SDOTN網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)營(yíng)商O域已有系統(tǒng)對(duì)接問題探討

鄭滟雷，王光全（中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院，北京 100048）

1 背景

中國聯(lián)通OTN 網(wǎng)絡(luò)采用分區(qū)域部署，形成了網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域化管理模式。全國分為一級(jí)干線網(wǎng)絡(luò)、省級(jí)二干網(wǎng)絡(luò)和本地網(wǎng)。受制于管理體制，省內(nèi)的OTN 網(wǎng)絡(luò)可通過省內(nèi)的廠家網(wǎng)管系統(tǒng)進(jìn)行管理；一級(jí)干線網(wǎng)絡(luò)則由架設(shè)在集團(tuán)層面上的OTN 網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)進(jìn)行管理。這樣當(dāng)存在跨省的傳輸資源調(diào)度或是省內(nèi)跨廠家網(wǎng)絡(luò)之間做業(yè)務(wù)時(shí)，則需要將可用的光通路一段段拼接起來形成完整的業(yè)務(wù)電路，耗時(shí)有時(shí)長(zhǎng)達(dá)數(shù)星期之久。即使業(yè)務(wù)通了，但仍無法做到端到端地查看業(yè)務(wù)路由，無法發(fā)起端到端的業(yè)務(wù)性能質(zhì)量監(jiān)測(cè)。

當(dāng)前大客戶專線用戶的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越發(fā)激烈。專線用戶不僅僅需要快速高效的業(yè)務(wù)一鍵式開通，同時(shí)可以針對(duì)端到端的業(yè)務(wù)全程把控業(yè)務(wù)的時(shí)延等性能參數(shù)，很明顯原先逐段式電路拼接的方式已不能滿足用戶的需要。中國聯(lián)通積極應(yīng)對(duì)專線用戶多樣化需求的變化，摒棄了傳統(tǒng)綜合網(wǎng)管面向設(shè)備網(wǎng)管的業(yè)務(wù)開通及維護(hù)方案，直接采用SDN 的技術(shù)構(gòu)建傳輸網(wǎng)的業(yè)務(wù)管控體系方案。2017 年中國聯(lián)通聯(lián)合設(shè)備廠家率先發(fā)起基于IETF-YANG 的ACTN 國內(nèi)行標(biāo)編制工作。在接下來的SDOTN 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，結(jié)合中國聯(lián)通自身業(yè)務(wù)需求，多次修正和完善IETF-ACTN 相關(guān)模型。中國聯(lián)通SDOTN的建設(shè)思路如圖1所示。

圖1 中國聯(lián)通SDOTN建設(shè)方案

SDOTN控制器系統(tǒng)部署后，需要將SDOTN系統(tǒng)和運(yùn)營(yíng)商的其他O 域系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，以形成從業(yè)務(wù)開通系統(tǒng)，到SDOTN-ACTN 網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)電路創(chuàng)建的閉環(huán)流程。本文后續(xù)將重點(diǎn)描述SDOTN 系統(tǒng)和O 域系統(tǒng)中資源管理系統(tǒng)的對(duì)接接口實(shí)現(xiàn)。

2 問題分析

中國聯(lián)通在2016 年完成了OSS 2.0 的初步規(guī)劃，OSS 2.0 由網(wǎng)絡(luò)管理域、運(yùn)維管理域和服務(wù)支撐域3 個(gè)系統(tǒng)有機(jī)整合而成。資源管理系統(tǒng)是OSS框架運(yùn)維管理域的系統(tǒng)之一，是OSS 的一個(gè)重要組成部分。資源管理系統(tǒng)為“運(yùn)維管理域體系中的核心數(shù)據(jù)庫，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)全網(wǎng)所有物理和邏輯資源的管理”。資源管理系統(tǒng)涵蓋全程全網(wǎng)全專業(yè)涉及的相關(guān)路由資源，比如基礎(chǔ)空間（含機(jī)房物理設(shè)備等）資源、基礎(chǔ)設(shè)施（管道/桿路網(wǎng)絡(luò)資源）資源、光纜網(wǎng)絡(luò)資源以及各個(gè)專業(yè)網(wǎng)絡(luò)資源等。單從傳輸專業(yè)來看，包括波分系統(tǒng)、同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)、多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)、BITS、微波、衛(wèi)星等網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)設(shè)備、傳輸節(jié)點(diǎn)、電路路由、時(shí)隙、通道、復(fù)用段、邏輯端口、波道、波道路由。其重要性不言而喻。

