城域網(wǎng)重構(gòu)思路

陳華南，龔霞，朱永慶，伍佑明，黃燦燦

（中國(guó)電信股份有限公司廣州研究院，廣東 廣州 510630）

1 引言

信息基礎(chǔ)設(shè)施升級(jí)換代，滿(mǎn)足生活智能化和社會(huì)現(xiàn)代化需求，已成為全球各國(guó)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等創(chuàng)新業(yè)務(wù)催生了體驗(yàn)沉浸感、服務(wù)即時(shí)性和安全性等新需求，如AR/VR要求“身臨其境”感受、5G要求低時(shí)延傳送路徑等?，F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)組織架構(gòu)與運(yùn)營(yíng)模式顯得厚重，在資源調(diào)度及功能更替等方面無(wú)法滿(mǎn)足新業(yè)務(wù)快速加載和彈性擴(kuò)展要求。

城域網(wǎng)作為用戶(hù)/業(yè)務(wù)的承載平臺(tái)，其能力強(qiáng)弱直接決定整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能高低，同時(shí)影響業(yè)務(wù)部署的效果。城域網(wǎng)成為各類(lèi)創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用的試驗(yàn)田，旨在提升網(wǎng)絡(luò)能力，如SDN控制器[1]提升網(wǎng)絡(luò)控制能力、NFV[2]提升網(wǎng)絡(luò)功能靈活部署能力、CORD[3]提升網(wǎng)絡(luò)資源提供能力等。標(biāo)準(zhǔn)組織、開(kāi)源組織及運(yùn)營(yíng)商從不同的角度切入城域網(wǎng)重構(gòu)，但未能形成可踐行、可演進(jìn)的路徑。本文擬就城域網(wǎng)重構(gòu)目標(biāo)架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)及演進(jìn)方案進(jìn)行探討，為后續(xù)城域網(wǎng)重構(gòu)技術(shù)研究和試點(diǎn)部署提供參考。

2 城域網(wǎng)重構(gòu)目標(biāo)架構(gòu)

城域網(wǎng)重構(gòu)是一個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)工程，不是傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)TCP/IP協(xié)議棧的“細(xì)腰”功能增強(qiáng)，涉及多個(gè)方面的協(xié)同與融合[4,5]，其目標(biāo)架構(gòu)如圖1所示。從網(wǎng)絡(luò)覆蓋角度來(lái)看，城域網(wǎng)目標(biāo)架構(gòu)分為接入層、業(yè)務(wù)控制層和城域出口層，是當(dāng)前業(yè)界認(rèn)可的簡(jiǎn)潔架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)流量匯聚及快速轉(zhuǎn)發(fā)。從網(wǎng)絡(luò)承載功能分層來(lái)看，城域網(wǎng)目標(biāo)架構(gòu)可分為基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)層、虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能層和協(xié)同編排層[6]?；A(chǔ)網(wǎng)絡(luò)層未來(lái)將由“以太網(wǎng)+OTN”傳送網(wǎng)元構(gòu)成，完成OSI七層模型中物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的功能，實(shí)現(xiàn)無(wú)阻塞流量轉(zhuǎn)發(fā)。虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能層將在虛擬化資源池中使能各項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)功能模塊，可在網(wǎng)絡(luò)任意位置進(jìn)行網(wǎng)元功能定義和部署，實(shí)現(xiàn)與硬件無(wú)關(guān)的功能擴(kuò)展，以提供隨應(yīng)用而動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)能力。協(xié)同編排層提供對(duì)各層次網(wǎng)絡(luò)功能的協(xié)同和面向全生命周期的業(yè)務(wù)編排，并響應(yīng)上層業(yè)務(wù)和應(yīng)用的要求，形成融合的控制面。其中，VNFM對(duì)虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能進(jìn)行管理和調(diào)度；SDN控制器負(fù)責(zé)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的集中管控；云管理平臺(tái)則實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施的管理和協(xié)同。

