一、确定性网络背景
1.1 确定性网络概念和特征
到 2020 年全球 IP 网络接 入设备达 263 亿，其中工业和机器连接达 122 亿，相当于总连接设备的一半，同时高清和超高清互联网视频约全球互联网流量的 60%。激增的数据业务带来了大量的拥塞崩溃、数据分组延迟、远程传输抖动，传统以太网用“尽力而为”的方式传输数据，只能将端到端的时延减少到几十毫秒。但许多的新兴业务需要将端到端时延控制在微秒到几毫秒级，将时延抖动控制在微秒级，将可靠性控制在 99.9999%以上。因此，迫切需要建立一种可提供“准时、准确”数据传输服务质量的新一代网络。
确定性服务质量可以提供“准时、准确”数据传输服务质量。五种典型的确定性 QoS 包括：低时延、低抖动、低丢包率、高带宽、高可靠。确定性网络是提供确定性服务质量的网络 技术，是在以太网的基础上为多种业务提供端到端确定性服务质量保障的一种新技术。
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确定性网络特征：能够提供确定性服务质量， 灵活切换确定性服务和非确定性服务，自主控制提供确定性服务质量的等级，全面赋能产业升级，支撑大规模机器通信、机器视觉、远程操控、人工智能、工业互联网、农业互联网、智能服务业的需求，通信服务商深入产业一线定制化弹性供给确定性网络服务，确定性网络服务能力一体化与多样化跨域全局协同。
1.2 确定性网络需求和意义
（1）从战略角度：确定性网络技术是新一代网络通信体系发展方向，是网络、工业、农业和服务业强国的重要推动力。形成“确定性网络+”的技术和产业格局对千行百业朝着数字化、网络化、智能化的高质量发展方向进一步迈进具有重要意义。
（2）从技术层面：确定性网络是先进技术的代表，提供确定性网络服务、构建重大网络基础设施，为占领信息技术发展的制高点提供新的机遇。
（3）从场景、产业角度：确定性网络技术的大规模落地，可以推动制造业，物流业，运输业，影视行业，医 疗行业，农牧业， 服务业等网络化、智能化升级。
随着通信、计算机、机械、电子、电气、自动化等领域的技术发展，全球农业、工业、服务业也呈现出新的发展动向。为了更好满足消费市场需求，各个产业由规模化生产或提供服务向着定制化生产或提供服务转变。居民生活水平的不断提升、消费需求的升级换代，促 使各个产业向着小众化、多元化、定制化的方向发展。此外，为了提 升生产、服务能力和效率，三大产业向着数字化、智能化方向转型。 新兴技术蓬勃发展；相应地，农业、工业、服务企业的内网、外网、数据互通等通信模块均随着新技术的布局而更新迭代。总之，产品服务定制化与产业升级对确定性网络提出具体而多样的要求。
（4）从产品、服务附加值角度：各产业厂商和通信厂商希望提高技术水平、提升生产制造能力、扩大服务范围、提升服务能力和价值，因而对确定性网络提出需求。
确定性网络为各个产业厂商、公司、机构寻找新的产品和服务附加值提供契机。各产业厂商、公司在经过“确定性网络+”升级后， 生产能力、制造能力、服务能力、产品服务定制化能力均有大幅提升， 进而提升产品服务附加值，推动各个行业发掘新的增长点。
确定性网络是通信厂商扩大服务范围的重要选项。随着通信厂商管道化发展，通信产业链上下游各厂商希望能够为客户提供差异化、 多样化、个性化的产品和服务，培育新的收入增长点。工业、农业、 服务业产值高、升级空间大，通过提供高质量的确定性网络服务，通 信厂商得以深入生产经营一线，扩展服务范围和服务多样性。
确定性网络是提升通信厂商服务价值的重要依托。确定性网络严格控制端到端抖动、时延等关键指标，满足企业对高质量通信的需求。 网络切片等技术使得通信厂商可以提供差异化的服务，而高质量、差 异化的服务也为通信商带来新的收益空间。
1.3 确定性网络发展目标
（1）占领新一代网络技术发展制高点，在融合网络中提供确定性服务，构建 LAN/WAN 确定性网络体系，实现局域、广域、有线、 无线确定性网络深度集成、有机融合的布局。赋能通信服务商为大规模和超大规模农业、工业、服务园区提供定制化、确定性网络服务。
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（2）促进产业升级、提升消费者体验。通过确定性网络技术， 实现农业、工业、服务业朝着网络化和智能化方向升级，形成“确定性网络+”的产业格局，推动各行业产品质量、产品良率、服务质量 大幅提升，实现产品和服务定制化转型。
二、确定性网络技术
目前，确定性网络的技术关键在于实现确定性时延、抖动、丢包率、带宽和可靠性等。确定性时延主要通过时钟同步、频率同步、调度整形、资源预留等机制实现；确定性抖动和丢包率通过优先级划分、抖动消减、缓冲吸收等机制实现；确定性带宽通过网络切片和边缘计算等技术实现；确定性可靠性通过多路复用、 包复制与消除、冗余备份等技术实现。
在确定性带宽保障方面，FlexE 通过接口技术在物理层和链路层之间插入中间层，实现业务速率和物理通道速率的解耦，提供比传统以太网更加灵活的带宽颗粒度，支撑高速大端口 400GE、1TE 等演进。 通过灵活的物理接口捆绑和逻辑接口划分，提供子速率承载、硬管道及隔离等机制，构建智能端到端链路，实现网络切片，支撑带宽资源 弹性灵活的分配和保障。
在无线确定性方面，5G 通过高可靠通信技术，有望实现 99.9999% 的确定性连接可靠性，通过网络切片实现确定性带宽保证，借助低延 迟技术和边缘计算等实现端到端确定性控制。
2.1 灵活以太网（FlexE）
基于灵活以太网的网络切片方案能够实现带宽按需灵活分配，并且专用硬管道能够实现安全、低时延的服务质量。灵活以太网技术能够通过 PHY/MAC 层协同调度实现时隙交换以保证时延、提高带宽利用率，也能够与 SDN 技术结合实现对 L1 层的传输控制，实现网络动态调整。
FlexE 技术旨在实现业务速率与物理通道速率的解耦，多个客户端可以共享 FlexE 组中物理通道的总速率。Shim 层将业务 逻辑层和物理层隔开，在 FlexE1.0 标准中可以把 FlexE 组中的每个 100GE PHY 划分成 20 个时隙的数据承载通道，每个 PHY 所对应的 这一组时隙被称为一个 sub-calendar，其中每个时隙对应的带宽为 5Gbps。根据客户端和 FlexE 组的映射关系，FlexE 可提供链路捆绑、 子速率和通道化三种应用模式。
（1）链路捆绑：将多个物理通道捆绑起来，形成一个总速率的逻辑通道，利用多个低速率物理管道来支持更高的速率的客户端，实现大流量的业务传输，可以替代 LAG或 ECMP 并且能够避免哈希算法带来的低效率。
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（3）通道化：客户业务在多条物理通道上的多个时隙传递，分布在多条不同物理通道的多个时隙上，多个客户共享多个物理通道。 客户业务在 FlexE 上传递时，根据实际情况选择不同的时隙组合，合理利用物理通道带宽。
