BIER组播技术白皮书.pdf

中 兴 通 讯 版 权 所 有 未 经 许 可 不 得 扩 散 第 1页 BIER 组 播 技 术 白 皮 书 BIER 组 播 技 术 白 皮 书 中 兴 通 讯 版 权 所 有 未 经 许 可 不 得 扩 散 第 2页 BIER 组 播 技 术 白 皮 书版 本 日 期 作 者 审 核 者 备 注V1.0 2020/08/10 ZTE ZTE 新 建V1.1 2021/03/01 ZTE ZTE 更 新关 键 词 ： 无 状 态 、 组 播 、 VPN、 BIER 摘 要 ： BIER 是 新 型 的 无 状 态 组 播 技 术 ， 在 组 播 流 量 的 入 节 点 和 出 节 点 保 留 组 播 状 态 信 息 ， 中 间 节 点不 感 知 组 播 流 ， 不 建 立 组 播 转 发 树 ， 不 维 护 组 播 转 发 状 态 信 息 。 BIER 组 播 非 常 适 合 大 规 模 组 播 业 务 的 部 署场 景 ， 如 组 播 VPN 业 务 ， IPTV/OTT 等 业 务 。 BIER 组 播 元 通 过 BFR-prefix 携 带 BFR-ID、 SD、 BSL以 及 封 装 等 关 键 信 息 。 BFR-Prefix 通 过 传 统 的 IGP 协 议 如 ISIS/OSPFv2/OSPFv3 实 现 全 网 的 洪 泛 。 网络 上 每 台 BIER路 由 器 通 过 这 些 关 键 信 息 建 立 BIER 转 发 表 ， 实 现 对 BIER 封 装 的 报 文 转 发 。 2021 ZTE Corporation. All rights reserved.2021 版 权 所 有 中 兴 通 讯 股 份 有 限 公 司 保 留 所 有 权 利版 权 声 明 ：本 文 档 著 作 权 由 中 兴 通 讯 股 份 有 限 公 司 享 有 。 文 中 涉 及 中 兴 通 讯 股 份 有 限 公 司 的 专 有 信 息 ， 未 经 中 兴通 讯 股 份 有 限 公 司 书 面 许 可 ， 任 何 单 位 和 个 人 不 得 使 用 和 泄 漏 该 文 档 以 及 该 文 档 包 含 的 任 何 图 片 、 表 格 、数 据 及 其 他 信 息 。本 文 档 中 的 信 息 随 着 中 兴 通 讯 股 份 有 限 公 司 产 品 和 技 术 的 进 步 将 不 断 更 新 ， 中 兴 通 讯 股 份 有 限 公 司 不再 通 知 此 类 信 息 的 更 新 。 BIER 组 播 技 术 白 皮 书 中 兴 通 讯 版 权 所 有 未 经 许 可 不 得 扩 散 第 3页 目 录图 目 录 .41. 传 统 有 状 态 组 播 的 技 术 局 限 性 . 51.1. 传 统 有 状 态 的 组 播 不 适 应 大 规 模 的 组 播 应 用 . 51.2. 传 统 有 状 态 组 播 不 适 应 大 型 VPN 组 播 的 部 署 . 51.3. 传 统 有 状 态 组 播 不 符 合 网 络 简 化 的 演 进 方 向 . 62. 新 型 无 状 态 BIER 组 播 的 技 术 优 势 .63. BIER 的 基 本 原 理 和 架 构 .73.1. BIER 的 基 本 原 理 . 73.2. BIER 的 三 层 架 构 设 计 . 9 4. BIER 报 文 格 式 及 封 装 类 型 .114.1. BIER 报 文 格 式 .114.2. BIER 封 装 类 型 .125. ISIS 扩 展 支 持 BIER.155.1. ISIS 扩 展 sub-tlv 和 sub-sub-tlv 支 持 BIER. 155.2. ISIS 的 BIER 路 由 表 和 转 发 表 .176. BIER 转 发 过 程 .187. BIER 组 播 应 用 场 景 .207.1. BIER 在 IPTV 和 OTT 场 景 中 的 应 用 .207.2. BIER 在 组 播 VPN 场 景 中 应 用 .22 7.3. BIER 在 金 融 场 景 中 的 应 用 .237.4. BIER 在 EVPN 场 景 中 的 应 用 .247.5. BIER 在 数 据 中 心 场 景 中 的 应 用 .268. BIER 相 关 的 标 准 .279. 