資源管理系統(tǒng)分為總部資源管理系統(tǒng)和省級(jí)資源管理系統(tǒng)?？v向上看，總部資源管理系統(tǒng)和省級(jí)資源管理系統(tǒng)之間通過部省接口實(shí)現(xiàn)連接，總部系統(tǒng)通過該部省接口獲取省內(nèi)骨干部分和本地網(wǎng)部分的電路路由信息和數(shù)據(jù)。橫向上，資源管理系統(tǒng)與OSS 內(nèi)的傳輸、數(shù)據(jù)、移動(dòng)等專業(yè)綜合網(wǎng)管系統(tǒng)、電子運(yùn)維系統(tǒng)、客戶網(wǎng)管系統(tǒng)等之間通過接口實(shí)現(xiàn)信息共享。OSS中資源管理系統(tǒng)采用“兩級(jí)系統(tǒng)，三級(jí)應(yīng)用”的方式，總部和各省分分別設(shè)有資源管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)總部、省公司、地市公司的三級(jí)應(yīng)用。

當(dāng)前基于ACTN 的SDOTN 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)已經(jīng)穩(wěn)定部署，集團(tuán)一級(jí)系統(tǒng)和省分二級(jí)系統(tǒng)都在抓緊時(shí)間進(jìn)行部署。這里以金融專網(wǎng)為例，金融專網(wǎng)由于建設(shè)得比較早，當(dāng)前已經(jīng)構(gòu)成了端到端的網(wǎng)絡(luò)。金融專線業(yè)務(wù)可以拉通全國主要的城市，而且直接在集團(tuán)層面的一級(jí)OTN 業(yè)務(wù)編排器上開通金融業(yè)務(wù)。金融專網(wǎng)需要接入到生產(chǎn)流程系統(tǒng)中，這就面臨著和已有O 域其他系統(tǒng)對(duì)接的問題。結(jié)合中國聯(lián)通OSS 2.0 的布局思想和要求，當(dāng)訂單傳遞業(yè)務(wù)號(hào)碼到業(yè)務(wù)開通系統(tǒng)后應(yīng)接入ACTN一級(jí)業(yè)務(wù)編排器系統(tǒng)。其架構(gòu)如圖2所示。

圖2 SDOTN和O域系統(tǒng)對(duì)接圖

從圖2中不難看出，O 域系統(tǒng)涉及到3個(gè)系統(tǒng)功能模塊，分別是總部資源管理系統(tǒng)、業(yè)務(wù)開通系統(tǒng)以及SDOTN 一級(jí)業(yè)務(wù)編排器系統(tǒng)。不同模塊涉及到不同的管理部門。

資管系統(tǒng)用于接收業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)的訂單，進(jìn)行數(shù)據(jù)核查匹配。通?？蛻艚?jīng)理從內(nèi)部系統(tǒng)上選定的用戶接入側(cè)信息，需要經(jīng)過資管系統(tǒng)核查相關(guān)的數(shù)據(jù)，形成準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。然后將經(jīng)過資管系統(tǒng)認(rèn)可符合用戶需求的業(yè)務(wù)配置信息發(fā)送到業(yè)務(wù)開通系統(tǒng)。這個(gè)接口是已有的內(nèi)部接口。

業(yè)務(wù)開通系統(tǒng)經(jīng)過訂單信息的透?jìng)?，直接將適用于業(yè)務(wù)開通的業(yè)務(wù)模型下發(fā)到ACTN-SDOTN 的一級(jí)業(yè)務(wù)編排器系統(tǒng)上執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)側(cè)的電路開通服務(wù)。目前業(yè)務(wù)開通系統(tǒng)到一級(jí)業(yè)務(wù)編排器之間是非標(biāo)準(zhǔn)接口。該接口標(biāo)準(zhǔn)的制訂需要網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)側(cè)和O域系統(tǒng)開發(fā)者共同確認(rèn)接口需求。