2.1.1 FlexE 架构
在 FlexE 中，主要包含 Client，Shim 和 Group 三种组件。FlexE Client 指的是对应于网络的各种用户接口，与现有 IP/Ethernet 网络中的传统业务接口一致，FlexE Client 可根据带宽需求灵活配置，支持各种速率的以太网 MAC 数据流，并通过 64B/66B 的编码的方式将数据流传递至 FlexE Shim 层。FlexE Group 本质上就是 IEEE 802.3 标准定义的各种以太网 PHY 层，由于重用了现有 IEEE 802.3 定义的以太网技术，使 得 FlexE 架构得以在现有以太网 MAC/PHY 基础上进一步增强。Shim 作为核心部件，是映射或反映射 client 和 group，实现 client 对 group 的多路复用以及 group 到 client 的解复用。
2.1.2 FlexE 技术
（1）FlexE Shim 层
FlexE Shim 层通过对 64/66 编码后的客户端业务流进行时隙排列、成员分发和开销插入三个步骤实现 FlexE 速率与物理通道解耦的核心功能，其实现客户业务承载的工作流程就是 Shim 层实现多路复用的过程。
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1）FlexE 帧
FlexE Shim 层通过 Overhead 提供带内管理通道，支持在对接的两个 FlexE 接口之间传递配置管理信 息，实现链路的自动协商建立。开销帧中，第一个 Overhead Slot 中包含 “0x4B”的控制字符与 “0x5”的“O Code”字符等信息。在信息传送过程，对接的两个 FlexE 接口之间通过控制字符与“O Code”字符的匹配确定第一个开销帧，从而在二者之间建立了一个独立于绿色 Slot 的数据通道之外的管理信息通道，实现对接的两个接口之 间配置信息的预先协商等。FlexE 的带内管理还可以交互两个接 口之间的链路状态信息，传递 RPF等 OAM 信息。
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2）calendar 结构
FlexE Shim 使用 calendar 将 FlexE 组的每个 PHY 的 sub calendar 上的 66 比特块位置分配给每个 FlexE 客户端。calendar 的粒度为 5G， 每 100G 的 FlexE 组可以分为 20 个时隙，每个时隙都能够容纳一个 66 比特块。支持两种 calendar 配置:“A”和“B” calendar 配置。提 供这两个 calendar 配置是为了方便重新配置。
FlexE 通过为每一个 Client 提供 Slot/Calendar 配置可更改机制， 实现所需带宽的动态调整。FlexE 中，对接的两个接口之间通过开销 管理通道实时传递体现 Client 在 Group 中映射关系的两种不同 Calendar 配置信息：A 和 B（分别由“0”或“1”bit 表示）。两组 Calendar A/B 可以动态切换，从而实现对应 Client 的带宽可调整。任意一个Client 的带宽在两组 Calendar A/B 之间可能是不同的，通过切换，并 进一步结合系统应用控制可以实现无损带宽调整。Calendar A/B 的切 换通过开销管理通道内嵌的 Request/Acknowledge 机制实现。
（2）交叉传输
FlexE 一层交叉是 FlexE 的一个重要应用，用于数据中继过程中减少数据的传输时延。FlexE 一层交叉是指一个 FlexE 组接收端收到 的数据不通过 FlexE 客户端（Client）进入到 MAC 层，而是直接从 FlexE 客户端转发到另一个 FlexE 组的客户端，如图 2-7 所示，数据 从 PE（源）向 PE（宿）发送，途径的交换机为 P，数据到达 P 时不 会将数据传向 MAC 层，而是通过交叉传输的方式直接从 Shim 层传 向下一个节点，并在到达目的接收端再解码上传数据。这种交叉传输 的方式是实现端到端 FlexE tunnel 的核心，是构成了 L1 层承载网的 基础。
（3）FlexE tunnel 运行管理和维护
由于在 FlexE 中，数据通过一个端到端的“隧道”直接进行传输， 不再通过 MAC 层所获取的信息决定下一跳的转发，所以 FlexE tunnel技术的实现需要额外的信息来进行传输管道的端到端监控和数据的 传输控制，因此在FlexE中加入了携带OAM（Operation, Administration and Maintenance，运行管理和维护）的信息块。OAM 是一个特殊的 信息块，是基于 IEEE802.3 码块的扩展，符合 64/66 编码规范，并且 具备特殊的标志，可以在接收端被识别和提取。
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“1+1”保护模式允许数据同时在两条 tunnel 中传 输，并在传输目的点同时检测两条 tunnel 的数据传输的质量，从传输质量高的 tunnel 中接收客户业务数据。“1：1”保护模式存在两条承载通道 tunnel：主通 道 tunnel 和备通道 tunnel。在正常工作时，客户业务在主通道 tunnel 传输，备通道 tunnel 可以传输低优先级客户业务。当主通道 tunnel 出 现故障时，发送到和接收端协商并决策，同时将客户从主通道 tunnel 切换到备通道 tunnel 中传输。
2.2 时间敏感网（TSN）
2.2.1 TSN 架构
根据网元在网络中的位置，TSN 架构中的核心元素可以分为网关、桥设备、 端设备三个角色。网关设备主要部署于 TSN 域边缘，实现跨层及跨异构域之间的互通。网桥设备主要部署于 TSN 域内部，实现域内的互联互通。
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2.2.2 TSN 技术
（1）时间同步机制
精准的网络时间同步是实现确定性网络的基础，在TSN协议中，IEEE 802.1 AS 和更新的修订版本 IEEE 802.1AS-REV 可以实现亚微 秒级的时间同步。gPTP 协议通过 BMCA 算法建立主 从结构形成 gPTP 域，然后选出最精确的时钟源作为 GrandMaster时钟。在 gPTP 域内，主时钟和从时钟之间不断传递时间信息，并将时间与 GM 时钟进行同步。IEEE802.1 AS-REV 增加了在多个时域进行时间同步的功能和冗余的能力，既能在某域内 GM 时钟发生故障时实现快速切换到其他域的功能，还能提高时间测量精度。