缩 略 语 .28 BIER 组 播 技 术 白 皮 书 中 兴 通 讯 版 权 所 有 未 经 许 可 不 得 扩 散 第 4页 图 目 录图 1 BIER 的 基 本 概 念 .8图 2 BIER 三 层 架 构 .9图 3 Underlay 层 的 BIER 扩 展 TLV.11图 4 BIER 的 报 文 头 格 式 .11图 5 BIER 的 以 太 封 装 格 式 .13 图 6 BIER 的 MPLS 封 装 格 式 .14图 7 BIER 的 BIERin6 封 装 格 式 .15图 8 ISIS -SUB-TLV .16图 9 ISIS -SUB-SUB-TLV（ MPLS） .16图 10 ISIS -SUB-SUB-TLV（ Ethernet） .17图 11 BIER 的 转 发 表 生 成 .18图 12 BIER 的 转 发 示 意 图 .20 图 13 BIER 在 IPTV/OTT 场 景 中 应 用 .22图 14 BIER 在 VPN 组 播 场 景 中 应 用 .23图 15 BIER 在 金 融 场 景 中 应 用 .24图 16 BIER 在 EVPN 场 景 中 应 用 . 26图 17 BIER 在 大 型 数 据 中 心 场 景 中 应 用 .27 BIER 组 播 技 术 白 皮 书 中 兴 通 讯 版 权 所 有 未 经 许 可 不 得 扩 散 第 5页 1. 传 统 有 状 态 组 播 的 技 术 局 限 性1.1.传 统 有 状 态 的 组 播 不 适 应 大 规 模 的 组 播 应 用传 统 的 组 播 协 议 如 PIM-SM/PIM-DM 等 ， 为 每 个 组 播 (Group)建 立 一 个 从源 到 接 受 者 的 组 播 发 布 树 。 组 播 发 布 树 中 的 每 个 节 点 (路 由 器 )维 护 组 播 转 发 状 态信 息 ： (Group、 Ingress 接 口 、 Egress 接 口 )。 在 IPTV 系 统 中 ， 一 个 组 播 Group对 应 一 个 TV 频 道 ， 一 个 大 型 的 IPTV 系 统 支 持 几 百 个 甚 至 几 千 订 阅 频 道 。 传 统 的 组 播 路 由 协 议 为 每 个 组 播 建 立 对 应 的 组 播 发 布 树 。 网 络 中 每 台 路 由 器 对 应 维 护几 百 到 几 千 的 组 播 转 发 状 态 信 息 ,消 耗 了 路 由 器 的 宝 贵 资 源 如 CPU TCAM 等 ,现网 中 的 老 设 备 可 能 面 临 相 当 大 的 压 力 。 当 组 播 订 阅 者 或 者 网 络 的 拓 扑 发 生 变 化 ,导 致 IGP 协 议 重 新 收 敛 ， IGP 后 协 议 收 敛 后 组 播 协 议 才 能 再 次 收 敛 ， 再 重 新 计算 出 每 个 Group 的 组 播 发 布 树 。 组 播 发 布 树 收 敛 的 时 间 远 大 于 IGP 协 议 的 收 敛时 间 。1.2.传 统 有 状 态 组 播 不 适 应 大 型 VPN 组 播 的 部 署 大 型 运 营 商 通 过 MPLS L3VPN 给 不 同 的 客 户 提 供 虚 拟 专 网 的 业 务 ,每 个VPN 都 有 独 立 的 地 址 空 间 ， 客 户 运 行 独 立 的 单 播 和 组 播 协 议 如 ISIS 和 PIM。 但运 营 商 不 能 为 所 有 VPN客 户 都 提 供 大 规 模 的 组 播 服 务 ,主 要 因 为 运 营 商 的 中 间 P设 备 无 法 维 护 每 客 户 每 VPN 的 组 播 转 发 状 态 。 如 果 N 个 VPN 客 户 且 每 个 VPN客 户 有 N 个 组 播 业 务 ,运 营 商 的 P 路 由 器 需 维 护 N 2个 组 播 流 状 态 信 息 。 运 营 商 网络 拓 扑 变 化 或 者 组 播 源 /组 播 接 收 者 发 生 变 化 ， 每 台 P 路 由 器 都 要 重 新 计 算 每 个VPN 的 每 个 组 播 的 组 播 发 布 树 ， 这 个 导 致 VPN 组 播 路 由 收 敛 很 慢 ， 比 全 局 的 组 BIER 组 播 技 术 白 皮 书 中 兴 通 讯 版 权 所 有 未 经 许 可 不 得 扩 散 第 6页 播 路 由 收 敛 更 慢 ， 严 重 影 响 组 播 VPN 业 务 体 验 。 