一級(jí)業(yè)務(wù)編排器和廠家控制器之間采用的是中國聯(lián)通自主定制符合ACTN 模型的接口規(guī)范，該接口在ACTN 控制器架構(gòu)中屬于控制器的北向接口。業(yè)務(wù)下發(fā)成功后，網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)狀態(tài)將從廠家控制器上報(bào)通知到業(yè)務(wù)開通系統(tǒng)，該接口也支持查詢業(yè)務(wù)狀態(tài)操作。業(yè)務(wù)開通系統(tǒng)將開通的成功信息返回給報(bào)竣系統(tǒng)。

當(dāng)前的資管系統(tǒng)使用TMF-MTOSI 接口從廠家設(shè)備管控系統(tǒng)上獲得資源數(shù)據(jù)。資管系統(tǒng)需要將這部分?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成適合業(yè)務(wù)開通系統(tǒng)的數(shù)據(jù)下發(fā)至ATCN-OTN一級(jí)業(yè)務(wù)編排器。

在第3 章中，首先介紹IETF-ACTN 控制器系統(tǒng)框架和功能，然后對(duì)當(dāng)前控制器北向接口上的SDN 接口模型做一下分析。由于資管系統(tǒng)需要搜集并存儲(chǔ)業(yè)務(wù)路由數(shù)據(jù)，因此還將重點(diǎn)描述資管系統(tǒng)應(yīng)對(duì)XML-ID和ACTN-ID的轉(zhuǎn)換工作。

3 解決問題的建議

3.1 ACTN控制器系統(tǒng)的能力

當(dāng)前的ACTN 方案將重心放在通過控制器的北向接口實(shí)現(xiàn)對(duì)TE 網(wǎng)絡(luò)（具備流量工程特征的網(wǎng)絡(luò)，如OTN 或分組增強(qiáng)型OTN 網(wǎng)絡(luò)、MPLS-TP 網(wǎng)絡(luò)等）的資源控制。ACTN 控制器架構(gòu)整體方案如圖3 所示。ACTN 方案將網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為一組抽象的模型，網(wǎng)絡(luò)中的硬件/配置數(shù)據(jù)/狀態(tài)數(shù)據(jù)將以對(duì)象單元的模型結(jié)構(gòu)化，表達(dá)了各種對(duì)象以及對(duì)象之間的關(guān)系。基于這套模型開發(fā)應(yīng)用邏輯，通過對(duì)模型的增刪改查，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的控制與管理。實(shí)現(xiàn)的功能包括：

a）ACTN 控制器可以對(duì)傳送網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行層次化的抽象。實(shí)現(xiàn)一定程度上的拓?fù)湔宫F(xiàn)，業(yè)務(wù)規(guī)劃，業(yè)務(wù)快速開通以及性能診斷調(diào)測(cè)。

b）ACTN 控制器可以響應(yīng)客戶側(cè)的多樣化請(qǐng)求，比如具有針對(duì)資源的創(chuàng)建、修改、監(jiān)控和刪除能力。

c）ACTN 控制器在抽象的基礎(chǔ)上，屏蔽了廠家網(wǎng)絡(luò)資源的差異性，能夠向上層客戶（如業(yè)務(wù)編排器）提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)視角，為用戶創(chuàng)建端到端的業(yè)務(wù)電路。

d）ACTN 控制器提供了豐富的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)能力，比如業(yè)務(wù)故障診斷、業(yè)務(wù)性能查詢等。

3.2 ACTN控制器北向接口模型

中國聯(lián)通選擇基于ACTN 的建模方案，通過設(shè)備控制器在OTN/POTN 網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)快速開通。當(dāng)前集團(tuán)公司層面和省分公司都在以SDOTN 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為目標(biāo)，全力建設(shè)全方位一體化的ACTN-SDOTN 網(wǎng)絡(luò)。中國聯(lián)通以網(wǎng)絡(luò)用戶的需求為指導(dǎo)，結(jié)合主流設(shè)備控制器的實(shí)現(xiàn)能力，要求在設(shè)備控制器北向接口上實(shí)現(xiàn)拓?fù)涔芾砑皹I(yè)務(wù)發(fā)放管理等能力。

