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淺談中興通訊IP網(wǎng)絡(luò)雙向主動測量協(xié)議STAMP

2020年6月28日 10:45  CCTIME飛象網(wǎng)  

飛象網(wǎng)訊 隨著5G時代的到來,網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜程度與日俱增,同時用戶對于服務(wù)質(zhì)量的要求也越來越高。為保障網(wǎng)絡(luò)的正常運行,運營商需要周期性地對整體網(wǎng)絡(luò)進行性能檢測,實時評估網(wǎng)絡(luò)狀態(tài),提前發(fā)現(xiàn)故障。然而,當(dāng)下IP網(wǎng)絡(luò)在性能檢測方面,存在協(xié)議復(fù)雜、不同廠商設(shè)備互通難的問題。今年4月份,中興通訊牽頭制定的IP網(wǎng)絡(luò)性能檢測協(xié)議STAMP(Simple Two-Way Active Measurement Protocol,簡單雙向主動測量協(xié)議)正式在國際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組IETF(The Internet Engineering Task Force)發(fā)布。作為業(yè)界首個基于SDN的標(biāo)準(zhǔn)化IP網(wǎng)絡(luò)性能檢測協(xié)議,STAMP協(xié)議在簡化協(xié)議的同時解決了異廠家設(shè)備在性能檢測方面的互通問題,填補了IP行業(yè)網(wǎng)絡(luò)性能精確檢測領(lǐng)域的空白。下面就讓我們來具體了解一下STAMP協(xié)議。

1. STAMP提出的背景

當(dāng)下在IP網(wǎng)絡(luò)中廣泛部署的性能測量協(xié)議是TWAMP(Two-Way Active Measurement Protocol)和TWAMP-Light(Two-Way Active Measurement Protocol Light Version),其中,TWAMP-Light是TWAMP的簡化版本,在實際應(yīng)用過程中,TWAMP和TWAMP-Light存在的問題逐漸暴露出來。

● TWAMP協(xié)議的復(fù)雜性問題:TWAMP協(xié)議包含TWAMP-Control和TWAMP-Test兩個子協(xié)議。TWAMP-Control子協(xié)議的作用是建立測量會話,包括本次測量會話的各種測量參數(shù)的協(xié)商控制等;TWAMP-Test子協(xié)議的作用是執(zhí)行測量會話,包括會話發(fā)報器發(fā)送測量報文和會話反射器回送測量報文。其中,TWAMP-Control機制比較復(fù)雜,對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的要求較高,使得TWAMP協(xié)議在一些輕量級設(shè)備上難以部署。

● TWAMP-Light協(xié)議的互通性問題:TWAMP-Light協(xié)議基于TWAMP協(xié)議進行了簡化,去除了TWAMP-Control子協(xié)議,只保留TWAMP-Test子協(xié)議的核心功能,同時通過一些配置操作的擴展來完成TWAMP-Control的作用。但是TWAMP-Light協(xié)議沒有進行標(biāo)準(zhǔn)化,各廠商開發(fā)出私有的TWAMP-Light協(xié)議,無法實現(xiàn)互聯(lián)互通,比如A廠商的TWAMP-Light會話發(fā)報器與B廠商的TWAMP-Light會話反射器就難以建立起測量會話。

基于對已有網(wǎng)絡(luò)性能測量協(xié)議的研究及分析,中興通訊在TWAMP Light協(xié)議基礎(chǔ)上,于2017年10月份完成了STAMP協(xié)議草案的撰寫,草案于2018年1月4日獲得IETF IPPM工作組的采納,并于2020年4月份正式發(fā)布為IETF標(biāo)準(zhǔn)RFC8762。

中興通訊STAMP協(xié)議一方面繼承了TWAMP和TWAMP-Light的優(yōu)秀設(shè)計基因,且做到了與TWAMP-Light現(xiàn)有產(chǎn)品實現(xiàn)在非安全認(rèn)證模式下的互聯(lián)互通,另一方面又對現(xiàn)有TWAMP和TWAMP-Light的協(xié)議功能進行了增強,尤其是大大提高了IP網(wǎng)絡(luò)SLA(Service Level Agreement)核心參數(shù)(時延、丟包率等)的測量精度,實現(xiàn)了在后向兼容基礎(chǔ)上的開拓創(chuàng)新。

