工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+IPv6網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試規(guī)范（征求意見(jiàn)稿）

ThetechnicalspecificationforIPv6NetworkPerformanceTestingofIndustrial2023-XX-XX發(fā)布2023-XX-XX實(shí)施中國(guó)電子學(xué)會(huì)發(fā)布 I II 3 3 3 5 6 10 12 16 25 27 28 29 30本文件按照GB/T1.1-2020給請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專(zhuān)利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別這些專(zhuān)利的責(zé)任。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：南京郵電大學(xué)、中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司、中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IPv6網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試規(guī)范本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基于IPv6的網(wǎng)絡(luò)性能參數(shù)和臨時(shí)指標(biāo)，以及對(duì)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)段應(yīng)該本標(biāo)準(zhǔn)適用于具有一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)段的端到端路徑，所定義的QoS類(lèi)型適用于終端用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商之間以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商之間的IP網(wǎng)通信，可作為IP網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、工程設(shè)計(jì)、下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適[4]ITU-TE.651《IP接入網(wǎng)流量工程參考連接》[5]ITU-TG.709《話(huà)音傳輸質(zhì)量類(lèi)型定義》[6]ITU-TG.826《等于或高于基本速率的國(guó)際恒定比特率數(shù)字路徑誤差性能參數(shù)和目[7]ITU-TI.113《寬帶ISDN名詞術(shù)語(yǔ)》CBRConstantbitrate（恒定比特率）4FRHREHRPMavNNINSNSENSPDestinationhost（目標(biāo)主機(jī)）DigitalHierarchyTransmissionExpeditedforwarding（加速轉(zhuǎn)Filetransferprotocol文件傳輸協(xié)議）IPpacketdelayvarIPpackettransferreferenceeventernationalTelecommunicationUnion-TelecommunirNetworksectionensemble（網(wǎng)絡(luò)段集合）Networkserviceprovider（網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商）Pseusynchronousdigitalhierarchy（偽同步數(shù)字網(wǎng)）5pktRTmaxTavUDPPercentIPserviceavailabilResourcereservationprotocol資源預(yù)留協(xié)議）MaximumIPpacketdelaybeyondwhichthepacketisdeclaredtobelost（除聲MinimumlengthoftimeofIPavailability;minimumlengthoftimeofIPunavailability（IP可用性的最小時(shí)間長(zhǎng)度，IP不可用性的最小時(shí)間長(zhǎng)度）DigitalHierarchyTransmissionatL544Mbit/s（1.544Mbit/s度上依賴(lài)于承載IPv6的低層鏈路的傳輸性能，同時(shí)高層業(yè)務(wù)的相關(guān)性能也會(huì)影6圖2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IPv6網(wǎng)絡(luò)性能的通用模型主機(jī)（host使用IPv6協(xié)議進(jìn)行通信的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)，能夠完成源主機(jī)（sourcehost-SRC能7鏈路(link)：在一對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)主機(jī)之間傳送IPv6數(shù)據(jù)包的點(diǎn)到點(diǎn)(5.2電路段(CircuitSection—CS)A源主機(jī)或宿主機(jī)與相鄰主機(jī)（路由器，其管轄權(quán)可能屬于其它網(wǎng)絡(luò)）的鏈路連接。