（2）网络流量整形机制
为了实现确定延迟，TSN 利用帧抢占和流量整形机制在以太网链 路中实现确定的传输路径，流量整形机制通过为高优先级流量提供确 定的传输时隙来提供确定的传输时延，避免突发流量造成的重传和丢包的影响。
为了减少低优先级流量对高优先级流量的干扰，IEEE 802.1 Qbu 帧抢占机制允许高优先级的流量打断低优先级流量的传输，帧抢占造成的低优先级帧中断只发生在链路层，在下一个网桥的接口处，被中 断的帧会被重新整合成完整的帧。Qbu 显著减小保护频带的字节数。
（3）资源预留机制
资源预留机制有分布式和集中式两种。IEEE 802.1 Qat 流预留协议基于 TSN 流的资源要求和当前网络可用资源规定了准入控制架构，通过多址注册协议，使用 48 位扩展唯一标识符来识别和注册业务流，为 AVB 流提供足够的资源 预留。由于 Qat 采用分布式的注册和预留方式，注册请求的变更有可能使网络过载从而导致关键流量类的延迟。IEEE 802.1Qcc 通过减小预留消息的大小和频率来改善 SRP，使更新仅由链路状态或预留改变触发。Qcc 提供了一套集中式的全局管理和控制网络的工具，可通过远程管理协议执行资源预留，调度 和其他配置。
随着更多业务流共存以及网络规模的增加，数据库成比例地增加，SRP 和 MRP 由 于注册流状态信息的数据库有限而无法扩展到具有实时性 IACS 应用的大型网络。本地链路预留协议在点对点链路的两端之间有效地复制 MRP 数据库，并在网桥报告新的网络状态时逐步复制更改。LRP 还提供清除过程，当此类数 据库的源无响应时，删除复制的数据库。
（4）配置 TSN 流量
TSN 流会根据应用需求在以太网报头中的 802.1Q VLAN 标记中 的 PCP 和 VID中定义流的不同优先级。TSN 中有多个流管理标准，包括 IEEE 802.1CB，802.1Qca，802.1Qci，负责提供路径冗余，多路径选择以及队列过滤。
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尽管标准以太网可以通过生成树协议提供冗余能力，但是对于实 时 IACS 应用而言，在发生故障时的收敛时间太慢。因此，FRER 在 不相交的路径上发送关键流量的重复副本，用于主动实现无缝数据冗 余，代价是额外的带宽消耗。
2.3 确定网（DetNet）
DetNet 工作组主要研究在单一管理控制下或在一个封闭的管控组内的网络实现确定性保障，如园区网络、专用广域网。DetNet 目的 是实现沿多跳路径转发，具有确定性延迟、可控的低丢包率与高可靠 性，侧重于 IP 层调度保障，目标在于将确定性网络通过 IP/MPLS 等 技术扩展到广域网上，IETF 相关标准体系正在不断演进中。
DetNet 主要思想借鉴 TSN 的机制和架构，提供三层端到端的确 定性方案。DetNet 允许单播或多播流的确定性转发以及 DetNet 流与 其他业务流共网传输。实现方法主要包括资源预留、释放/重用闲置网 络资源、集中控制、显性路由、抖动消减、拥塞保护、多径路由等。 通过网卡完成 DetNet 相关的数据封装，如流 ID、Sequence 封装。 DetNet 编制的标准文件将兼容在 IEEE802.1 TSN 工作组和其他 IETF 工作组的相关确定性网络的底层协议。
2.3.1 DetNet 架构
DetNet 通过边缘路由的时延抖动测量、骨干路由的确定路径与资源预留以及端到端显式路由与 无缝冗余实现终端业务流的三层确定性传输。DetNet 网络架构通过资源预留、冗余 保障，为 DetNet 提供了可靠的确定性服务。未使用的预留资源可以 用于非 DetNet 数据流的传输，实现不同优先级业务流共网传输。
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DetNet 数据平面的概念模型，其包含应用源/目的子层、DetNet服务子层、DetNet 转发子层和低层级网络。 DetNet 服务子层是负责特定 DetNet 服务的层，而 DetNet 传输子层负责可选地通过底层网 络提供的路径为 DetNet 流提供拥塞保护。DetNet 可以有多个分层拓 扑，其中每个下层拓扑为更高层拓扑服务。DetNet 节点之间相互连接形成子网络，这些低层级网络可以通过兼容服务支持 DetNet 流量。DetNet 服务子层包含数据包排序、 冗余消除、流复制、流合 并、数据包编码与数据包解码；DetNet 转发子层包含资源分配与显式路由。
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操作、管理和维护可以利用带内和带外信令，验证应用业务流服务是否在 QoS 约束保障内有效实现。OAM 可以通过在数据包中添加特定的标记， 以跟踪网络配置错误。主动和混合 OAM 需要额外的带宽来执行 DetNet 域的故障管理和性能监视。
DetNet 控制器平面中 CPF 是控制器 的核心部件，负责计算用于网络平面的确定性路径。CPFs 将业务流分布在不同确定的 DetNet 节点上进行部署，使之满足 流约束条件，并优化总体调度成本。
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DetNet 节点向 CPF 公开它们的能 力和物理资源，CPF 则可以借助这些信息通过南向接口拓扑的动态感 知进行自动更新。DetNet 节点之间与终端系统可以交换关于路径状 态的信息。
2.3.2 DetNet 技术
DetNet 具有时钟同步、零拥塞损失可靠性与安全性特点。同时， DetNet 致力于将超低延迟和高可靠性的服务扩展到三层网络，以及正常业务流量与 DetNet 流共网传输的实 现。因此，基于 DetNet 的技术实现目标，其需要满足以下三点技术要求：
（1）时钟同步和频率同步
DetNet 的时钟同步可以利用 IEEE 802.1 AS 实现，也可以参考 IEEE 1588v2 PTP 实现频率同步。但是，目前 IETF 还没有针对 DetNet网络设备的时钟同步的选择具体规范。
（2）零拥塞损失与可靠性
DetNet 中的 ULL 特性和零拥塞损失通过排队算法、缓冲区预留 和包抢占实现。DetNet 为了得到更低的抖动，其不仅需要有端到端时 延的上界限制，还需要对时延下界进行控制以实现对抖动的限制要求。 抖动减小的技术实现方式可以通过全局亚微秒级时钟同步或计算应 用程序包的执行时间字段来实现。为了保证 DetNet 的可靠性，通过 采用过滤器与相应策略来检测报文的故障和错误。当检测到故障时， 将中断传输并进行调整。此外，在 DetNet 中还应用分组复制和消除 技术来实现可靠性。
（3）安全性