CT與IT走向融合已成為業(yè)界趨勢(shì)，如何構(gòu)建面向用戶(hù)的超寬帶智能城域網(wǎng)成為運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的關(guān)鍵[7]。以DC為核心的端局重構(gòu)是城域網(wǎng)重構(gòu)的重點(diǎn)舉措，通過(guò)引入 SDN/NFV技術(shù)，推進(jìn)轉(zhuǎn)發(fā)面和控制面分離?；谕ㄓ没布七M(jìn)端局資源虛擬化，解耦當(dāng)前專(zhuān)用設(shè)備的軟硬件功能，形成統(tǒng)一的硬件資源池，實(shí)現(xiàn)軟件功能靈活加載?；谀芰﹂_(kāi)放和可編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的彈性伸縮、業(yè)務(wù)的快速開(kāi)通?；趨f(xié)同編排技術(shù)構(gòu)建以城域網(wǎng)為單位的智慧運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)虛擬化資源和物理資源的一體化管理。

3 城域網(wǎng)重構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)

城域網(wǎng)重構(gòu)不是單一功能增強(qiáng)，而是多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)集成應(yīng)用。其中，網(wǎng)元技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)最小單元，是網(wǎng)絡(luò)基石；控制面是網(wǎng)絡(luò)中樞系統(tǒng)，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)資源管理、網(wǎng)絡(luò)策略管理及故障管理；網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化配置則提升網(wǎng)絡(luò)部署效率；業(yè)務(wù)鏈?zhǔn)蔷W(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的終極目標(biāo)，面向用戶(hù)提供業(yè)務(wù)切片，實(shí)現(xiàn)資源及連接的保障。

圖1 城域網(wǎng)重構(gòu)目標(biāo)架構(gòu)

3.1 網(wǎng)元技術(shù)

在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展道路上，網(wǎng)元?jiǎng)?chuàng)新一直是各方的焦點(diǎn)，以7 000多個(gè)RFC為代表，構(gòu)建難以超越的技術(shù)壁壘，同時(shí)限制了 CT技術(shù)發(fā)展速率。隨著IT技術(shù)滲透，網(wǎng)元技術(shù)發(fā)展發(fā)生了巨大的變化，從封閉走向能力開(kāi)放，從專(zhuān)用走向通用。

現(xiàn)階段，從網(wǎng)元實(shí)現(xiàn)方式來(lái)看，可分為專(zhuān)用設(shè)備、虛擬化設(shè)備與白牌設(shè)備。專(zhuān)用設(shè)備通常是指現(xiàn)有的專(zhuān)業(yè)化大容量設(shè)備，以高集成度、高轉(zhuǎn)發(fā)性能和高可靠性等著稱(chēng)。專(zhuān)用設(shè)備向更高性能及開(kāi)放方向發(fā)展，如采用Tbit/s級(jí)NP芯片、56 Gbit/s PAM4高速互聯(lián)技術(shù)、400 GE高速接口等技術(shù)以支持 4 Tbit/s每槽位能力；采用segment routing（分段路由）[8]、BGP-FS、VxLAN等增強(qiáng)技術(shù)打開(kāi)網(wǎng)絡(luò)能力，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)能力對(duì)外調(diào)用。虛擬化網(wǎng)元以基于 x86服務(wù)器的虛擬化設(shè)備為代表，結(jié)合虛擬機(jī)、容器及微服務(wù)技術(shù)對(duì)網(wǎng)元功能進(jìn)行解構(gòu)、抽象及組合，實(shí)現(xiàn)快速重用及硬件無(wú)關(guān)的網(wǎng)元自定義。虛擬化網(wǎng)元研發(fā)聚焦在性能加速上，如 DPDK軟件加速、網(wǎng)卡疊加NP/FPGA硬件加速等。白牌設(shè)備倡導(dǎo)開(kāi)源技術(shù)，基于通用化硬件及開(kāi)源軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能定制與優(yōu)化，提供網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的可編程能力?；赑4的白牌設(shè)備成為業(yè)界研究熱點(diǎn)，可通過(guò)抽象編譯實(shí)現(xiàn)良好人－機(jī)交互，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議快速定義。