为 了 减 少 P 设 备 维 护 的 VPN组 播 状 态 信 息 的 数 量 ， 运 营 商 使 用 各 种 VPN 组 播 技 术 ， 都 没 有 彻 底 解 决 问 题 。运 营 商 使 用 组 播 头 端 复 制 技 术 ， P 节 点 没 有 组 播 状 态 信 息 ， 但 要 求 组 播 的 PE 节点 大 带 宽 和 高 性 能 。 运 营 商 使 用 VPN 组 播 树 的 聚 合 技 术 ， 可 以 减 少 P 节 点 的 组播 状 态 的 数 量 ， 但 是 会 导 致 VPN 组 播 非 最 优 路 由 ， 浪 费 广 域 网 带 宽 。1.3.传 统 有 状 态 组 播 不 符 合 网 络 简 化 的 演 进 方 向传 统 有 状 态 的 组 播 使 用 mLDP、 P2MP、 MP2MP 等 技 术 来 转 发 组 播 流 量 ， 这 些 技 术 需 要 部 署 复 杂 的 RSVP 协 议 、 LDP 协 议 等 。 目 前 网 络 向 SRv6 的 技 术演 进 趋 势 ， 为 单 播 构 建 一 个 至 简 网 络 ， 不 再 部 署 LDP、 RSVP 等 协 议 或 者 信 令 。传 统 的 有 状 态 的 组 播 ， 无 法 支 持 SRv6 这 样 的 至 简 网 络 ， 不 符 合 网 络 发 展 的 趋 势 。2. 新 型 无 状 态 BIER 组 播 的 技 术 优 势BIER 是 一 种 新 型 组 播 转 发 技 术 ,BIER 为 每 个 组 播 报 文 封 装 了 一 个 BIER 报文 头 ， BIER 组 播 接 收 者 信 息 封 装 在 BIER 报 文 头 中 。 BIER 路 由 器 根 据 BIER 报 文 头 中 信 息 转 发 BIER 组 播 报 文 ， 不 维 护 每 个 组 播 转 发 状 态 信 息 。 BIER 封 装将 具 体 组 播 业 务 与 网 络 层 隔 离 ， 网 络 上 P 路 由 器 不 再 维 护 每 VPN 每 组 播 的 转 发状 态 ， BIER 路 由 器 完 全 不 感 知 上 层 组 播 业 务 ， 实 现 P 路 由 器 对 组 播 的 无 状 态 。BIER 组 播 无 状 态 特 性 消 除 大 规 模 部 署 组 播 业 务 对 网 络 的 压 力 。BIER 组 播 使 用 传 统 的 链 路 状 态 IGP 协 议 的 BIER 扩 展 ， 如 ISIS 或 者 OSPF的 BIER 扩 展 、 通 过 BIER-prefix 前 发 布 BIER 的 关 键 信 息 如 BFR-id、 SD、BSL 等 洪 泛 到 网 络 上 。 每 台 BIER 路 由 器 根 据 这 些 关 键 信 息 生 成 BIER 的 转 发 表 ， BIER 组 播 技 术 白 皮 书 中 兴 通 讯 版 权 所 有 未 经 许 可 不 得 扩 散 第 7页 BIER 路 由 器 根 据 BIER 转 发 表 转 发 组 播 报 文 ， 不 再 查 询 组 播 转 发 表 。3. BIER 的 基 本 原 理 和 架 构3.1.BIER 的 基 本 原 理BIER 是 “ Bit Index Explicit Replication” 的 简 称 ， 是 一 种 基 于 位 索 引 显 式复 制 的 新 型 组 播 技 术 。 BIER 不 同 于 传 统 的 PIM 组 播 协 议 ， 提 供 一 种 无 状 态 的 组播 转 发 机 制 。 BIER 在 组 播 首 节 点 （ BIER Ingress） 确 定 组 播 的 接 收 者 (BIER Egress)信 息 ， 中 间 节 点 不 需 要 维 护 任 何 组 播 流 转 发 状 态 信 息 （ Group、 Ingress、Egress） ， BFIR 是 最 靠 近 组 播 源 的 BIER 路 由 器 。 BIER 本 地 转 发 表 根 据 IGP的 BIER 链 路 状 态 库 计 算 生 成 ， BIER 链 路 状 态 库 则 由 IGP（ ISIS/OSPF） 协 议的 BIER 扩 展 洪 泛 生 成 。BIER 基 本 原 理 简 单 高 效 ， 每 台 BIER 路 由 器 可 分 配 一 个 不 重 复 的 无 符 号 的整 数 ， 称 之 BFR-id， 唯 一 标 识 该 BIER 路 由 器 。 