B—個(gè)網(wǎng)絡(luò)段中的路由器與另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)段中的路由器的鏈路連接。5.3網(wǎng)絡(luò)段(NetworkSection—NS)同一管轄權(quán)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的一組主機(jī)以及連接它們的鏈路構(gòu)成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)段。網(wǎng)絡(luò)段在源主機(jī)和宿主機(jī)之間提供部分IPv6數(shù)據(jù)包的5.4性能測(cè)量點(diǎn)為了在網(wǎng)絡(luò)中對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IPv6網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行界定，需要定義網(wǎng)絡(luò)的測(cè)量點(diǎn)MP(measurementpoint)。把MP(1)入口測(cè)量點(diǎn)(ingressMP(2)出口測(cè)量點(diǎn)(egressMP)：8圖3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中IPv6包傳送參考事件舉例9圖4工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中IPv6包傳送結(jié)果包就被認(rèn)為是丟失了；同樣，如果沒(méi)有丟失，但其中任何一片中出進(jìn)入一個(gè)認(rèn)可的入口MP0后，在特定的時(shí)間Tmax內(nèi)，產(chǎn)生了一個(gè)誤向（misdirected）圖5工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IPv6包傳輸時(shí)延圖6工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IPv6包時(shí)延變化的所有值都是臨時(shí)的，在根據(jù)實(shí)際運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)修表1IPv6網(wǎng)端到端性能指標(biāo)UUU的電路域（CS）和網(wǎng)絡(luò)域（NS）,但不包括用戶(hù)駐地網(wǎng)；源主機(jī)和宿主機(jī)上的低層協(xié)議（IP務(wù)等級(jí)協(xié)議時(shí)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商應(yīng)該相互配合，滿(mǎn)足這些端到端的網(wǎng)絡(luò)關(guān)。根據(jù)不同業(yè)務(wù)和應(yīng)用的需要，用戶(hù)可以請(qǐng)求和得到相關(guān)的包加以標(biāo)記。每個(gè)流請(qǐng)求和協(xié)商QoS等級(jí)的圖7IPv6網(wǎng)的用戶(hù)到用戶(hù)連接一種流的每個(gè)包都遵循特定的路徑傳送。聲稱(chēng)滿(mǎn)足本節(jié)規(guī)定的性能指標(biāo)的任何流（每條（6）IP連接跨越國(guó)界的情況不遵循電路交換的約定。例如，如果某個(gè)國(guó)界兩邊共用一IPv6包時(shí)向用戶(hù)承諾滿(mǎn)足上述可用性指標(biāo)，單個(gè)運(yùn)營(yíng)商可以提供比本標(biāo)準(zhǔn)所分配指標(biāo)更性能承諾。在傳輸距離較短或網(wǎng)絡(luò)不太復(fù)雜時(shí)，路徑的部分參數(shù)性能可能會(huì)明顯優(yōu)于本標(biāo)準(zhǔn)算出的最大值。雖然該數(shù)據(jù)流的多個(gè)包的傳輸時(shí)延可能會(huì)超過(guò)該界限，但在該數(shù)據(jù)流的生存型0）會(huì)限制地理可用性、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)以及技術(shù)選擇，因此有時(shí)可能會(huì)超過(guò)這些限制（例如用（2）在一個(gè)較長(zhǎng)的測(cè)量時(shí)間間隔內(nèi)，選擇若干較短的抽樣間隔，可測(cè)量到若干IPv6DV容量髙于T1時(shí)，有可能獲得更好的IPv6DV.—長(zhǎng)到對(duì)流所期望的指定測(cè)量比例是足夠的?！L(zhǎng)到對(duì)用戶(hù)的典型用法或評(píng)估周期是足—短到可以保證與每個(gè)評(píng)估間隔內(nèi)部的可接受的性能保持平衡（這樣才可區(qū)—短到可以處理測(cè)量中的實(shí)際問(wèn)題。包的長(zhǎng)短將影響對(duì)絕大多數(shù)性能參數(shù)的測(cè)量結(jié)果。因?yàn)楹芏嗔鞯陌L(zhǎng)短的變化非常大，評(píng)估，并必須報(bào)告測(cè)量包的長(zhǎng)短。當(dāng)進(jìn)行更低層測(cè)量時(shí)（如比特錯(cuò)誤測(cè)試推薦使用1500示不規(guī)定這些參數(shù)的指標(biāo)，對(duì)于它們的任何默認(rèn)指標(biāo)都可以當(dāng)把一個(gè)參數(shù)的指標(biāo)設(shè)置為“U”時(shí)，該參數(shù)的性能有時(shí)一些指標(biāo)的分配原則可以基于分配物理層性能的G.826規(guī)則。物理層損傷會(huì)嚴(yán)重影響—每個(gè)IPv6節(jié)點(diǎn)所允許的復(fù)雜度因素將影響分配原則的基礎(chǔ)?！