安全性能的考虑是 DetNet 的一个重要基本特性。为了实现 DetNet 资源的请求与控制安全性，应该对连接到 DetNet 域的设备使 用认证和授权，以确保参数的管理配置被限制在授权的设备上。 DetNet 的控制分为集中式控制和分布式控制。对于集中控制 DetNet， 流量工程网络的抽象和控制被用于安全保障的实现。对于分布式控制的 DetNet，其安全性是通过部署的 DetNet 协议的安全属 性来实现。
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结合技术指标需求，根据目前输出 DetNet 工作组草案、 DetNet 数据平面方案以及数据流信息模型等相关标准文件，DetNet 标 准技术分为四类：DetNet 流概念、DetNet 流管理、DetNet 流控制和 DetNet 流完整性。
（1）DetNet 流概念
应用流。应用流是通过DetNet流所承载的在非 DetNet 感知终端系统之间传送的有效负载。应用流不包含任何与 DetNet 相关的属性，也对 DetNet 节点没有特定的要求。
DetNet 转发流。DetNet-f-flow 具有 DetNet 流的具体格式，它只需要 DetNet 转发子层提供的资源分配特性。
DetNet 服务流。作为一种 DetNet 流的特定格式。 DetNet-s-flow 只需要 DetNet 服务子层提供的业务保护特性即可。
DetNet 服务转发流。DetNet-sf-flow 在转发过程 中需要同时具备 DetNet 业务子层和转发子层的功能。
为了实现准确的流检测和识别，必须对各种流属性映射进行标准化。对于 DetNet 流在不同域之间的转发，中继节点都需要获取与流 类型和相应属性相关的上层信息。DetNet 模糊了网络层和链路层的 界限，二层网络可以通过流 ID 和 DetNet 控制字识别 DetNet 流类型 和对应属性相关的上层信息。DetNet 流需要标准化跨层或异构网络的流属性映射。
（2）DetNet 流管理
1）DetNet 配置和 YANG 模型
DetNet 能够在各种支持 DetNet 的网络实体之间实现无缝配置和 重配置，草案定义了 DetNet 分布式、集中式和混合式的配置模型及 其相关属性，还介绍了在集中配置模型中传递网络配置参数的 YANG 模型。
DetNet 配置的模型包含分布式、集中和混合式配置模型。在分布 式配置模型中，UNI 信息通过 DetNet UNI 协议发送，分布式的 DetNet 控制平面将 UNI 和配置信息传播到每个数据平面实体，控制信息通 过 IGP 和 RSVP-TE 等协议来执行。在集中式配置模型中，CUC 向 CNC发送 UNI 信息，类似于 TSN 中的 IEEE 802.1Qcc 集中式配置模型。
对于混合配置方法，在控制平面内采用分布式协议和集中式协议相结合的方式来协调配置信息。DetNet YANG 模型与 TSN 中 IEEE 802.1Qcp 类似，为集中式配置模型定义了一个 DetNet YANG 模型， 用于传递网络配置参数。
2）资源管理
在资源管理方面，DetNet 有集中式和分布式这 2 种路径设置方 式。集中路径设置类似于 IEEE TSN 的集中管理模型，利用 PCE和基于分组的 IP 或非 IP 网络的信息传播来实 现全局网络的优化。分布式路径设置利用内部网关协议流量工程提出了类似于 802.1Qat、802.1Qca 和 MRP 信令协议的初 始设计规范。
3）网络资源告知与部署
为了补充 DetNet 流量控制机制，每个 节点需要有和附近网络共享网络状态的 能力。例如共享当前节点的资源使用状态、邻居节点及其关系的属性 等。目前还没有规定如何实现这种能力，但是这对于全局规划流量、 实现确定性网络至关重要。
（3）DetNet 流控制
DetNet 流的大多数控制功能遵循与 IEEE TSN TG 确定性流相同 的原则，但关键的集成机制存在一些区别，分别体现在 DetNet 数据平面、DetNet 流量工程以及流控制规则。
1）DetNet 数据平面：
DetNet 数据平面主要分为服务层和传输层。服务层可以应用分组排序、流复制/重复消除、分组编码等，而传输层可以应用拥塞保护机 制和显式路由。DetNet 可以有几个分层的 DetNet 拓扑结构，其中每个较低的层为较高层提供服务。此外，DetNet 节点相互连接，形成子网络。目前，对于 DetNet 服务和传输层协议，有各种各 样的协议和技术选项正在考虑之中。
2）DetNet 流量工程：
IETF 流量工程架构和信令工作组考虑将流量工程架构用于分组和非分组网络，定义控制和管理DetNet 流的关键概念、功能以及不同层面之间的关系，使用户和操作员可以 动态地轻松控制、测量和管理流，还引入了 QoS 参数的快速恢复和确定性边界。DetNet WG 采用类似于软件定义网络范例的方法，为 DetNet 起草了一套 TE 架构，与 IEEE TSN 的 802.1Qcc 管理方案和集 中式 SDN 方法具有相似之处。整个架构分为应用层面、控制层面和 网络平面，并且在控制层面对 DetNet 流进行全局规划。一般来说， 这种 DetNet 流量工程架构设想了一种高度可扩展、可编程和通用即 插即用的方案，其网络功能和配置便于进行实现和扩展。
3）流控制规则：
流控制规则主要包含流量排队、整形、调度和抢占。通过定义流控制规则，以实现确定性的有边界延迟和包丢失。流量控制通常包括准入控制和网络资源预留，即带宽和缓冲区空间的分配。 DetNet 流量控制将利用 IEEE802.1 TSN 队列传输和流量整形技术。 这些 TSN 机制包括基于信用整形 CBS、时间感知整形 TAS、循环排队和转发整形 CQF、异步流量 整形 ATS和帧抢占等技术。
（4）DetNet 流完整性（Flow Integrity）
DetNet 流完整性包含数据包的复制与消除、执行异质性、故障缓 和等技术。
1）数据包复制与消除：
数据包分制和消除功能 PREF 与 TSN TG 802.1CB 标准有一些相 似之处，它源于 IETF HSR 和 PRP 机制。PREF 在 DetNet 服务层中有 数据包信息排序、复制、消除三大功能。其中，数据包排序功能是给 属于一个 DetNet 流的每个数据包加上一次序列号或时间戳，这些序 列号用于检测数据包丢失以及进行重新排序。复制功能让流在源进行 复制，采用显式的源路由使一个 DetNet 流通过两条不相交的路径转 发到同一个目的地。消除功能主要是在路径上的任何节点执行冗余消 除，目的是为下游的其他流量节省网络资源，通常在网络边缘或接收 端执行。在接收到数据流后，端口有选择地将复制的流组合在一起， 根据数据包的序列号对数据包进行逐包选择并丢弃。PREF 是一种主 动减少甚至消除丢包的措施。