每 台 BIER 路 由 器 都 通 过 特 定前 缀 （ BFR-prefix） 携 带 BFR-id、 SD、 BSL、 封 装 类 型 、 BIFTBIFT-ID 等 重 要 信 息 在 IGP 中 洪 泛 。 BFR-Prefix 通 常 为 本 地 的 Loopback 的 主 机 地 址 。 每 台BIER 路 由 器 根 据 IGP 算 法 或 者 BIER 算 法 计 算 到 达 其 他 BFR-id 的 最 优 路 径 的BIER 转 发 表 ， 类 似 IPv4/IPv6 转 发 表 计 算 生 成 过 程 。 BIER 组 播 设 计 一 个 特 定长 度 的 比 特 串 (BitString)来 表 示 一 组 BIER 路 由 器 ， BitString 的 最 第 低 位 开 始(right most)， 每 个 比 特 位 对 应 一 个 BFR-id， 如 使 用 BitString 长 度 （ BSL） 为3的 二 进 制 串 “ 101” 表 示 BFR-id 为 1和 3的 两 台 BIER路 由 器 ， 二 进 制 串 “ 011”表 示 BFR-id 为 1、 2 的 两 台 BIER 路 由 器 。 BSL 长 度 为 5 的 二 进 制 串 “ 00011” BIER 组 播 技 术 白 皮 书 中 兴 通 讯 版 权 所 有 未 经 许 可 不 得 扩 散 第 8页 也 可 表 达 BFR-id 为 1、 2 的 两 台 BIER 路 由 器 。 不 同 的 BSL 影 响 BIER 报 文 头载 荷 效 率 ， BSL越 大 效 率 越 低 ， 但 可 表 达 的 BIER路 由 器 数 量 越 多 。 目 前 RFC8279标 准 中 要 求 所 有 BIER 路 由 器 都 必 须 支 持 BSL 为 256 的 值 。 一 个 BIER 路 由 器可 支 持 多 个 不 同 的 BSL， 也 可 在 不 同 网 络 中 使 用 不 同 的 BSL。大 型 BIER网 络 可 以 根 据 网 络 拓 扑 或 者 地 理 位 置 设 计 多 个 SD（ Sub Domain）简 化 管 理 ， 如 全 国 性 的 运 营 商 设 立 如 东 部 大 区 SD 网 络 、 西 部 大 区 SD 网 络 、 南部 大 区 SD 网 络 、 北 部 大 区 SD 网 络 ， 缺 省 也 可 以 只 有 一 个 SD。 每 个 SD 内 的 BSL 和 BFR-id 是 独 立 的 ， 互 不 影 响 。 在 每 个 SD 内 ， 引 入 SI（ sub identify）概 念 ， 用 更 短 长 度 的 BSL 表 达 出 更 多 的 BFR-id， 如 东 部 大 区 的 256 台 的 BIER路 由 器 ， 使 用 4 个 不 同 SI 和 BSL 为 64 的 BitString 来 表 示 ， 每 个 SI 表 示 东 部大 区 内 一 个 省 的 64 台 BIER 路 由 器 ， 不 再 需 要 长 度 为 256 的 BitString 来 标 识 。SD 内 使 用 SI 可 以 减 少 BSL 的 长 度 ， BIER 报 文 的 负 荷 效 率 更 高 ， 但 每 个 SI 都对 应 节 点 内 一 张 BIER 的 转 发 表 。 图 1 BIER 的 基 本 概 念 BIER 组 播 技 术 白 皮 书 中 兴 通 讯 版 权 所 有 未 经 许 可 不 得 扩 散 第 9页 3.2.BIER 的 三 层 架 构 设 计3.2.1.Overlay 层IETF RFC8279 将 BIER 组 播 架 构 分 为 Overlay、 BIER、 Underlay 三 层 。Overlay层 负 责 组 播 业 务 控 制 面 信 息 交 互 ， 如 BIER Egress节 点 和 BIER Ingress节 点 之 间 用 户 组 播 的 加 入 和 离 开 、 组 播 流 进 入 和 离 开 BIER 域 的 封 装 和 解 封 装 转发 等 。 Overlay 层 可 以 通 过 SDN、 MP-BGP（ MVPN） 、 PIM、 BMLD（ MLD协 议 的 BIER 扩 展 ） 、 静 态 配 置 等 方 式 实 现 ， 其 中 MP-BGP 和 SDN 最 为 常 见 。 