作為城域網(wǎng)的核心網(wǎng)元，寬帶遠(yuǎn)程接入服務(wù)器（broadband remote access server，BRAS）負(fù)責(zé)用戶(hù)接入控制及業(yè)務(wù)承載，要求其功能可隨業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)加卸載，其虛擬化成為城域網(wǎng)重構(gòu)的主要切入點(diǎn)?；诰W(wǎng)元的實(shí)現(xiàn)模式及組成形態(tài)，vBRAS可分為一體化模式、軟件轉(zhuǎn)控分離模式和硬件轉(zhuǎn)控分離模式3類(lèi)，如圖2所示。一體化模式是對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)設(shè)備的虛擬化，將傳統(tǒng)BRAS的全部功能都移植到虛擬機(jī)（VM）上實(shí)現(xiàn)，自動(dòng)擴(kuò)縮容能力較差。軟件轉(zhuǎn)控分離模式將BRAS的轉(zhuǎn)發(fā)面和控制面通過(guò)不同的VM承載，基于軟件可編程實(shí)現(xiàn)，存在x86服務(wù)器的轉(zhuǎn)發(fā)性能不足的問(wèn)題。硬件轉(zhuǎn)控分離模式則是將控制面通過(guò)VM承載，而轉(zhuǎn)發(fā)面則由通用的高速轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備實(shí)現(xiàn)，如白盒設(shè)備等。一體化模式和軟件轉(zhuǎn)控分離模式實(shí)現(xiàn)相對(duì)成熟，可實(shí)現(xiàn)小規(guī)模部署；而硬件轉(zhuǎn)控分離模式依賴(lài)于白牌設(shè)備技術(shù)的發(fā)展情況，短期無(wú)法實(shí)現(xiàn)規(guī)模商業(yè)化。

3.2 控制面技術(shù)

控制面是網(wǎng)絡(luò)—業(yè)務(wù)協(xié)同處理的中樞，是網(wǎng)絡(luò)自組織的大腦。隨著 SDN/NFV技術(shù)的發(fā)展，控制面逐步與轉(zhuǎn)發(fā)面物理分離并實(shí)現(xiàn)集中部署。通過(guò)分立控制面實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一控制管理成為網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)。控制面通過(guò)與應(yīng)用層的交互，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用協(xié)同；控制面通過(guò)與基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)層的交互，實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)面的控制與信令傳遞。拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)、信令處理、路由計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)維護(hù)與業(yè)務(wù)抽象及映射是控制面的核心功能。

圖2 vBRAS實(shí)現(xiàn)模式

控制面主要包括協(xié)同編排器和控制器。協(xié)同編排器是按專(zhuān)業(yè)或場(chǎng)景進(jìn)行劃分，在特定網(wǎng)絡(luò)區(qū)域應(yīng)用，包括基于云平臺(tái)的業(yè)務(wù)編排，如OpenStack、CloudStack與VMware vCloud等；DC SDN的業(yè)務(wù)編排，如思科APIC、華為Netmatrix等；NFV網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)編排，如 HP NFV director等。不同的協(xié)同/編排器通過(guò) orchestrator或super-control進(jìn)行協(xié)同/編排，或通過(guò)東西向接口協(xié)同?？刂破骷軜?gòu)設(shè)計(jì)與研發(fā)如火如荼，形成了由標(biāo)準(zhǔn)組織、行業(yè)會(huì)議、開(kāi)源組織、互聯(lián)網(wǎng)研究項(xiàng)目等組成的生態(tài)系統(tǒng)。ONF、ETSI以及 IETF等標(biāo)準(zhǔn)組織側(cè)重于架構(gòu)設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)制定；ODL、ONOS以及 OPNFV等開(kāi)源組織側(cè)重于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與開(kāi)源代碼共享。隨著產(chǎn)業(yè)界的整合，控制器逐漸形成了OpenDaylight和ONOS兩大陣營(yíng)。