贗Pv6網(wǎng)絡(luò)中，是基于距離還是基于復(fù)雜度的網(wǎng)絡(luò)組成部分占主導(dǎo)地位?！狪Pv6網(wǎng)絡(luò)使用的機(jī)制，如OSPF選路，MPLS,DiffServ等將影響復(fù)雜度因素的權(quán)重。對(duì)于一些參數(shù)，包含地球同步衛(wèi)星的網(wǎng)絡(luò)部分可能要接受另外一些塊配額。但一般認(rèn)為本標(biāo)準(zhǔn)給岀一個(gè)驗(yàn)證端到端性能指標(biāo)可行性的假想?yún)⒖悸窂?。這些假想?yún)⒖悸窂絻H僅是對(duì)每個(gè)端到端流的標(biāo)準(zhǔn)化的部分都需要分配規(guī)則。與分配相關(guān)的問(wèn)題，如接入層、邊緣層和網(wǎng)絡(luò)段可表示為位于網(wǎng)絡(luò)邊緣的網(wǎng)關(guān)路由器以及具有其它角色的若干內(nèi)部路由器（如核圖8假想?yún)⒖悸窂綄⒁粋€(gè)網(wǎng)絡(luò)段和另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)段相連的路由器稱(chēng)為互連網(wǎng)關(guān)。表2典型網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能要求例子假設(shè)基于距離的組成部分，與實(shí)際陸地距離外加一個(gè)典型物1）DD圖9QoS級(jí)別0的假設(shè)參考路徑表3類(lèi)型0路徑實(shí)例分析字節(jié)115000N1133332243613333N1133334283133330表4類(lèi)型1路徑計(jì)算10N113332243613333N23636428323636N1133334283133330表5路由器角色對(duì)類(lèi)型2時(shí)延的影響例如，媒體電話(huà)假想?yún)⒖键c(diǎn)如圖10所示。主叫方的信息流從左邊的協(xié)議棧向下，經(jīng)過(guò)圖10假想?yún)⒖键c(diǎn)舉例圖10中為一個(gè)舉例的假想?yún)⒖键c(diǎn)，端點(diǎn)時(shí)延如表6所示。表6端點(diǎn)時(shí)延分析一個(gè)PLC“幀”—包必須等待其它先到達(dá)的時(shí)延敏感包?！仨毜却鹊竭_(dá)且正在服務(wù)的非時(shí)延敏感包的服務(wù)結(jié)束。的查詢(xún)時(shí)延和非常小的時(shí)延變化。雖然第一個(gè)包的時(shí)延長(zhǎng)有利于IPv6DV,但在這個(gè)計(jì)算中不8.8.2由于時(shí)延敏感包造成的時(shí)延時(shí)延敏感包要等待其它先到達(dá)正在服務(wù)的時(shí)延圖11由于不同負(fù)載級(jí)別的時(shí)延敏感流和直連路由器的跳數(shù)造成的累積排隊(duì)時(shí)延路速率高于STM-1,端到端排隊(duì)時(shí)延會(huì)減少；如果一些鏈路速率低于STM-1,端到端排隊(duì)時(shí)延8.8.3由于非時(shí)延敏感包造成的時(shí)延到達(dá)的時(shí)延敏感包不能先于已到達(dá)的非時(shí)延敏感包得到服務(wù)，所以在每個(gè)路由器中時(shí)延對(duì)于幾個(gè)直連路由器組成的累積時(shí)延，要使用相對(duì)時(shí)延分布理速率。假定低百分位值為零，高（1-10-3）百分位值可以精確計(jì)算。大多數(shù)情況下近似采用高斯分布1-10-3）百分位值在(μ+3.72σ)處?！酚善鞑樵?xún)時(shí)延變化：12×30μs=0.36ms在這個(gè)例子中用戶(hù)和網(wǎng)絡(luò)之間以及網(wǎng)絡(luò)段之間的鏈路為E3（34Mbit/s）,其余鏈路假—路由器查詢(xún)時(shí)延變化：12×30μs=0.36ms如果時(shí)延敏感流有固定的包大小，且占接入鏈路的50%,那么時(shí)延可以計(jì)算如下：—使用M/D/1排隊(duì)模型，從時(shí)延敏感流造成的排隊(duì)時(shí)延變化（46.9%負(fù)載和1跳的T1）包傳輸占用的傳輸鏈路比率是HRP需要考慮的一個(gè)因素。網(wǎng)絡(luò)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)中負(fù)載程度是需過(guò)400ms。對(duì)于到偏遠(yuǎn)地區(qū)的非常長(zhǎng)的路徑，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商之間可能需要額外制定一些雙邊表7工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)IPv6業(yè)務(wù)可用性功能并且：PIU=100-和會(huì)話(huà)標(biāo)志的特定連接或無(wú)連接的媒體流相關(guān)聯(lián)的流量。其它標(biāo)準(zhǔn)中使用的微流(microfl如果在流量中觀(guān)察到違反合同的包，則允許網(wǎng)絡(luò)丟棄掉的數(shù)量與違反合同的包的數(shù)量相網(wǎng)絡(luò)有權(quán)規(guī)定違反合同的流的標(biāo)準(zhǔn)，可能是基于所觀(guān)測(cè)到的違反合同的包的數(shù)量。當(dāng)一個(gè)流被認(rèn)定為違反合同時(shí)，那么就不需要遵守對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的承諾。但如果該流包含的違反協(xié)表BlATMQoS業(yè)務(wù)等級(jí)1和2與IPv6