图 2 BIER 三 层 架 构3.2.2.BIER 层BIER 层 主 要 完 成 BIER 路 由 信 息 发 布 和 洪 泛 以 及 本 地 BIER 转 发 表 计 算 更新 。 BIER 层 根 据 BIER 转 发 表 对 BIER 报 文 转 发 ， 每 个 转 发 BIER 报 文 的 节 点 对BIER 报 文 执 行 解 封 装 、 重 新 封 装 的 过 程 。 解 封 装 BIER 报 文 头 ， 获 得 BIER 报 文携 带 关 键 信 息 如 BIFT-ID和 BitString， 前 者 为 路 由 器 定 位 BIER转 发 表 的 索 引 ， 后 者 是 查 询 BIER 转 发 表 的 键 值 ， 类 似 查 询 IPv4 路 由 表 使 用 IPv4 目 的 地 址 作 为键 值 。 BIER 节 点 根 据 BIER 转 发 表 的 结 果 重 新 封 装 BIER 报 文 头 并 转 发 BIER 报 BIER 组 播 技 术 白 皮 书 中 兴 通 讯 版 权 所 有 未 经 许 可 不 得 扩 散 第 10页 文 。 如 果 该 节 点 为 组 播 的 复 制 点 ， 就 有 多 个 不 同 的 查 询 值 ， 每 个 值 代 表 节 点 将 复制 并 重 新 封 装 新 的 BIER 报 文 头 并 转 发 报 文 。一 个 BIER 路 由 器 可 以 有 多 张 BIER 转 发 表 ， 每 张 BIER 转 发 表 有 多 个 表 项内 容 。 每 个 BIER 转 发 表 都 关 联 一 个 BIFT-ID， BIFT-ID 通 过 SD、 SI 和 BSL编 码 者 哈 希 生 成 。 MPLS 封 装 的 BIER 报 文 ， BIFT-ID 则 是 BIER 的 MPLS 标 签值 。 BIER 转 发 表 项 主 要 内 容 为 一 串 比 特 码 （ RFC8296 标 准 中 被 称 为 Forwardingbit mask， F-BM） 和 一 个 邻 居 节 点 组 成 ， 每 串 F-BM 表 示 通 过 这 个 邻 居 以 最 优 路 径 方 式 到 达 其 他 BIER 节 点 的 集 合 。 BIER 节 点 解 封 装 BIER 报 文 头 中BitString， 用 BitString 与 BIER 转 发 表 中 每 个 表 项 的 F-BM 进 行 与 运 算 ， 根 据计 算 结 果 决 定 是 否 复 制 BIER 报 文 到 邻 居 节 点 。 F-BM 的 表 示 可 以 参 见 图 -11。BIER 层 屏 蔽 网 络 层 感 知 组 播 业 务 ， 中 间 BIER 节 点 不 感 知 组 播 业 务 ， 不 建立 传 统 的 组 播 发 布 树 ， 不 维 护 每 个 组 播 的 转 发 状 态 信 息 。 BIER 路 由 器 仅 根 据 收到 BIER 报 文 的 BitString 和 本 地 BIER 转 发 表 进 行 转 发 或 者 复 制 。3.2.3.Underlay 层 Underlay 层 为 传 统 链 路 状 态 路 由 协 议 层 ， 通 过 链 路 状 态 协 议 如 ISIS、 OSPF等 扩 展 TLV 属 性 携 带 本 节 点 的 BIER 信 息 。 BIER 因 而 继 承 了 ISIS、 OSPF 协 议许 多 特 性 ， 如 支 持 FRR、 负 荷 分 担 ， BIER 转 发 表 收 敛 与 ISIS 或 者 OSPF 协 议收 敛 同 步 ， 速 度 达 到 毫 秒 级 。 如 下 图 所 示 ， ISIS 的 BIER 扩 展 新 增 一 个BIER-SUB-TLV 携 带 BFR-id 和 SD 等 重 要 信 息 。 同 时 也 新 增 了 多 个BIER-SUB-SUB-TLV， 携 带 封 装 类 型 （ 如 MPLS 封 装 ， 非 MPLS 封 装 以 太 ，非 MPLS 封 装 IPv6） 、 BSL 和 最 大 SI 值 ， 标 签 值 或 者 BIFT-id 等 信 息 。 BIER 组 播 技 术 白 皮 书 中 兴 通 讯 版 权 所 有 未 经 许 可 不 得 扩 散 第 11页 图 3 Underlay 层 的 BIER 扩 展 TLV4. BIER 报 文 格 式 及 封 装 类 型4.1.BIER 报 文 格 式IETF 定 义 BIER 报 文 MPLS 封 装 、 非 MPLS 的 以 太 封 装 和 IPv6 封 装 等 三种 类 型 ， 适 应 不 同 的 组 网 需 求 。 