進(jìn)入 5G 時代，我們學(xué)習(xí)傳輸網(wǎng)知識，經(jīng)常會看到“Flex”這個前綴。比如說，F(xiàn)lexE、FlexO、FlexHaul、Flex Grid、FlexXXX……
那么，F(xiàn)lex 到底是什么意思？
沒錯，F(xiàn)lex 是英語 Flexible 的縮寫，意思就是“靈活的，可變動的，柔韌的”。
那 FlexE 的 E，又是什么呢？
E，就是我們耳熟能詳?shù)摹耙蕴W(wǎng)（Ethernet）”。
大家學(xué)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，第一課應(yīng)該就會介紹以太網(wǎng)。什么 CSMA/CD（載波監(jiān)聽多路訪問及沖突檢測）、總線型拓?fù)洹?00BASE-T，不知道大家還有沒有印象？
最早的以太網(wǎng)，誕生于上世紀(jì) 70 年代。
一個名叫 Bob Metcalfe 的哈佛博士，利用自己在夏威夷大學(xué) Aloha 項目（世界上最早的無線電計算機(jī)通信網(wǎng)）學(xué)習(xí)時受到的啟發(fā)，在施樂公司（Xerox）帕洛阿爾托研究中心，和另一名同事 David Boggs，共同設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了世界上第一個以太網(wǎng)。
Bob Metcalfe，以太網(wǎng)之父
后來，1982 年，Xerox 與 DEC 及 Intel 組成 DIX 聯(lián)盟，共同發(fā)表了 Ethernet Version 2（EV2）的規(guī)格，并將它投入商用市場，且被普遍使用。
沒錯，就是那個賣打印機(jī)的施樂
這個 EV2，就是受 IEEE 承認(rèn)的 10BASE5。10 代表速度是 10Mbps，BASE 代表傳輸信號調(diào)制方式為基帶調(diào)制，5 代表傳輸距離 500 米。
以太網(wǎng)誕生之后，得到了快速的發(fā)展，逐漸從最開始的總線式以太網(wǎng)（也叫經(jīng)典以太網(wǎng)），演變?yōu)榻粨Q式以太網(wǎng)。
以太網(wǎng)的速率，從最開始的 1Mbps，10Mbps，100Mbps，慢慢衍生出了 1Gbps，10Gbps，100Gbps……
以太網(wǎng)的傳輸介質(zhì)，也從早期的同軸電纜，變成了雙絞線（80 年代末出現(xiàn)），再到后面的光纖（90 年代中后期出現(xiàn)）。
以太網(wǎng)演進(jìn)（點(diǎn)擊可看大圖）
在 OSI 七層模型里面，以太網(wǎng)是數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的技術(shù)。在 TCP/IP 模型中，是網(wǎng)絡(luò)接口層。
回過頭來，我們再看看光。
進(jìn)入 2010 年代之后，人們開始發(fā)現(xiàn)，光傳輸設(shè)備的發(fā)展，漸漸無法跟上需求。
一方面，光通信場景較多，UNI（用戶網(wǎng)絡(luò)接口）可能出現(xiàn)多種情況，而底層光傳輸鏈路接口和模塊是固定的，難以應(yīng)對這些變化。例如，光傳輸設(shè)備只有三個 40G 通道，而我們的業(yè)務(wù)是 100G 的。
另一方面，高速率光模塊的價格太高，一時半會降不下來。行業(yè)需要尋找更低成本的解決方案，例如，1 個 400G 光模塊的價格，比 4 個 100G 加起來還高。那么，是不是可以通過綁定多個低速率的方式，實(shí)現(xiàn)高速率？
于是，人們開始思考，Ethernet 接口的速率，和光傳輸?shù)哪芰λ俾?，能不能解除匹配關(guān)系。這個，就是我們常說的“解耦”。
為了實(shí)現(xiàn)這個愿望，2016 年，OIF（光互聯(lián)論壇）推出了 FlexE。
FlexE 的作用，有點(diǎn)像一個“超級變速齒輪”。
它在傳統(tǒng)以太網(wǎng)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，引入了全新的 FlexE Shim 層，實(shí)現(xiàn) MAC（介質(zhì)訪問控制子層，屬于數(shù)據(jù)鏈路層）和 PHY（物理層）的解耦。
上層和下層的數(shù)據(jù)流速率，不再強(qiáng)制綁定。
FlexE 的架構(gòu)，如下圖所示：
FlexE Client