3.3 網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化配置

網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化配置是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)智能化的重要環(huán)節(jié)，將提升網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)部署速度，以實(shí)現(xiàn)用戶(hù)自助業(yè)務(wù)部署。接口標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)據(jù)模型標(biāo)準(zhǔn)化是網(wǎng)絡(luò)配置自動(dòng)化的前提。其中控制面北向接口以RESTful API為主，基于HTTP實(shí)現(xiàn)Internet可編程接口。面向不同的作用對(duì)象，南向接口有多種處理協(xié)議，包括OpenFlow、Netconf、BGP-FS及PCEP等。在南北向接口研發(fā)中，業(yè)界傾向于采用統(tǒng)一YANG數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)與網(wǎng)絡(luò)層的無(wú)縫傳遞，減少模型轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。

Netconf/YANG是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)配置自動(dòng)化的代表，在 IETF和 OpenConfig等組織推動(dòng)下，逐步成熟及應(yīng)用。Netconf采用XML數(shù)據(jù)格式，基于RPC機(jī)制，實(shí)現(xiàn)高效網(wǎng)絡(luò)管理。YANG支持對(duì)象數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化、樹(shù)狀描述以及約束條件定義，支持XML或JSON等多種編碼格式，可以方便地面向機(jī)器提供可編程接口。基于Netconf/YANG的網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化配置系統(tǒng)如圖 3所示。其核心部件包括業(yè)務(wù)管理模塊、網(wǎng)絡(luò)管理模塊、業(yè)務(wù)—網(wǎng)絡(luò)邏輯轉(zhuǎn)換模塊、Netconf適配管理模塊等?；赮ANG模型對(duì)業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行抽象和建模，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)SLA隨選，并面向用戶(hù)提供定制化服務(wù)；采用Netconf標(biāo)準(zhǔn)化接口與底層網(wǎng)元對(duì)接，可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備策略自動(dòng)化配置，實(shí)現(xiàn)快速業(yè)務(wù)部署。

3.4 業(yè)務(wù)鏈

業(yè)務(wù)鏈不僅是網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的組網(wǎng)模式，也是未來(lái)創(chuàng)新業(yè)務(wù)模式，圍繞用戶(hù)提供端到端的業(yè)務(wù)平面，提升用戶(hù)價(jià)值。IETF SFC[9]主導(dǎo)對(duì)業(yè)務(wù)鏈的研究，提出了業(yè)務(wù)鏈參考架構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方案，并逐漸成為業(yè)界的共識(shí)，其架構(gòu)如圖4所示。SFC編排器主要提供業(yè)務(wù)鏈的定義，并通過(guò)RESTful API傳遞至控制器，可提供業(yè)務(wù)鏈基礎(chǔ)資源預(yù)置。SFC控制面包括SFC控制器、策略平臺(tái)和業(yè)務(wù)功能控制器，其中SFC控制器實(shí)現(xiàn)SFC overlay網(wǎng)絡(luò)管理、SFC路徑計(jì)算和流表下發(fā)等功能。SFC控制面北向提供接口與編排層、云管理平臺(tái)對(duì)接，南向通過(guò) OpenFlow、Netconf接口與流分類(lèi)器、業(yè)務(wù)功能轉(zhuǎn)發(fā)器及業(yè)務(wù)功能模塊對(duì)接。在業(yè)務(wù)鏈串接及管理方面，IETF重新定義了NSH頭部[10]，攜帶業(yè)務(wù)上下文處理關(guān)系，但增加了數(shù)據(jù)分組長(zhǎng)度，且需要SFF設(shè)備支持NSH封裝。

圖3 網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化配置系統(tǒng)

圖4 業(yè)務(wù)鏈架構(gòu)

