擁抱SDN ZTE SDN Based IPRAN提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力

中興通訊 | 吳萍 張寶亞

擁抱SDN ZTE SDN Based IPRAN提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力

中興通訊 | 吳萍 張寶亞

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的普及，人力成本逐年提高對(duì)運(yùn)營(yíng)商的運(yùn)營(yíng)能力提出了更高的要求。SDN在IPRAN網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)全軟件自動(dòng)化管理及按需應(yīng)用呈現(xiàn)，幫助運(yùn)營(yíng)商進(jìn)一步簡(jiǎn)化運(yùn)維。

IPRAN網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用于移動(dòng)回傳網(wǎng)，承載2G/3G/ LTE等移動(dòng)業(yè)務(wù)。IPRAN全網(wǎng)采用IP/MPLS解決方案，接入層引入三層之后涉及到IGP/BGP/LDP/TE/PW/ BFD等大量配置，且一個(gè)IPRAN本地接入網(wǎng)往往有數(shù)千臺(tái)的龐大規(guī)模，網(wǎng)絡(luò)開通運(yùn)維復(fù)雜，人員技術(shù)水平要求高。LTE時(shí)代eNB節(jié)點(diǎn)受頻點(diǎn)影響，覆蓋能力遠(yuǎn)小于目前的基站，這意味著需要更多的基站來(lái)補(bǔ)充覆蓋，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大將會(huì)給運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、業(yè)務(wù)配置和運(yùn)維等方面的一系列問題和壓力。

為應(yīng)對(duì)現(xiàn)階段尤其是LTE時(shí)代對(duì)IPRAN網(wǎng)絡(luò)的要求和挑戰(zhàn)，中興通訊推出SDN Based IPRAN解決方案，海量遠(yuǎn)端接入層設(shè)備被虛擬成匯聚設(shè)備的板卡進(jìn)行管理，匯聚層和接入層設(shè)備組成大的虛擬集群系統(tǒng)，使得接入層組網(wǎng)成為設(shè)備內(nèi)部處理，簡(jiǎn)化IPRAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，提高網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化部署、運(yùn)維和管理能力，提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力。

一、中興通訊SDN Based IPRAN網(wǎng)絡(luò)模型

SDN Based IPRAN網(wǎng)絡(luò)主要由SDN控制器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備兩部分組成，如圖1所示。SDN控制器將實(shí)現(xiàn)對(duì)SDN控制器域內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行控制，支持標(biāo)準(zhǔn)的API接口開放給第三方，也提供網(wǎng)管接口接收來(lái)自網(wǎng)管的控制管理。SDN控制器是虛擬網(wǎng)絡(luò)的大腦，管理SDN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，根?jù)拓?fù)溆?jì)算轉(zhuǎn)發(fā)路徑、配置管理業(yè)務(wù)，最后形成表項(xiàng)下發(fā)到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要提供基本的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)、QOS等方面的能力，轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)由SDN控制器下發(fā)到設(shè)備，轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備不運(yùn)行復(fù)雜的路由協(xié)議，轉(zhuǎn)發(fā)路徑的形成由SDN控制器進(jìn)行計(jì)算下發(fā)到設(shè)備。

目前SDN尚屬于標(biāo)準(zhǔn)定義階段，現(xiàn)階段SDN標(biāo)準(zhǔn)尚不成熟，SDN在IPRAN上應(yīng)用必然遵循由局部到全局的發(fā)展過程。當(dāng)前在IPRAN接入層實(shí)現(xiàn)SDN，可大幅減少網(wǎng)元數(shù)量，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力；網(wǎng)絡(luò)的匯聚核心側(cè)采用傳統(tǒng)的IP技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)自由靈活。

二、SDN Based IPRAN不同平面功能

圖1 SDN Based IPRAN的系統(tǒng)架構(gòu)

圖2 SDN Based IPRAN不同平面功能

引入SDN之后，IPRAN組網(wǎng)控制面板與轉(zhuǎn)發(fā)面分離，接入設(shè)備與匯聚設(shè)備集成Control Agent模塊，用于轉(zhuǎn)發(fā)面與控制面的協(xié)議交互。運(yùn)用SDN的IPRAN網(wǎng)絡(luò)，三個(gè)平面的關(guān)系以及職能如圖2所示。

轉(zhuǎn)發(fā)面：業(yè)務(wù)發(fā)放不再關(guān)注網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間轉(zhuǎn)發(fā)路徑如何建立，只關(guān)注業(yè)務(wù)的接入點(diǎn)和業(yè)務(wù)的終結(jié)點(diǎn)，以及帶寬約束條件。