2）执行异质性：
与 TSN 类似，DetNet 在 DetNet 和非 DetNet 流之间强制区分带宽。DetNet 网络将 75%的可用带宽用于 DetNet 流。但是，为了保持 较高的带宽利用率，任何为 DetNet 流保留但未被利用的带宽都可以 分配给非 DetNet 流。因此，DetNet 的架构模型确保了不同的服务和 应用程序之间的适当共存。
3）故障缓和：
为了减少了各种可能故障，除了数据包流复制和带宽识别， DetNet 网络的设计需要具有一定强度的鲁棒性。减少 DetNet 流中断 的关键机制之一是应用类似于 IEEE 802.1Qci（PSFP）的过滤器和策 略，它可以检测行为不当的流，并可以标记超过规定流量的流。此外， DetNet 故障缓解机制可以根据预定义的规则采取行动，例如丢弃数 据包、关闭接口或完全丢弃 DetNet 流。
2.4 确定性 IP（DIP）网络
工业互联网是面向未来网络技术深度服务于全行业的演进方向 之一，特别是面向机器互联的高精度应用。在未来，会有大量的智能 机器接入网络，“面向机器的通信”将产生许多新型网络功能需求。 网络服务对象和服务模式的转变使得“大带宽等于高质量”的假设不 再普遍适用，信息在网络中传输的准时性和网络层的确定性成为了未 来网络关键需求之一。DIP 技术是华为和紫金山实验室共同提出的一 种新颖的三层确定性网络技术架构，在数据面上引入周期调度机制进 行转发技术的创新突破，在控制面提出免编排的高效路径规划与资源 分配算法，真正实现大规模可扩展的端到端确定性低时延网络系统。
DIP 在传统 IP 的基础之上引入周期转发的思想，通过控制每个数据 包在每跳的转发时机来减少微突发，消除长尾效应，最终实现端到端 时延确定性。DIP 技术可以保证在最差情况下的端到端时延依然有界， 且最差时延与最好时延之间的差距仅为 2T。在核心节点上进行标签 交换和周期转发聚合调度，解决了传统 IP 网络的突发累积问题，实 现了 IP 网络的端到端确定性低时延和微秒级抖动。此外 DIP 技术中 核心节点无逐流状态，设备之间不需要精准时间同步，因此具有良好 的大网可扩展性。
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2.4.1 DIP 理论分析与网络架构
网络演算理论提供了一种计算网络端到端延时上限的方法，在给定网络拓扑、每个节点的服务曲线、所有流的流量到达曲线和端到端路径的条件下，即可计算得到端到端的最坏排队时延。叠加链路 时延，即可得到端到端时延上限。
基于网络演算理论，学术界已经证明：对于通用场景，传统的 IP 统计复用转发方式能够给出的端 到端时延上限极差，甚至没有上限。具体而言，当网络直径为 h 时，仅当网络带宽最大利用率 < 1/(ℎ − 1)时，可以得到时延上限，且时延上限随跳数增长很快；当 ≥ 1/(ℎ − 1)时， 没有时延上限。
传统 IP DiffServ 端到端时延上限为：
if < 1 /ℎ − 1 , ≤ ( + )ℎ /1 − (ℎ − 1)
else, d → ∞
其中， 为最大链路利用率，e 为最大节点处理时延，为最大初 始突发度串行化时延（流初始突发总和除以链路带宽），h 为端到端跳 数。
此结论并不限定于尽力而为（Best-effort）转发，还包括采用了区 分优先级（DiffServ）的转发模式，对于最高优先级仍然有效。
确定性 IP 技术在统计复用的基础上，采用周期性的整形和调度机制，在微观上形成了周期间的隔离，避免了微突发及其逐跳累积， 打破了网络演算中：“流量到达曲线的突发增大→初始服务延时增大， 初始服务延时增大→流量离开曲线的突发增大”的恶性循环，使得时 延随跳数线性缓慢增长，且端到端抖动上限恒定。DIP 的端到端时延 上限为：
= ∑ ( + ℓ) ±
其中，是 DIP 周期长度，ℓ为第 i 跳的周期相对时间差，h 为端到 端跳数。DIP 通过周期精确整形和调度，避免微突发，每跳时延确 定，端到端时延是跳数的线性关系，可实现端到端微秒级确定性。
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2.4.2 DIP 网络技术
（1）DIP 网络控制面技术
1）准入控制。确定性 IP 网络入口边缘节点的控制面应记录每条流的资源预留状态，状态信息包括流标识、预留带宽、开始时间和结束时间。入口边缘节点通过资源预留结果，可以 决定确定性流是否被允许进入网络进行确定性转发。数据流的资源预 留状态可以被动态的刷新，实现资源预留续期。
2）路径规划和资源预留。数据流传输确定性路径规划实现，可 基于分布式路由算法或者集中式路径计算，为数据流进行传输路径规 划，并支持预先沿途进行必要的确定性资源预留。
（2）DIP 网络数据面技术
DIP 技术使用一种可扩展的、易实现的、小缓存的稳定低排队时 延的转发面架构[20]。其技术要求为：①网络设备需将时间划分为等 长的周期，数据包按照周期进行排队和转发。即被指定在同一周期从 发送节点发送出去的报文，在接收节点被调度到指定的同一周期进行下一跳转发。②对某周期的报文，首节点和尾节点上的发送周期的时 间差应保持稳定，即周期编号差值保持固定。但具体报文在周期内被 发送的确切时间可以不固定。
为确定性流预留资源后，需要在数据面完成路径绑定和确定性周期转发功能。
1）路径绑定功能。确定性 IP 传输的资源预留体现在数据转发路 径的节点上。因此，后续的数据报文传输需要绑定该路径。路径绑定 技术可以与标签携带技术耦合。
2）确定性周期转发功能。入口边缘节点根据数据报文被发出的 时间，将时间周期编号嵌入到报文中。中间节点收到报文后，依据周 期映射进行确定性周期转发，使得数据报文发出时携带本地时间周期 编号，直到数据报文被送达出口边缘节点。
未来网络白皮书：确定性网络技术体系白皮书（2021版）
2.5 确定性 WiFi（DetWiFi）
2.5.1 DetWiFi 架构
DetWiFi 由三个组件组成：数据包队列，任务调度程序和系统状态容器（SSC）。 DetWiFi 中有两个数据包队列：发 送队列（Tx 队列）和接收队列（Rx 队列）。数据包准备发送后，将它 们放入发送队列中，等待适当的时隙，然后将其发送给驱动程序进行 发送。类似地，当从较低层接收到数据包时，它们将被存储在接收队 列中。任务计划程序用于计划任务并控制 DetWiFi 的行为，包括发送 信标，时隙循环和网络加入。这些任务根据任务的紧急程度按优先级 进行区分，任务调度程序将首先执行高优先级任务，而不是低优先级 任务。SSC 由时隙表，邻居表和计时器组成：时隙表记录了时隙循环 序列，该序列是在管理者加入网络时从其获取的；邻居表用于存储邻 居信息，该信息在邻居信标中公告；计时器负责维护 DetWiFi 的时间 信息；并且大多数任务是由几个计时器触发的。
