【IPT0001】FlexE技術

先蹭一下5G熱點,在5G網絡切片方案中,我們會經常聽到FlexE技術。

FlexE技術中文名稱是“靈活以太網技術”,其中E則是Ethernet的簡寫,Flex跟FlexO FlexGrid這些技術中的Flex一樣,都是靈活的意思,但它的靈活具體體現在哪裡,FlexE具體又是什麼,今天我們就來聊一聊FlexE。

因為自帶Ethernet屬性,因此要說FlexE,先得回憶一下以太網Ethernet的往事。

以太網這個概念是在1972年由Xerox施樂公司提出來的,Xerox是一傢“不務正業”的公司,復印機打印機就是它發明的,還有你的居民二代身份證彩色照片也是由Xerox施樂公司的設備打印。

接著說以太網技術,Ethernet以太網技術在接口層面遵循IEEE 802.3定 義的MAC/PHY層標準,在2010年之前,基本按 照“X10”倍速率發展,從10M-100M-1G-10G -40/100G發展。

但是最近幾年,隨著業務需求 與Serdes串行等技術的發展,以太網新增瞭25G- 50G-200G-400G-800G的演進路徑,而原有10M...100G路徑也開始向100G-400G-800G方向靠攏。

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從業務層面來講,各式各樣的需求出來之後,有些人就想,Ethernet以太網接口能不能提供更加靈活的帶寬顆粒度,而不必受制於IEEE 802.3標準所確定的10-25-40-50-100- 200-400GE的階梯型速率體系呢?難道出來一種以太網接口需求,就要開發一種嗎。

其實說的也對,如果不想出辦法來,以後的800G/1.6T,估計又要搞一套標準開發一套接口。因此,最好能有一種接口,無論是比它小的子速率還是比它大的高速率業務,都能接入。這裡用一句話來說就是:Ethernet接口速率靈活可變

講到上面的接口速率,大傢都知道,Ethernet以太網接口能力和光傳輸的能力發展是不同步的,比如說對上面的那些以太網接口速率,做光傳輸的可能有點鬱悶瞭,10G/100G還好說,200G/400G也正在搞,40G的光傳輸(IP設備有40G)波分設備基本不搞瞭,25G/50G又是什麼鬼?光傳輸說,我沒有啊,那咋辦?

愛折騰的人就想,能不能把Ethernet以太網接口與光傳輸解耦?也就是讓這兩貨離婚,不需要光傳輸網絡(例如DWDM)鏈路速率與UNI接口的以太網速率保持嚴格的匹配。我們也用一句來總結就是:Ethernet接口與光傳輸能力解耦

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那好,Ethernet傢長接口說,以上條件都滿足你,總可以瞭吧。但是,需求總是貪婪,以太網這個傢長不僅滿足瞭Ethernet接口速率隨便接(要用多少錢都可以),跟光傳輸大叔離婚也行(不需要跟綁在一起瞭),最後還要以太網傢長按不同用途提供不同的房子,這間房子吃飯的,那間房子辦公的(提供支持通道化隔離)。 這裡也用一句話總結:滿足多業務通道化隔離的QOS。

為滿足這些功能訴求,因此靈活以太網(FlexE)技術也就產生瞭。

以上說瞭這麼多,FlexE是如何滿足以上功能訴求的,首先我們來看看FlexE的結構:

與Ethernet結構對比

可以看得出,FlexE通過在Ethernet的L2(MAC)/L1(PHY)基礎上引入FlexE Shim層實現瞭MAC與Group/PHY層解耦,FlexE Shim相當於給瞭FlexE自由身,可以跟任意速率同居瞭。可以說FlexE的核心功能就是通過FlexE Shim實現的。

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那麼FlexE Shim是怎麼做的?

它把FlexE Group中的每個100GE PHY劃分 為20個Slot(時隙)的數據承載通道,每個Slot所對應的帶寬為5Gbps。FlexE Client原始數據流中的以太網幀以Block原子數據塊(為64/66B編碼的數據塊)為單位進行切分,這 些原子數據塊可以通過FlexE Shim實現在FlexE Group中的多個PHY與Slot時隙之間的調度。

而Client/Group架構則可以支持任意多個不同子接口(FlexE Client)在任意一組PHY(FlexE Group)上的映射和傳輸, 從而實現FlexE的捆綁、通道化及子速率等功能。

這裡怎麼理解呢,也是說FlexE Client理論上也可以按照5Gbps速率顆粒度進行任意數量的組合,從而達到接口速率的靈活多變。

因此,簡單來講,FlexE = 標準以太網 + 時隙調度SHIM。

最後,我們來聊一聊捆綁、子速率和通道化具體是什麼意思。

捆綁通常是為瞭滿足更高速率業務的接入,比如通過4路100GE PHY來實現400G速率。

子速率與捆綁正反,是用來滿足低於整數路的100GE PHY時的數據接入,比如說150G可以承載在2個100G PHY上。要註意哦,FlexE的捆綁跟傳統的LAG的捆綁是不同的,嚴格來說FlexE的捆綁是L1-2層次的,而傳統的LAG是L2-L4層次的。另外FlexE的捆綁可以達到100%的帶寬利用率,而傳統的LAG一般認為會浪費10-30%的帶寬。

通道化可以理解為任意速率的MAC流可以共享一路或者多路100GE PHY,如 在100G PHY上承載10G、20G、25G與40G的四路MAC數據流,或者在四路100G PHY上復用承載125G、150G、40G和10G的MAC數據流。

通過以上功能,FlexE可以滿足大客戶專線、實現IP+Optical靈活組網以及實現5G網絡分片等多種應用場景。

好瞭,本期就到瞭這瞭,改期再來聊FlexE技術的應用場景。

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