今天我们来聊一聊flexe。
进入5g时代,我们学习传输网知识,经常会看到“flex”这个前缀。比如说,flexe、flexo、flexhaul、flex grid、flexxxx……
感觉好像不带个“flex”,都不好意思叫自己是新技术。
那么,flex到底是什么意思?
没错,flex是英语flexible的缩写,意思就是“灵活的,可变动的,柔韧的”。
那flexe的e,又是什么呢?
e,就是我们耳熟能详的“以太网(ethernet)”。
大家学计算机网络,第一课应该就会介绍以太网。什么csma/cd(载波监听多路访问及冲突检测)、总线型拓扑、100base-t,不知道大家还有没有印象?
最早的以太网,诞生于上世纪70年代。
一个名叫bob metcalfe的哈佛博士,利用自己在夏威夷大学aloha项目(世界上最早的无线电计算机通信网)学习时受到的启发,在施乐公司(xerox)帕洛阿尔托研究中心,和另一名同事david boggs,共同设计并实现了世界上第一个以太网。
后来,1982年,xerox与dec及intel组成dix联盟,共同发表了ethernet version 2(ev2)的规格,并将它投入商用市场,且被普遍使用。
这个ev2,就是受ieee承认的10base5。10代表速度是10mbps,base代表传输信号调制方式为基带调制,5代表传输距离500米。
以太网诞生之后,得到了快速的发展,逐渐从最开始的总线式以太网(也叫经典以太网),演变为交换式以太网。
以太网的速率,从最开始的1mbps,10mbps,100mbps,慢慢衍生出了1gbps,10gbps,100gbps……
以太网的传输介质,也从早期的同轴电缆,变成了双绞线(80年代末出现),再到后面的光纤(90年代中后期出现)。
在osi七层模型里面,以太网是数据链路层和物理层的技术。在tcp/ip模型中,是网络接口层。
进入2010年代之后,人们开始发现,光传输设备的发展,渐渐无法跟上需求。
一方面,光通信场景较多,uni(用户网络接口)可能出现多种情况,而底层光传输链路接口和模块是固定的,难以应对这些变化。例如,光传输设备只有三个40g通道,而我们的业务是100g的。
另一方面,高速率光模块的价格太高,一时半会降不下来。行业需要寻找更低成本的解决方案,例如,1个400g光模块的价格,比4个100g加起来还高。那么,是不是可以通过绑定多个低速率的方式,实现高速率?
于是,人们开始思考,ethernet接口的速率,和光传输的能力速率,能不能解除匹配关系。这个,就是我们常说的“解耦”。
为了实现这个愿望,2016年,oif(光互联论坛)推出了flexe。
flexe的作用,有点像一个“超级变速齿轮”。
它在传统以太网架构的基础上,引入了全新的flexe shim层,实现mac(介质访问控制子层,属于数据链路层)和phy(物理层)的解耦。
上层和下层的数据流速率,不再强制绑定。
flexe client
对应于网络的各种用户接口(uni),与现有ip/eth网络中的传统业务接口一致。可根据带宽需求灵活配置,例如10g、40g、100g、200g、n*25g。
flexe group
本质上就是ieee 802.3标准定义的各种以太网物理层(phy)。
flexe shim
flexe shim是整个flexe的核心。
它把flexe group中的每个100ge phy划分为20个slot(时隙)的数据承载通道,每个phy所对应的这一组slot被称为一个sub-calendar,其中每个slot所对应的带宽为5gbps。
flexe client原始数据流中的以太网帧,以block原子数据块(为64/66b编码的数据块)为单位进行切分,这些原子数据块可以通过flexe shim实现在flexe group中的多个phy与时隙之间的分发。
由于flexe group的100ge phy中每个slot带宽为5gbps粒度,flexe client理论上也可以按照5gbps速率颗粒度进行任意数量的组合设置,支持更加灵活的多速率承载。
(注意,最开始的flexe版本,每个slot带宽是5gbps。后来的flexe版本,又推出了其它大小。)
flexe的功能,简单来说,就是三个:捆绑、子速率、通道化。
捆绑(bonding)
捆绑,就是多根小水管,绑起来,给一个大数据流用。
多路phy一起工作,支持更高速率。
例如,4路100ge phy实现400g mac速率。
子速率(sub-rate):
子速率,就是一根或多根大水管,给一个小数据流用。
单一低速率mac数据流共享一路或者多路phy,并通过特殊定义的error control block实现降速工作。
例如,在100g phy上仅仅承载75g mac数据流。
通道化(channelization):
通道化,是一根或多根大水管,给若干小数据流(或大数据流)用。
多路低速率mac数据流共享一路或者多路phy。
例如,在100g phy上承载10g、40g、50g的三路mac数据流。或者,在两路100g phy上复用承载125g的mac数据流。
总而言之,flexe在不同基础设施条件下,实现了对不同业务带宽的支持。这就是所谓的“灵活性(flexible)”。
基于flexe通道化功能,运营商可以在现有线路上,构建端到端的管道。这些管道的服务等级可以不同。
大家应该也想到了网络切片。是的,flex也能够满足网络切片的需求。
flexe在现有技术标准和设备的基础上,做了一些“小改动”,就实现了灵活的速率,更大的带宽,以及通道隔离。可以说是既省钱又好用。这样的技术,自然而然受到了大家的欢迎。目前,oif已经将标准发展到了2.1版本。
现在,flexe已经是公认的5g承载网关键技术之一,也是第三代以太网技术的核心。
好啦,今天的内容就到这里,感谢大家的耐心阅读,如果大家觉得文章有用,欢迎帮我们转发!
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