控制面：主要做業(yè)務(wù)級(jí)的控制平面定義，基于Openflow協(xié)議擴(kuò)展，完成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞陌l(fā)現(xiàn)、業(yè)務(wù)配置下發(fā)，業(yè)務(wù)PW/LSP路徑的計(jì)算及表項(xiàng)的下發(fā)。

管理面：轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備仍然具有獨(dú)立的管理面，在網(wǎng)管上可作為獨(dú)立網(wǎng)元管理。但是由于業(yè)務(wù)已經(jīng)由Controller進(jìn)行集中控制，因此網(wǎng)元管理面只提供網(wǎng)元設(shè)備管理功能，如轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)設(shè)備本身的管理接口，如電源、電壓、單板等管理功能。Controller提供基于網(wǎng)絡(luò)的北向接口，提供給網(wǎng)管和第三方應(yīng)用。

三、SDN Based IPRAN的控制器設(shè)置方式

IPRAN網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)Controller的部署方式，可以分為外置獨(dú)立的Controller和內(nèi)置的Controller。內(nèi)置式的實(shí)現(xiàn)方式是：SDN Controller內(nèi)置在匯聚設(shè)備ASG上，CSG作為Agent；外置式的方式是采用獨(dú)立的設(shè)備作為S DN Controller，CSG和ASG都作為Agent存在。

內(nèi)置式SDN Controller模式，可以利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，進(jìn)行軟件的升級(jí)，即可在接入層應(yīng)用SDN技術(shù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)管理模式改動(dòng)小，快速部署SDN。但是它受限于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的處理性能，SDN Controller控制的范圍局限在現(xiàn)有設(shè)備匯聚的網(wǎng)絡(luò)大小；更為關(guān)鍵的是SDN Controller附著的設(shè)備沒有轉(zhuǎn)發(fā)與控制分離，從SDN技術(shù)以及應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看，升級(jí)影響大，APP開發(fā)周期長(zhǎng)，在一定成都上影響應(yīng)用程序和后續(xù)功能的開通。

而外置獨(dú)立式SDN Controller可以利用服務(wù)器等IT硬件，處理能力強(qiáng)，能夠控制更大范圍和更多節(jié)點(diǎn)；獨(dú)立SDN Controller運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不再參與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量的轉(zhuǎn)發(fā)，可部署到遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)中心，不受限于網(wǎng)絡(luò)物理位置；運(yùn)行程序獨(dú)立，可以直接在控制器加載和卸載新的APP應(yīng)用軟件，快速開通新的應(yīng)用，開發(fā)周期和難度大幅度降低，能夠快速響應(yīng)和跟隨SDN技術(shù)的發(fā)展。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度考慮，我們選用了控制器外置獨(dú)立式的方式。外置獨(dú)立式的SDN Controller，軟件運(yùn)行在獨(dú)立的服務(wù)器上，服務(wù)器不參與網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量的轉(zhuǎn)發(fā)；CSG 和ASG都集成Control Agent模塊，用于向Controller上報(bào)狀態(tài)，接受Controller控制等；獨(dú)立式的SDN Controller，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中也可以部署多個(gè)Controller，控制器做主備方式或者負(fù)載分擔(dān)方式；外部的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以認(rèn)為SDN域就是一臺(tái)路由器。如果SDN域外的設(shè)備與SDN域內(nèi)的設(shè)備之間，在傳統(tǒng)組網(wǎng)情況下建立有傳統(tǒng)路由協(xié)議，ASG作為IPRAN虛擬化網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)IPRAN網(wǎng)絡(luò)分界轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)設(shè)備，與周邊非SDN域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備建立傳統(tǒng)的路由協(xié)議。

作為IPRAN領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，基于對(duì)移動(dòng)業(yè)務(wù)分組化趨勢(shì)的深刻理解，中興通訊SDN Based IPRAN采用控制器外置獨(dú)立式的方式，能夠快速響應(yīng)和跟隨SDN技術(shù)的發(fā)展；采用標(biāo)準(zhǔn)的Openflow協(xié)議，兼容其它廠家，可實(shí)現(xiàn)跨廠家的業(yè)務(wù)部署，符合SDN理念和發(fā)展趨勢(shì)，深刻體現(xiàn)了中興通訊在IPRAN領(lǐng)域和SDN領(lǐng)域的技術(shù)積累和持續(xù)創(chuàng)新。