BIER 不 同 的 封 装 类 型 都 有 一 个 相 同 的 BIER 报文 头 如 下 图 深 蓝 色 部 分 所 示 ， 组 播 报 文 进 入 BIER 的 Ingress 节 点 被 封 装 一 个 BIER 报 文 头 ， 组 播 报 文 离 开 BIER Egress 节 点 解 封 装 BIER 报 文 头 还 原 组 播 报文 。 图 4 BIER 的 报 文 头 格 式BIFT-id： 报 文 转 发 使 用 的 BITF,MPLS 封 装 对 应 Label 值 ， NO MPLS 封装 (以 BIER 组 播 技 术 白 皮 书 中 兴 通 讯 版 权 所 有 未 经 许 可 不 得 扩 散 第 12页 太 或 者 IPv6)时 使 用 (SD,SI BSL)来 映 射 或 者 编 码 。TC： 流 量 类 型 ， 同 MPLS 封 装 的 TC， 参 考 RFC5462.S： 标 签 栈 底 标 识 ， 同 MPLS 封 装 的 S bit， 参 考 RFC3032。TTL： 同 MPLS 封 装 的 TTL 的 使 用 ， 参 考 RFC3032Nibble： 固 定 值 0101,用 来 区 分 BIER 封 装 和 MPLS 的 ECMP 功 能 。Ver： 表 示 版 本 号 ， 当 前 值 为 0 表 示 实 验 中 的 版 本 。BSL： 表 示 BitString 的 长 度 (log2(k)-5)， 用 于 离 线 分 析 。 Entropy: 支 持 ECMP， 相 同 的 Entropy+BitString， 选 择 相 同 的 路 径 。OAM： 缺 省 为 0， 可 用 ping/trace， 不 影 响 转 发 和 Qos。RSV： 保 留 位 ， 当 前 不 用 缺 省 为 0。DSCP： MPLS 封 装 时 不 使 用 ， no MPLS 封 装 可 使 用 。Proto： 表 示 Payload 报 文 的 类 型 ， RFC 已 经 标 准 化 。BFIR-id： 表 示 组 播 进 入 BIER 域 中 第 一 个 BIER 路 由 器 的 BFR-ID 值 。BitStirng： 同 SD、 SI 表 示 一 组 BFER 路 由 器 。 根 据 BIER 中 Protocol 字 段 定 ， BIER 的 负 荷 可 以 是 IPv6 或 者 IPv 的 报文 ， 也 可 能 为 MPLS 或 者 以 太 的 报 文 。 BIER 既 支 持 IPv4 组 播 业 务 ， 也 支 持 IPv6组 播 业 务 。 通 过 上 游 分 配 标 签 的 方 式 ， 也 可 以 支 持 支 持 组 播 VPN 业 务 。4.2.BIER 封 装 类 型BIER 支 持 MPLS 封 装 和 非 MPLS 的 以 太 封 装 ， 其 中 非 MPLS 封 装 支 持 有o 太 封 装 和 IPv6 的 封 装 。 目 前 ， MPLS 封 装 和 非 MPLS 的 以 太 封 装 已 经 标 准 化 ，而 BIER 的 IPv6 封 装 还 没 有 完 成 标 准 化 ， 存 在 多 个 BIER IPv6 封 装 版 本 。 BIER 组 播 技 术 白 皮 书 中 兴 通 讯 版 权 所 有 未 经 许 可 不 得 扩 散 第 13页 4.2.1.BIER 的 以 太 封 装 格 式IANA 定 义 BIER 的 太 封 装 类 型 0XAB37， 以 太 头 后 面 直 接 跟 BIER 报 文 头 。BIER 的 以 太 封 装 ， 非 常 简 洁 高 效 ， 如 下 图 所 示 。 以 太 类 型 0 xAB37 标 识 其payload 为 BIER 报 文 ， 其 中 BIER 报 文 头 的 格 式 如 4.1 章 节 所 示 。 BIER 报 文头 中 的 Protocol 协 议 字 段 可 以 进 一 步 标 识 上 层 协 议 的 内 容 。 BIER 报 文 中 的protocol 字 段 为 2 标 识 上 游 分 配 的 mpls 标 签 ， 通 常 用 来 实 现 组 播 VPN 的 业 务 。