台支持从 Junos OS 演化版 23.3R1 开始的主机出站分类。

缓冲区管理

ACX7000 系列平台利用基于保证和动态缓冲器的 VOQ 入口缓冲器。动态缓冲区本质上是弹性的,它利用公平自适应动态阈值 (FADT) 作为管理共享缓冲池的算法。

使用默认 CoS 时,ACX7K 会将缓冲区分配为:

表 12:默认缓冲区分配
队列 缓冲区
0 95%
3 5%
其他队列 * 最低要求

* 基于端口速度。

可分配的最小缓冲区基于端口速度:

  • 10G = 2048
  • 25G = 4096
  • 40G = 4096
  • 50G = 4096
  • 100G = 8192

缓冲区使用情况主要可以使用以下命令进行监控:

  • show interface voq(来自 CLI)
  • 显示 CoS VOQ 缓冲区占用率 IFD(来自 VTY)

缓冲区分配

调度部分中概述的CoS缓冲区配置建议为ACX7000平台按队列分配以下缓冲区。

下表说明了为验证中使用的每个队列计算的缓冲区分配。例如,可以使用带有 1250KB 专用缓冲区的 100GbE 端口。

优先 缓冲
表 13:缓冲区分配结果
队列 速率 缓冲区大小 计算
问题 7 5% 成型率 5% 严格高 1250000*0.05 62500
问题 6 40% 成型率 10% 低延迟 1250000*0.1 125000
问5 30% 成型率 20% 中高 1250000*0.2 250000
问题 4 40% 传输速率 30% 1250000*0.3 375000
第 3 季度 5% 成型率 5% 1250000*0.05 62500
问题 2 30% 传输速率 20% 1250000*0.2 250000
问题 1 20% 传输速率 10% 1250000*0.1 125000
问题 0 余数 余数 1250000*0 *8192

* 剩余缓冲区为 0%,因此最小缓冲区编程

测试平台配置

请联系您的瞻博网络客户代表,获取用于此 JVD 的测试台配置的完整存档。