2.5.2 DetWiFi 技术
工业无线网络应用广泛的标准技术如 WirelessHART、WIA-PA 和 ISA100.11a，都不能同时提供工业控制所需的极低时延和高可靠性 通信。为使无线网络满足时间敏感业务的传输要求，目前主流的方法 是设计无线网络中的实时传输调度方法，将端到端的实时传输时延问 题建立成具有时延限制的数学模型，再进行分析求解；此外，在多跳 网状网络中采用灵活高效的实时路由算法，将冲突时延、数据传输成功率等纳入路由决策也能在一定程度上实现数据的实时可靠传输。在 工业安全监测等实时性要求严苛的场景中，对 MAC协议的改进设计来满足非周期关键性数据的及时接入信道与 立即传输，能大幅缩短关键数据的端到端时延；设备间的相互协作通 信是提高通信可靠性的有效方法，协作通信结合改进的 MAC 协议能 有效实现时间敏感数据的低时延和高可靠传输。另外，对现有的 IEEE 802.11 协议进行改进，使其具有可靠性和实时性能以适用于时间敏 感的高速工业应用；由 IEEE 802.11ax 定义的下一代 WiFi 更是引入 了一些确定性关键数据传输增强功能，以提高对时间敏感的工业自动 化应用的支持。
2.6 5G 确定性网络（5GDN）
确定性技术的发展与业务的实际部署与演进相辅相成。随着近年 5G 的快速商用部署并逐步深入行业数字化，5G 确定性网络也在商业 项目中得到验证，并反向推动技术的进一步升级。而且由于 5G 网络涉及到无线接入网、传输承载网、核心网等不同部分，因此前文中阐 述的 TSN、DetNet 等技术也会通过 3GPP 标准版本逐步迭代并深入 的集成到 5G 确定性网络中。
5G 确定性网络是指利用 5G 网络资源打造可预期、可规划、可验 证，有确定性传输能力的移动专网，提供差异化的业务体验。因 5G 在国民经济中战略作用，整体业界以及政府对 5G 及 5GDN 十分 重视和支持。此外，5GDN 有助于强化 5G 网络从服务消费者到服务 公司和组织。
2.6.1 5GDN 架构
基于 5GDN，5G 可以为垂直行业提供确定性和差异化的体验。 这将使无线网络不仅可以向公众普遍提供服务，而且还可以为垂直行 业提供虚拟专用网络以驱动其数字化转型，并具有灵活的业务编排和 调度功能。
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确定性服务管理用于客户或运营商输入业务需求，管理网络切片、 5G 局域网、边缘计算等系统与能力，并提供网络状态监测、显示和 告警；此外，确定性服务管理用于提供顶层确定性的设计部署、确定 性能力建模、确定性生命周期管理、支撑实时 SLA/QoS 仿真和预测。
确定性网络调度与控制中心担当确定性网络控制器的角色，通过 网络各域统筹协同调度，实现多技术综合集成、网络应用双向协同、SLA/QoS 实时评估，最大化网络整体确定性能力。
2.6.2 5GDN 技术
5GDN 的核心模块包括 5G 核心网，高性能异构 MEC 和动态智能网络切片：
（1）5G 核心网是 5GDN 的关键。5G 确定性网络是一个端到端 的概念，涵盖了基站，传输和核心网的综合能力。其中，确定性能力 的大脑是 5G 核心网。5G 核心网负责网络质量保证期间的全局资源调度和管理，实现 5GDN 架构中确定性网络调度与控制中心的功能。 核心网管理所有网络拓扑，访问信息，用户数据和行业需求。它确保了每个行业的用户都可以在公共网络上享受自己的私有渠道，并保证 获得确定性的体验。
（2）高性能异构 MEC 是 5GDN 中确定性保障与度量的基础性 系统。MEC 可以通过就近部署的 UPF提供本地增强的联接能力，降低时延，并提供计算平台承载行 业应用。
（3）动态网络切片构成 5G 确定性网络的基础支撑能力。与普通 用户要求不同，行业要求可能会有很大差异。将来需要提供动态智能切 片功能，以供垂直行业进行定制和订阅。它们不仅必须适应需要差异 化，确定性经验的新应用程序，而且还必须保证易于访问和敏捷。这 样，5G 网络将成为垂直行业数字化转型的真正推动者。
（4）5GDN 集成现有确定性网络技术。5GDN 通过利用多种确 定性网络技术如 FlexE、TSN、DetNet 可以强化其端到端确定性传输 能力和网络切片能力。以 FlexE 作为 5G 承载网可以提升 5G 网络切 片能力。以 TSN、DetNet 与 5G 结合，可以进一步保证确定性端到端传输质量。
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三、确定性网络技术发展趋势
3.1 FlexE 技术趋势
网络切片技术可以让运营商在一个硬件基础设施中切分出多个 虚拟的端到端网络，每个网络切片在设备、接入网、承载网及核心网 方面实现逻辑隔离，适配各种类型服务并满足用户的不同需求。对每 一个网络切片而言，网络带宽、服务质量、安全性等专属资源都可以 得到充分保证。采用 FlexE 技术的网络具有弹性带宽、灵活分配的硬 管道，可以实现业务的物理隔离和可靠的服务质量，天然地实现了网 络切片功能。FlexE 技术的物理管道捆绑、子速率、通道化的应用模 式可以承载各类速率需求的客户业务，提高了网络承载带宽的利用率， 降低了网络设备的成本，逐步完善的 OAM 功能满足网络维护管理需 要，这些优势很好地满足了 5G 承载网络的技术需求。
3.2 TSN 技术趋势
TSN 在二层网络通过时分复用的思想为高优先级流量提供了确 定性网络需要的传输路径和传输时延，但是会导致低优先级流量的时 延增加，需要考虑与低优先级流量共存的问题。
TSN 为了满足确定性的时延需求，会牺牲掉部分带宽资源，需要 考虑提高资源利用率。除此之外，如何部署 TSN 网络，是采用分布 式部署还是结合 SDN 等技术进行集中式部署，如何互联多个封闭的 TSN 网络，如何协调传输时延的最大时延和平均时延，是加速 TSN 应用部署的关键问题。
3.3 DetNet 技术趋势
DetNet 与给定 L2 网段中包含的 TSN 流控制操作和服务相比， 预计 DetNet 流控制操作将具有更大的规模和更高的复杂性。DetNet 流量控制将在互操作性、控制数据开销以及保证各种 L2 网段的 QoS 指标方面带来若干挑战。此外，不同网段的所有者之间可能会出现 QoS 服务水平协议的不同要求。以下几个大规模确定性转发技术发展 趋势值得关注。
3.4 DIP 技术趋势