對應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)的各種用戶接口（UNI），與現(xiàn)有 IP/ETH 網(wǎng)絡(luò)中的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)接口一致?？筛鶕?jù)帶寬需求靈活配置，例如 10G、40G、100G、200G、n*25G。
FlexE Group
本質(zhì)上就是 IEEE 802.3 標(biāo)準(zhǔn)定義的各種以太網(wǎng)物理層（PHY）。
FlexE Shim
FlexE Shim 是整個 FlexE 的核心。
它把 FlexE Group 中的每個 100GE PHY 劃分為 20 個 Slot (時隙) 的數(shù)據(jù)承載通道，每個 PHY 所對應(yīng)的這一組 Slot 被稱為一個 Sub-calendar，其中每個 Slot 所對應(yīng)的帶寬為 5Gbps。
FlexE 幀結(jié)構(gòu)（來源:《靈活以太網(wǎng)技術(shù)白皮書》）
FlexE Client 原始數(shù)據(jù)流中的以太網(wǎng)幀，以 Block 原子數(shù)據(jù)塊 (為 64/66B 編碼的數(shù)據(jù)塊) 為單位進(jìn)行切分，這些原子數(shù)據(jù)塊可以通過 FlexE Shim 實(shí)現(xiàn)在 FlexE Group 中的多個 PHY 與時隙之間的分發(fā)。
由于 FlexE Group 的 100GE PHY 中每個 Slot 帶寬為 5Gbps 粒度，F(xiàn)lexE Client 理論上也可以按照 5Gbps 速率顆粒度進(jìn)行任意數(shù)量的組合設(shè)置，支持更加靈活的多速率承載。
（注意，最開始的 FlexE 版本，每個 slot 帶寬是 5Gbps。后來的 FlexE 版本，又推出了其它大小。）
FlexE 的功能，簡單來說，就是三個：捆綁、子速率、通道化。
捆綁 (Bonding)
捆綁，就是多根小水管，綁起來，給一個大數(shù)據(jù)流用。
多路 PHY 一起工作，支持更高速率。
例如，4 路 100GE PHY 實(shí)現(xiàn) 400G MAC 速率。
子速率 (Sub-Rate)：
子速率，就是一根或多根大水管，給一個小數(shù)據(jù)流用。
單一低速率 MAC 數(shù)據(jù)流共享一路或者多路 PHY，并通過特殊定義的 Error Control Block 實(shí)現(xiàn)降速工作。
例如，在 100G PHY 上僅僅承載 75G MAC 數(shù)據(jù)流。
通道化 (Channelization)：
通道化，是一根或多根大水管，給若干小數(shù)據(jù)流（或大數(shù)據(jù)流）用。
多路低速率 MAC 數(shù)據(jù)流共享一路或者多路 PHY。
例如，在 100G PHY 上承載 10G、40G、50G 的三路 MAC 數(shù)據(jù)流?；蛘?，在兩路 100G PHY 上復(fù)用承載 125G 的 MAC 數(shù)據(jù)流。
來幾個動圖，看得更明白一些：
通道化
通道化
通道化 + 捆綁
總而言之，F(xiàn)lexE 在不同基礎(chǔ)設(shè)施條件下，實(shí)現(xiàn)了對不同業(yè)務(wù)帶寬的支持。這就是所謂的“靈活性（Flexible）”。
基于 FlexE 通道化功能，運(yùn)營商可以在現(xiàn)有線路上，構(gòu)建端到端的管道。這些管道的服務(wù)等級可以不同。
大家應(yīng)該也想到了網(wǎng)絡(luò)切片。是的，F(xiàn)lex 也能夠滿足網(wǎng)絡(luò)切片的需求。
基于 FlexE 的 5G 網(wǎng)絡(luò)切片（來源:《靈活以太網(wǎng)技術(shù)白皮書》）
FlexE 在現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備的基礎(chǔ)上，做了一些“小改動”，就實(shí)現(xiàn)了靈活的速率，更大的帶寬，以及通道隔離?？梢哉f是既省錢又好用。這樣的技術(shù)，自然而然受到了大家的歡迎。目前，OIF 已經(jīng)將標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展到了 2.1 版本。
現(xiàn)在，F(xiàn)lexE 已經(jīng)是公認(rèn)的 5G 承載網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)之一，也是第三代以太網(wǎng)技術(shù)的核心。
三代以太網(wǎng)
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