2. STAMP模型

STAMP沿用了TWAMP所建立的會話發(fā)報器與會話反射器的概念,同時去除了TWAMP協(xié)議中復(fù)雜的TWAMP-Control子協(xié)議,它的模型如下圖所示。

圖1、 STAMP模型

模型中配置與管理實體作用是建立測量會話,通過它將網(wǎng)絡(luò)中對應(yīng)的節(jié)點配置為STAMP會話發(fā)報器和會話反射器。STAMP會話發(fā)報器周期性向會話反射器發(fā)送STAMP測量報文,會話反射器每接收到一個STAMP測量報文,就向會話發(fā)報器回送一個STAMP測量報文。會話發(fā)報器通過分析返回的報文,來偵測到網(wǎng)絡(luò)最新的性能狀態(tài)。

對比TWAMP協(xié)議和TWAMP-Light協(xié)議,STAMP協(xié)議通過標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)定了多個測量參數(shù),使得不同廠商的STAMP會話發(fā)報器與會話反射器實現(xiàn)了互聯(lián)互通。同時STAMP采用了更高級的加密算法,規(guī)定了多個實現(xiàn)各種擴展功能的TLV(Type-Length-Value,類別,長度和值),在增強了測量過程安全性的同時大大提高了測量結(jié)果的精確性。

總結(jié)起來,STAMP協(xié)議優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

●  STAMP引入了Direct Measurement 和Follow-up Telemetry TLV,提高了丟包率和時延測量的精度,運營商能夠更好地偵測到網(wǎng)絡(luò)的實際狀況;

●  STAMP引入了無狀態(tài)模式,該模式下會話反射器對接受到的STAMP測量報文只做簡單處理后再發(fā)送給會話發(fā)報器。這樣較低階的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也能夠充當(dāng)測量會話反射器,大大提高了測量協(xié)議部署的靈活性。解決了目前TWAMP協(xié)議在一些輕量級設(shè)備上難以部署的問題;

●  STAMP采用更高級的HMAC-SHA-256加密算法,提高了認(rèn)證模式下測量協(xié)議的安全性。

3. STAMP應(yīng)用場景

STAMP作為一種新型的IP網(wǎng)絡(luò)性能測量協(xié)議,可以廣泛應(yīng)用于IP網(wǎng)絡(luò)的各種場景中,比如從5G無線基站到5G無線核心網(wǎng)之間IP回傳網(wǎng)絡(luò)的性能測量,數(shù)據(jù)中心DC邊緣交換機之間IP網(wǎng)絡(luò)的性能測量,以及從客戶設(shè)備CE到邊緣路由器IP Edge之間寬帶接入IP網(wǎng)的性能測量等等。

下圖是STAMP應(yīng)用于寬帶接入IP網(wǎng)的場景。

圖2、 STAMP應(yīng)用于寬帶接入IP網(wǎng)

STAMP應(yīng)用于寬帶接入IP網(wǎng)時,測量網(wǎng)絡(luò)性能的過程簡述如下:

●  配置BNG/PE為STAMP會話發(fā)報器,RG/BG為STAMP會話反射器;

●  BNG/PE在接收到RG/BG回送的STAMP測量報文后,根據(jù)測量報文中的序列號或計數(shù)器信息計算出丟包率,根據(jù)測量報文中的時間戳信息計算出時延,并根據(jù)多次計算出的時延變化計算出抖動。

4. 結(jié)束語

隨著5G時代的到來和行業(yè)轉(zhuǎn)型步伐的加快,各種新型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層出不窮,不同類型的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用對于網(wǎng)絡(luò)性能的要求也各不相同,提供既簡單又精確的網(wǎng)絡(luò)性能測量工具成為了運營商的急迫與突出的需求,STAMP性能測量協(xié)議的出現(xiàn)可謂正逢其時。中興通訊將持續(xù)推進STAMP協(xié)議的規(guī)模應(yīng)用,同時堅持新技術(shù)的研發(fā)、標(biāo)準(zhǔn)推進以及商用實踐,用最先進的產(chǎn)品和技術(shù)助力新業(yè)務(wù)的快速、高質(zhì)量部署,攜手合作伙伴擁抱5G新時代。

編 輯:孫秀杰
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