BIER 的 以 太 封 装 详 细 信 息 可 以 参 考 RFC8296 “ Encapsulation for Bit Index Explicit Replication (BIER) in MPLS and Non-MPLS Networks” 。 图 5 BIER 的 以 太 封 装 格 式4.2.2.BIER 的 MPLS 封 装 格 式BIER的 MPLS封 装 使 用 IANA定 义 的 MPLS类 型 为 0 x8847， 其 中 0 x8847标 识 以 太 报 文 负 荷 为 MPLS封 装 报 文 ， 而 BIER报 文 类 型 通 过 标 签 值 范 围 来 确 定 。标 签 管 理 模 块 对 BIER 封 装 如 IPv4 IPv6 协 议 一 样 ， 分 配 一 段 独 立 的 标 签 范 围 。MPLS 封 装 复 用 了 BIER 报 文 头 的 前 4 个 字 节 ， 其 中 BIER 报 文 头 前 20 比 特 的BIFT-Id为 标 签 管 理 模 块 分 配 的 BIER 标 签 值 。 BIER 的 MPLS 封 装 顺 序 为 以 太 、 BIER 报 文 头 和 上 层 协 议 ， 没 有 独 立 MPLS 标 签 ， 这 点 需 要 注 意 ， 如 下 图 所 示 。 BIER 组 播 技 术 白 皮 书 中 兴 通 讯 版 权 所 有 未 经 许 可 不 得 扩 散 第 14页 MPLS 模 块 解 析 BIER 头 前 4 个 字 节 （ MPLS-BIER） 后 ， 根 据 标 签 值 进 入 不 同的 协 议 包 括 BIER 的 处 理 流 程 ， 同 时 根 据 标 签 值 确 定 对 应 的 转 发 表 。 BIER 的MPLS 封 装 详 细 信 息 可 以 参 考 RFC8296 “ Encapsulation for Bit IndexExplicit Replication (BIER) in MPLS and Non-MPLS Networks” 。 图 6 BIER 的 MPLS 封 装 格 式4.2.3.BIERin6 封 装 格 式中 兴 通 讯 公 司 目 前 支 持 BIERin6 封 装 ， 支 持draft-zhang-bier-bierin6-04 草 案 。 该 草 案 建 议 在 IPv6 的 Next Protocol增 加 新 的 BIER 协 议 类 型 ， 具 体 类 型 值 等 待 IANA 分 配 ， 下 图 中 暂 用 TBD 表 示 ，BIER 报 文 头 作 为 IPv6 负 荷 。 RFC82000 已 经 定 义 IPv6 支 持 的 协 议 类 型 有IGMP、 IPv4、 TCP、 IPv6、 UDP、 Ethernet、 shim6 等 。 IPv6 支 持 的 上 层 协 议 类 型 和 IPv6 支 持 的 扩 展 头 ， 使 用 同 一 个 字 段 (Next Header)不 同 值 来 实 现 。 如NextHeader为 0则 标 识 IPv6逐 跳 的 扩 展 头 ， NextHeader为 43为 路 由 扩 展 头 ，SRv6 使 用 这 个 扩 展 头 。 BIERin6 的 封 装 中 的 Protocol 字 段 遵 循 RFC8296 的 定义 ， 具 体 的 封 装 格 式 如 下 所 示 。 BIER 组 播 技 术 白 皮 书 中 兴 通 讯 版 权 所 有 未 经 许 可 不 得 扩 散 第 15页 图 7 BIER 的 BIERin6 封 装 格 式BIERin6 的 封 装 与 其 他 IPv6 扩 展 头 无 缝 融 合 ， BIER 报 文 可 以 放 置 在 IPv6的 扩 展 头 如 Hop-by-Hop Options header和 Destination Options header 的后 面 ， 通 过 扩 展 头 中 NextHead 标 识 其 负 荷 为 BIER 报 文 。 一 般 情 况 下 ， BIER报 文 是 逐 跳 处 理 的 ， 不 建 议 在 BIER 域 内 进 行 报 文 分 片 和 加 密 、 解 密 处 理 。 对 组播 业 务 的 分 片 、 加 密 和 解 密 报 文 放 在 上 层 业 务 处 理 ， BFIR 节 点 仅 对 组 播 业 务 做简 单 的 BIERin6 封 装 即 可 。