在 DIP 的基本原理和基础能力之上，相关技术扩展还可以进行相应增量设计，实现更强的能力，适配更广泛的业务场景。例如，针 对有超低时延要求的工业现场网络场景，可以在不同设备上采用不同 的周期大小，并通过相关的门控队列调度机制实现不同大小周期之间 的对接，进一步压缩 DIP 时延，满足未来工业场景的需求。同时，可 以进一步结合流量模型学习和业务场景极值估算，在流量接入前提前 规划流量路径，实现流量极值范围内的业务免编排实时接入。又如， 针对有更低抖动要求的场景，可以通过出口网关上的进一步的流间隔 离机制，实现网络的端到端±1μs 抖动。再如，针对 TSN 孤岛之间相 互连接的场景，DIP 的周期可以与 Qch 的调度周期无缝对接，实现 TSN 网络的跨 IP 连接。此外，针对 5G URLLC 等场景，还可以通过 DIP 周期与 5G 空口时隙之间的联合调度使能端到端的确定性，提升 5G 空口的接入能力等等。对于以上场景，都可以在 DIP 基本机制基 础之上进行相应的增量设计以适配不同业务场景。
3.5 DetWiFi 技术趋势
TSN 在为诸如工业控制、自动驾驶等领域带来福音的同时，自 身也面临着一些挑战。TSN 是基于有线以太网提供的低时延、高可 靠和低抖动等性能，始终不能摆脱线缆的束缚，如何在无线网络上部 署和拓展 TSN 协议的功能就成为一大技术难点。TSN 是公开的协议 标准，如何在为不同的应用场景提供低成本、互操作便利的同时提供 优于传统专用协议的高性能和效率也有待解决。
无线 TSN 在无线网络上提供高可靠和低时延服务，但大多数技术只关注某一个方面的性能，而同时实现低时 延、高可靠性、高可用性、低成本和节能等性能，使其在无线链路上 提供可媲美于有线链路特性的技术却极其少见。
3.6 5GDN 技术趋势
5GDN发展方向包括高性能核心网络和承载网、高效异构MEC、 智能网络切片，以及创新型应用：
（1）5G 核心网络朝着高性能多连接、智能感知和保障、智能资 源管理方向发展，通过智能资源管理进一步降低 5GDN 的时延。5G 承载网发展趋势是构建以 FlexE、TSN、DetNet 为承载网的架构体系， 通过 TSN 和 DetNet 增加 5GDN 的确定性低时延、低抖动传输能力， 以 FlexE 等技术强化 5GDN 的高性能网络切片和差异化服务能力。
（2）5GDN 的一个发展趋势是进一步加强异构边缘计算平台的 效率，完成各种设备接入时间和传输时间的大幅缩减。此外，实现应 用、边缘网、传输网、核心网的跨网络域的协同保障是一个重要发展 趋势。
（3）实现网络精确度量与探测，促成网络切片智能化是 5GDN 发展的重要趋势。利用 QoS Monitoring 技术，改进切片质量，形成闭 环优化，智能配置需求方的网络服务质量，实现差异化、定制化服务， 有助于技术应用快速落地。
（4）实现5GDN与行业网络对接，落地创新型应用是5GDN发展 的重中之重。通过5GDN大幅改进现有垂直系统如自动驾驶、工业制 造、智慧农业、智能服务等的效率或效能，实现5GDN与行业应用的 紧密结合，推动5GDN项目落地，是重要发展趋势。
四、确定性网络技术标准
4.1 FlexE 标准
2016 年 3 月灵活以太网研究小组发布 FlexE1.0 标准，实现 100GE PHY 的支持，单个时隙对应带宽，即时隙粒度为 5Gbps，确定了管理 信息传递通道。OIF 于 2018 年 6 月推出了 FlexE 2.0 版本标准，增加 了管理细节，确定了 200GE、400GE PHY 的承载方案，并通过合并 5 个 5Gbps 的时隙，实现了 25Gbps 的时隙粒度。随着 5G 移动回程 网络未来接入层/城域边缘的信道化，为最小 10G 客户端提供 5Gb/s 粒度，50GE PHY 是细粒度的市场需求和可能的大批量应用，灵活的 实现逻辑将是至关重要的，由此 2018 年 11 月 OIF 又启动了 FlexE 2.1 标准制定项目，旨在对 FlexE 2.0 进行扩展，增加 50GE PHY 和 50Gbps 时隙粒度的支持，指定一个 50G 的 Flex 帧和多路复用格式，并将解 决具有较低带宽 FlexE 应用的需求，为包括未来 5G 移动网络接入层 在内的应用提供实现基础。
4.2 TSN 标准
IEEE 802.1AS/ASReV 定时和同步是实现确定性通信的重要机制。 802.1AS 是 IEEE 1588 PTP 同步协议的简化版，该协议支持不同 TSN 设备之间的同步兼容性。802.1ASReV 增加对容错和多个主动同步主 机的支持。
IEEE 802.1Qbv 定义了 TSN 交换机出口业务流的排队转发机制。 在每个时间窗口，只有规定的队列的消息可以传输。其他队列在这些 时间窗禁止传输，通过提前规定的门控列表，数据包通过每个交换机 的延迟是确定性的，使信息延迟通过网络 TSN 组件可以保证。
IEEE 802.1Qbu 定义了帧抢占机制。允许中断标准以太网或巨型 帧的传输，以便允许高优先级帧的传输，然后在不丢弃先前发送的中 断消息片段的情况下恢复传输。
IEEE 802.1CB 冗余管理协议，遵循高可用性无缝冗余（HSR）- IEC 62439-3 条款 5 和并行冗余协议（PRP）-IEC 62439-3 条款 4 已知 的类似方法。为了提高可用性，相同的消息的冗余副本通过网络通过 不相交的路径并行通信。
IEEE 802.1Qcc 管理接口和协议的定义，新增集中配置模式，支持 TSN 网络调度的离线和/或在线配置。
IEEE 802.1Qci 工作在交换机（转发引擎）的入口，通过 StreanID 识别流，然后执行相关策略，负责管理控制并防止恶意流程恶化网络 性能。
IEEE 802.1Qca 路径控制和预留机制。为数据流提供显式路径控 制，带宽和流预留以及冗余。
IEEE 802.1Qch 定义循环排队和转发机制的流量整形机制，配置 简单，灵活性低。
IEEE 802.1Qcr 异步整形机制，提供有界的延迟和抖动（低性能 级别），而不需要时间同步。
IEEE 802.1 Qcp 标准化了 TSN 的 YANG 模型，为周期性监控和 报告以及配置 802.1 网桥和组件提供框架，比如配置媒体访问控制 （MAC）网桥、双端口 MAC 中继（TPMR）、虚拟局域网（VLAN） 网桥等。
4.3 DetNet 标准
DetNet 正在努力集成与扩展 L2 技术和机制，以实现跨网桥与路 由器的端到端确定性流，即超越局域网边界的 DetNet L3 节点。迄今 为止，DetNet 规范提供了正确的端到端传输和封装，包括 DetNet 数 据平面和整个 DetNet 架构，采用了相关兼容性强且稳定标准，即 IETF RFC 和 IEEE 标准。
（1）IETF RFC 文档
RFC 8557：该文 件主要阐述了各行业领域对具有确定性保障的业务流建立多 跳路由路径需求的建议。
RFC 8578：该文件对“确 定性业务流”有共同需求的不同行业的用例进行了概述说明， 这些用例在网络拓扑和特定应用领域方面有明显的不同，为 DetNet 提供了一个广泛的行业环境。对于每个用例，文件都标 识当前代表性的解决方案，并描述 DetNet 可以实现的潜在改 进。