業(yè)務(wù)鏈將盤(pán)活城域網(wǎng)能力，推進(jìn)城域隨選網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。城域網(wǎng)MSE/BRAS作為用戶(hù)接入認(rèn)證、授權(quán)和計(jì)費(fèi)的控制點(diǎn)，與控制面聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)用戶(hù)業(yè)務(wù)靈活選擇[11]?；谟脩?hù)業(yè)務(wù)訂購(gòu)，不同的用戶(hù)數(shù)據(jù)流經(jīng)過(guò)流分類(lèi)器分類(lèi)后進(jìn)入不同的業(yè)務(wù)鏈進(jìn)行業(yè)務(wù)處理，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的靈活編排和業(yè)務(wù)自動(dòng)化部署。現(xiàn)階段，網(wǎng)絡(luò)虛擬化程度較低，且現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)對(duì)業(yè)務(wù)鏈支持較弱，業(yè)務(wù)鏈還有待進(jìn)一步研發(fā)。虛擬網(wǎng)絡(luò)功能常見(jiàn)的包括vDPI、vFW、vCPE等，可選擇的VNF較少，且現(xiàn)有的實(shí)現(xiàn)方式基本都是對(duì)專(zhuān)業(yè)功能的軟件化，存在“軟件煙囪”風(fēng)險(xiǎn)。

4 城域網(wǎng)重構(gòu)演進(jìn)方案

城域網(wǎng)重構(gòu)以網(wǎng)絡(luò)能力開(kāi)放及增值業(yè)務(wù)能力增強(qiáng)等為導(dǎo)向，應(yīng)結(jié)合各項(xiàng)技術(shù)研發(fā)進(jìn)展，有的放矢地推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)升級(jí)，為用戶(hù)提供具備可編程能力的可用彈性網(wǎng)絡(luò)?；趯?duì)關(guān)鍵技術(shù)研判、結(jié)合運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)建設(shè)節(jié)奏，城域網(wǎng)重構(gòu)應(yīng)分階段演進(jìn)。近期演進(jìn)方案是向目標(biāo)架構(gòu)演進(jìn)的起步階段，以提升網(wǎng)絡(luò)能力為目標(biāo)，引入虛擬化技術(shù)，打破專(zhuān)用硬件封閉網(wǎng)絡(luò)，提升網(wǎng)絡(luò)彈性；遠(yuǎn)期演進(jìn)方案是向目標(biāo)架構(gòu)演進(jìn)的攻堅(jiān)階段，以提升業(yè)務(wù)能力為目標(biāo)，打造面向用戶(hù)的增值業(yè)務(wù)鏈，基本實(shí)現(xiàn)承載功能分層架構(gòu)，構(gòu)建融合控制面，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)網(wǎng)絡(luò)資源統(tǒng)一管理，提升網(wǎng)絡(luò)競(jìng)爭(zhēng)力。

4.1 近期演進(jìn)方案

隨著吉比特光纖帶寬、4K視頻的大規(guī)模發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)流量持續(xù)高速增長(zhǎng)要求提高網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施承載能力。城域網(wǎng)應(yīng)在推進(jìn)大容量設(shè)備應(yīng)用的同時(shí)引入虛擬化網(wǎng)絡(luò)資源，構(gòu)建具備呼吸效應(yīng)的彈性網(wǎng)絡(luò)。構(gòu)建邊緣 DC是近期階段城域網(wǎng)架構(gòu)調(diào)整的目標(biāo)，重點(diǎn)圍繞邊緣NFVI-pop引入，實(shí)現(xiàn)基于虛擬化資源的業(yè)務(wù)控制層功能靈活擴(kuò)展及性能提升，單個(gè)邊緣DC可提供10萬(wàn)以上用戶(hù)規(guī)模能力，實(shí)現(xiàn)40 Gbit/s以上流量轉(zhuǎn)發(fā)。

在城域出口引入400 Gbit/s以上平臺(tái)路由器，提升網(wǎng)絡(luò)容量；在接入側(cè)推進(jìn)OLT萬(wàn)兆上聯(lián)，提升用戶(hù)接入能力；在端局位置構(gòu)建邊緣NFVI-pop，部署虛擬化網(wǎng)元，提升網(wǎng)絡(luò)能力。在重構(gòu)過(guò)程中需考慮城域網(wǎng)與接入網(wǎng)、傳輸網(wǎng)等專(zhuān)業(yè)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同演進(jìn)，近期演進(jìn)方案如圖5所示。