5. ISIS 扩 展 支 持 BIER 5.1.ISIS 扩 展 sub-tlv 和 sub-sub-tlv 支 持 BIER链 路 状 态 协 议 如 ISIS 和 OSPF 都 扩 展 支 持 BIER 且 标 准 化 （ RFC8401 和RFC8444） 。 目 前 主 流 厂 家 如 ZTE/Huawei/Nokiad 都 已 经 实 现 ISIS 的 BIER扩 展 ， OSPF 的 BIER 扩 展 也 都 在 开 发 之 中 。 ISIS 扩 展 的 BIER-SUB-TLV 和BIER-SUB-SUB-TLV 携 带 关 键 的 BIER 信 息 如 BFR-id、 BSL、 SD 等 。 BIER 组 播 技 术 白 皮 书 中 兴 通 讯 版 权 所 有 未 经 许 可 不 得 扩 散 第 16页 BIER-SUB-TLV 与 ISIS TLV 135、 235、 236、 237 一 起 使 用 ， 其 内 容 如 下 图所 示 。 图 8 ISIS -SUB-TLVTYPE： 表 示 BIER-SUB-TLV， 值 为 32Length: 变 化 值BAR: 表 示 BIER 算 法 ， 用 于 计 算 到 达 BFER 路 径 计 算IPA： 表 示 IGP 算 法 ， 表 示 IGP 增 强 或 改 进 算 法 ， 可 替 代 BAR 算 法 。Subdomain-id: 表 示 一 个 SD 域BFR-id： 表 示 该 路 由 分 配 的 16 比 特 无 符 合 整 数 。Sub-sub-TLV: 表 示 可 选 的 子 子 TLV， 具 体 格 式 如 下 所 示 。 一 台 路 由 器 可 支 持 多 种 方 式 如 MPLS 封 装 或 者 以 太 封 装 、 Bierin6 封 装 等 ，不 同 的 封 装 有 对 应 的 参 数 表 达 ， ISIS 定 义 sub-sub-tlv 来 表 示 不 同 的 封 装 类 型 ，一 个 BIER 的 sub-tlv 可 以 携 带 多 个 不 同 的 sub-sub-tlv。 目 前 已 经 定 义 的MPLS 封 装 的 sub-sub-tlv 如 下 ： 图 9 ISIS -SUB-SUB-TLV（ MPLS）Type： 目 前 值 为 1 表 示 MPLS 封 装 BIER 组 播 技 术 白 皮 书 中 兴 通 讯 版 权 所 有 未 经 许 可 不 得 扩 散 第 17页 Length： 可 变 化 的 值Max SI: 表 示 最 达 可 以 支 持 SI 的 数 量 。BS Len： 表 示 BSL 的 长 度 的 编 码 ， 4 个 比 特 表 示 。Label： 表 示 标 签 范 围 内 的 第 一 个 标 签 值 。以 太 封 装 的 sub-sub-tlv 非 常 类 似 MPLS 的 sub-sub-tlv， 主 要 差 别 为type 类 型 为 2， 且 20 比 特 的 BIFT-id 替 代 MPLS 封 装 的 Label 值 ， 如 下 图 所示 。 图 10 ISIS -SUB-SUB-TLV（ Ethernet）每 个 SI 的 BIFT-id 为 BIFT-id(初 始 值 )+SI(值 )。 如 果 BIFT-id（ 初 始 值 ）+SI 值 超 出 20 比 特 值 范 围 则 报 错 。5.2.ISIS 的 BIER 路 由 表 和 转 发 表ISIS 扩 展 的 sub-tlv 和 sub-sub-tlv 携 带 BIER 的 关 键 信 息 :SD、 BSL、BFR-ID通 过 BIER-prefix在 ISIS网 络 上 洪 泛 ， 包 括 泄 露 到 ISIS-L1的 路 由 器 。BIER 路 由 器 使 用 IGP 的 算 法 或 者 BIER 算 法 生 成 到 BFR-prefix 前 缀 的 路 由 ， 也 就 是 到 每 个 BFR-id的 路 由 。 每 个 BFR-prefix携 带 sub-tlv对 应 一 个 BFR-id的 信 息 。 如 下 图 所 示 ， R4 上 计 算 除 到 R1、 R2、 R3 的 BFR-prefix 路 由 表 (BIRT)，即 对 应 的 BFR-id 的 路 由 表 。 R4 通 过 对 图 2 中 相 同 的 R3 出 口 几 个 BFR-id（ 0：0001/0010/0100） 合 并 成 一 个 F-BM（ Forward Bit-