RFC 8655：该文件提供 了 DetNet 的总体架构，它提供了一低丢包率、有限端到端延 迟的数据传输能力，用于承载实时应用的单播或多播数据流。 DetNet 在 IP 层运行，并通过 IEEE 802.1 定义的较低层技术 提供服务。
RFC 8938：该文件提供了 DetNet 数据平面的总体框架，其涵盖 DetNet 数据平面规范、 通用概念和注意事项。同时还描述了与控制器平面的相关考虑事项。
RFC 8939：该文件建立在 DetNet 体系 结构和数据平面框架上，指定了对 IP 封装数据提供 DetNet 服务的 IP 主机和路由器的数据平面操 作方式。同时文件采用现有的 IP 层和更高层协议用于支持流 识别和 DetNet 服务交付。
RFC 8964：该文件指定在 MPLS 报 文交换网络上运行时的 DetNet 数据平面，主要利用伪线路 封装、MPLS 流量工程封装 以及相关机制。
（2）IETF 草案
draft-ietf-detnet-bounded-latency-02： 本草案提出了一个定时模型，使得现有或将来的相关协议标准 能够实现有限延迟和零拥塞丢失的确定性服务质量。草案定义 了资源预留协议与服务器的需求，通过使用其他文档中定义的 队列机制，提供确定性服务质量。
draft-ietf-detnet-controller-plane-framework-00 ：本草案提供了控制平面的框架 概述。
draft-ietf-detnet-flow-information-model-14 ：本草案描述了 DetNet 的流程和服 务信息模型，这些模型主要服务于 IP 和 MPLS 的 DetNet 数据平面。
draft-ietf-detnet-ip-oam-01： 本草案介绍了基于 IP 数据平面的确定性网络操作、管理、维 护协议（OAM）的使用规范。
draft-ietf-detnet-mpls-oam-02：本草案定义了在基于 MPLS 数据平面的 DetNet 网络 上的确定性服务关联通道的格式和使用规范。
draft-ietf-detnet-ip-over-mpls-09 ：本草案介绍了基于 MPLS 报文交换网络对 IP 进行封 装的确定性网络数据平面。
draft-ietf-detnet-ip-over-tsn-07 ：本草案指定了在 TSN 子网上运行时的确定性网 络 IP 数据平面，但草案未定义新的工作流程。
draft-ietf-detnet-mpls-over-tsn-07：本文档指定了在TSN子网上运行时的MPLS 确定性网络数据平面。
draft-ietf-detnet-mpls-over-udp-ip-08：本草案指定了 MPLS 确定性网络数据平面在 IP 网络上的操作和封装，其中采用的方法基于 MPLS-in-UDP 技 术。
draft-ietf-detnet-security-16：本 草案从 DetNet 系统和组件的角度讨论特定于 DetNet 的安全注意事项。在系统方面考虑事项包括相关威胁和攻击的分类，以 及用例和服务属性的关联。在组件方面主要考虑数据包过滤策 略与超时包检测等操作。草案还讨论了特定于 IP 和 MPLS 数 据平面技术的安全注意事项。
draft-ietf-detnet-tsn-vpn-over-mpls-07：本草案指定了当 TSN 网络通过 DetNet MPLS 网络互联时的 DetNet 数据平面。
draft-ietf-detnet-yang-11：本草案介绍了 用于 DetNet 流配置和操作数据的确定性网络 YANG 模型的规 范。YANG 模型可以不依赖任何信令协议，提供沿确定路径的 端到端 DetNet 服务，该模型还能够指定流的操作状态。
4.4 DIP 技术标准
DIP 相关技术标准在 CCSA 中进行最先推动。
相关参与单位包括中国移动、中国联通、中国电信、华为、南邮等。 目前，《确定性 IP 网络总体技术要求标准》已在 CCSA 进入报批阶段。与此同时，DIP 技术相关的周期缓存队列机制、网络架构等内容， 也在 IETF 相关工作组中同步进行推动，与业界 共同讨论数据面国际技术标准。
4.5 DetWiFi 标准
提高无线传输性能首先是从物理层的工作频率、频段或信道的宽 度及工作方式、发送及接收的天线空口方式等方面进行讨论。以 WiFi 技术为例，影响数据传输吞吐量的因素主要包含了 OFDMA 的子载 波数量、子载波传输的比特数、编码速率、空间流个数、帧间隔及每 次传输物理帧所需时间。
支持新的 6 GHz 工作频率可以扩大频段带宽，能有效增加 OFDMA 的子载波数量；对信道或频段进行聚合绑定，支持频段或信 道的全双工收发，能提高数据传输的效率和吞吐量；扩展多输入多输 出的空间流数量，可以支持更多的同时进行传输的通道。这些物理层 的扩展在标准定义过程中可以较早形成共识，因为它们能够直接提高 有效的数据传输速率，是否能进入最后的标准规范在于芯片厂家需要评估硬件的成本和可行性。
4.6 5GDN 标准
目前 3GPP 已经冻结 5G Release-15、Release-16 标准，正在演进 中的标准包括 Release-17 和 Release-18。图 4-1 是 5GDN 相关的标准 演进[23]。
未来网络白皮书：确定性网络技术体系白皮书（2021版）
从 R15 向 R17 演进过程中，URLLC、MEC 和网络切片能力均得 到了加强。URLLC 的改进可以降低无线接入及核心网业务时延、提升可靠性；网络切片通过资源隔离，提供差异化的确定性服务质量； 同时，网络切片与 MEC 的结合有助于快速建网、降低成本、降低时 延以及提升安全性。
五、确定性网络未来展望
确定性网络无论从技术或是与产业融合发展来说都处于新兴阶 段，需要一定的时间和资源投入，促成技术与产业渐进式发展与融合。 当确定性网络在技术上得以突破、在设备制造成本上得以控制，构建 多层次的多维度的确定性网络架构体系，以满足多场景的确定性网络 需求。依托 DIP 网络、DetNet、TSN、DetWiFi、5GDN 构建人/物/应 用的确定性连接；依托 DIP 网络、FlexE、DetNet、TSN 构建确定性 的承载网；依托 DIP 网络、DetNet 构建确定性的骨干网与城域核心 网络，实现局域、广域、有线、无线确定性网络深度集成，将带来产 业变革式发展，助力农业、工业、服务业网络化和智能化升级，大幅 提升产品质量、产品良率和服务质量，实现产品和服务定制化，形成 “确定性网络+”的发展新篇章。
报告链接：未来网络白皮书：确定性网络技术体系白皮书（2021版）
（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）
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