圖5 近期城域網(wǎng)演進(jìn)方案

邊緣NFVI-pop與BRAS/MSE、CR互聯(lián)。網(wǎng)絡(luò)流量在BRAS/MSE處進(jìn)行分流，將ITMS/VoIP等小流量大會(huì)話(huà)業(yè)務(wù)引流至邊緣 NFVI-pop進(jìn)行處理，而用戶(hù)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和視頻業(yè)務(wù)仍在現(xiàn)有的BRAS/MSE中進(jìn)行處理，從而提升邊緣業(yè)務(wù)提供能力。分流點(diǎn)可采用二層隧道技術(shù)（如VxLAN）將相關(guān)業(yè)務(wù)分流至邊緣 NFVI-pop。在邊緣NFVI-pop內(nèi)部署基于x86服務(wù)器形態(tài)vBRAS，可按需選擇部署一體化模式或軟件轉(zhuǎn)控分離模式。

現(xiàn)階段，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)研究集中于業(yè)務(wù)分流處理模式和虛擬化產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)上，而在城域控制器和協(xié)同編排器實(shí)現(xiàn)上相對(duì)不成熟，且各廠商vBRAS產(chǎn)品的控制器功能簡(jiǎn)單，差異較大。應(yīng)加強(qiáng)對(duì)城域網(wǎng)控制器和編排器功能要求、業(yè)務(wù)處理及協(xié)同控制邏輯梳理，以城域網(wǎng)為單位考慮控制器、協(xié)同編排器等小規(guī)模建設(shè)。

4.2 遠(yuǎn)期演進(jìn)方案

遠(yuǎn)期城域網(wǎng)以構(gòu)建分層DC為目標(biāo)，重點(diǎn)采用虛擬化技術(shù)構(gòu)建城域 DC，搭建統(tǒng)一云化的資源池實(shí)現(xiàn)邊緣DC與城域DC聯(lián)動(dòng)和管理，實(shí)現(xiàn)80%網(wǎng)絡(luò)功能軟件化，提供面向用戶(hù)的業(yè)務(wù)鏈服務(wù)，實(shí)現(xiàn)資源可視、隨選和按需自服務(wù)能力。遠(yuǎn)期演進(jìn)方案主要舉措包括硬件轉(zhuǎn)控分離 vBRAS部署、業(yè)務(wù)NFVI-pop構(gòu)建、智慧運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)組建等，如圖6所示。

邊緣NFVI-pop逐漸取代專(zhuān)用設(shè)備，并規(guī)模集中部署通用設(shè)備形成帶寬能力池。邊緣NFVI-pop引入硬件轉(zhuǎn)控分離模式vBRAS，將用戶(hù)管理、策略管理和業(yè)務(wù)管理等功能分離形成融合控制面，推進(jìn)基于虛擬化和軟件化的控制面功能池建設(shè)，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)功能原子化能力。隨著網(wǎng)絡(luò)流量不斷增長(zhǎng)，邊緣 NFVI-pop內(nèi)部可采用leaf-spine架構(gòu)[12]，并通過(guò)引入高速通用化設(shè)備，提升網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)性能。

在 DC機(jī)房?jī)?nèi)引入 NFV技術(shù)構(gòu)建業(yè)務(wù)NFVI-pop，開(kāi)展 vFW、vDPI等新型業(yè)務(wù)集中承載，構(gòu)建增值業(yè)務(wù)提供中心，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)提供能力。業(yè)務(wù)NFVI-pop與邊緣NFVI-pop采用統(tǒng)一云平臺(tái)進(jìn)行承載，實(shí)現(xiàn)城域資源的靈活分配，可基于SDN控制器的靈活配置，牽引相應(yīng)業(yè)務(wù)流量至業(yè)務(wù)NFVI-pop處理。

圖6 城域網(wǎng)遠(yuǎn)期演進(jìn)方案

以城域網(wǎng)為單位構(gòu)建智慧運(yùn)營(yíng)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)異廠商云管理平臺(tái)、VNFM和SDN控制器協(xié)同，逐步形成網(wǎng)絡(luò)能力自動(dòng)、自助開(kāi)放，具備自動(dòng)將業(yè)務(wù)需求匹配到網(wǎng)絡(luò)功能、虛擬資源、基礎(chǔ)設(shè)施的能力，形成全網(wǎng)統(tǒng)一運(yùn)營(yíng)策略。

5 結(jié)束語(yǔ)

城域網(wǎng)重構(gòu)是運(yùn)營(yíng)商在數(shù)字化、智能化背景下的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)戰(zhàn)略，以DC為核心，引入SDN、NFV及云計(jì)算等相關(guān)技術(shù)，打造具有深度感知、智能數(shù)據(jù)應(yīng)用及自動(dòng)化運(yùn)營(yíng)的彈性網(wǎng)絡(luò)。城域網(wǎng)重構(gòu)還處在初級(jí)階段，各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)有待實(shí)際性突破，運(yùn)營(yíng)商應(yīng)積極參與各標(biāo)準(zhǔn)組織、開(kāi)源組織的項(xiàng)目，開(kāi)展新技術(shù)試點(diǎn)，推進(jìn)技術(shù)成熟與應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]ONF： software-defined networking (SDN) definition[EB].2017.

[2]ETSI： network functions virtualisation (NFV); architectural framework[EB].2014.

[3]PETERSON L, AL-SHABIBI A, ANSHUTZ T, et al.Central office re-architected as a data center[J].IEEE Communications Magazine, 2016, 54(10)： 96-101.

[4]黃勇軍, 朱永慶.新一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)與技術(shù)淺析[J].電信科學(xué), 2013, 29(4)： 1-6.HUANG Y J, ZHU Y Q.Analysis of development trend and technology of new generation internet[J].Telecommunications Science, 2013, 29(4)： 1-6.

[5]阮科, 馮明, 朱永慶, 等.下一代互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)演進(jìn)分析[J].電信科學(xué), 2014, 30(Z2)： 50-53.RUAN K, FENG M, ZHU Y Q, et al.Analysis of the evolution of the next generation of internet architecture[J].Telecommunications Science, 2014, 30(Z2)： 50-53.

[6]陳華南, 鄒潔.新 IP理念及發(fā)展思路探討[J].電信技術(shù),2016(7)： 10-12.CHEN H N, ZOU J.New IP concept and development ideas[J].Telecommunication Technology, 2016(7)： 10-12.

[7]蔡康, 唐宏, 朱永慶.超寬帶城域網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)思路和關(guān)鍵技術(shù)淺析[J].電信科學(xué), 2012, 28(1)： 1-6.CAI K, TANG H, ZHU Y Q.Architecture design and analysis of key technologies of the ultra-broadband IP MAN[J].Telecommunications Science, 2012, 28(1)： 1-6.

[8]FILSFILS C, NAINAR N K, PIGNATARO C, et al.The segment routing architecture[C]//IEEE Global Communications Conference, Dec 6-10, 2015, San Diego, CA, USA.Piscataway：IEEE Press, 2015： 1-6.

[9]IETF： Halpern, Joel, and Carlos Pignataro.Service function chaining (sfc) architecture [EB].2015.

[10]QUINN P, ELZUR U.Network service header： RFC 8300[S].2015.

[11]朱永慶, 龔霞, 陳華南.基于 SFC的業(yè)務(wù)路徑選擇算法[J].電信科學(xué), 2017, 33(5)： 113-118.ZHU Y Q, GONG X, CHEN H N.SFC selection algorithm for SFC[J].Telecommunications Science, 2017, 33(5)： 113-118.

[12]ALIZADEH M, EDSALL T.On the data path performance of leaf-spine datacenter fabrics[C]//IEEE 21st Annual Symposium on High-Performance Interconnects (HOTI), Aug 21-23, 2013, Santa Clara, CA, USA.Piscataway： IEEE Press,2013： 71-74.