圖3 ACTN框架

設(shè)備控制器北向接口以業(yè)務(wù)發(fā)放為核心，展現(xiàn)出當(dāng)前IETF-ACTN 三大基礎(chǔ)功能模塊，分別為拓?fù)淠Ｐ汀⑺淼滥Ｐ鸵约皹I(yè)務(wù)模型。

業(yè)務(wù)模型主要是為了描述與業(yè)務(wù)相關(guān)的屬性及操作，更多的屬性來自用戶對(duì)于業(yè)務(wù)的需求。當(dāng)然業(yè)務(wù)表達(dá)了客戶信號(hào)的承載方式的不同，導(dǎo)致了業(yè)務(wù)模型除了一些通用屬性，比如用戶信號(hào)的接入節(jié)點(diǎn)、接入端口外，還具有業(yè)務(wù)自身的屬性特征，比如OTN 業(yè)務(wù)和EOO 業(yè)務(wù)本質(zhì)上有很大差別。以O(shè)TN 業(yè)務(wù)為例，中國聯(lián)通根據(jù)自身需要擴(kuò)展了當(dāng)前的draft-ietf-ccamp-client-signal-yang 模型，圖4 展現(xiàn)了當(dāng)前工程上應(yīng)用的OTN業(yè)務(wù)YANG-tree。

圖4 OTN業(yè)務(wù)的YANG-Tree

OTN 業(yè)務(wù)是較為簡(jiǎn)單的一種業(yè)務(wù)，從上述模型中可以看到需要在業(yè)務(wù)模型中插入業(yè)務(wù)所在服務(wù)層隧道的索引。OTN 隧道的模型是當(dāng)前ACTN 中較為重要的模型，不僅僅是因?yàn)槠涫菢I(yè)務(wù)的承載服務(wù)層，更為重要的是業(yè)務(wù)層的重要特性都是通過隧道模型來體現(xiàn)的，如保護(hù)特性、路由約束條件和路由策略、隧道的帶寬特性等。

不論是業(yè)務(wù)模型還是隧道模型都需要獲得參數(shù)值，這些配置數(shù)據(jù)點(diǎn)依靠一個(gè)很重要的只讀模型，就是拓?fù)淠Ｐ?，?dāng)前狀況下僅支持查詢接口。拓?fù)淠Ｐ蜆?gòu)建了ACTN 統(tǒng)一的模型，也就是說各個(gè)層次化的拓?fù)涠紝⒃谝粋€(gè)統(tǒng)一的拓?fù)淠Ｐ椭羞M(jìn)行描述。

中國聯(lián)通SDOTN 網(wǎng)絡(luò)接口模型的開發(fā)與實(shí)現(xiàn)是基于IETF-YANG 通用標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)根據(jù)自身網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)需要，對(duì)當(dāng)前的一些drafts 做了繼承和擴(kuò)展，形成了中國聯(lián)通的企業(yè)應(yīng)用版本。這些工程應(yīng)用的模型版本豐富了IETF 模型內(nèi)容，中國聯(lián)通的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為IETF組織做出了較大的應(yīng)用貢獻(xiàn)。

3.3 XML-ID和ACTN-ID的轉(zhuǎn)化

業(yè)務(wù)開通系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的是業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的制作以及執(zhí)行業(yè)務(wù)指令激活。業(yè)務(wù)開通系統(tǒng)通過定制化的業(yè)務(wù)模板下發(fā)接口對(duì)接SDOTN 控制器，即一級(jí)業(yè)務(wù)編排器系統(tǒng)。一級(jí)業(yè)務(wù)編排器系統(tǒng)通過標(biāo)準(zhǔn)化的MPI接口完成業(yè)務(wù)電路的自動(dòng)開通、性能診斷。當(dāng)業(yè)務(wù)電路成功開通后，將形成的業(yè)務(wù)ID 信息通告給報(bào)竣單元系統(tǒng)。業(yè)務(wù)開通系統(tǒng)是業(yè)務(wù)開通整體流程中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，通過SDN連接到業(yè)務(wù)編排器系統(tǒng)的接口。

資源管理系統(tǒng)的作用是搜集全程的業(yè)務(wù)電路路由相關(guān)的數(shù)據(jù)信息。資源管理系統(tǒng)通過MTOSI 接口的方式從廠家管控平臺(tái)上獲得資源數(shù)據(jù)。由于IETFACTN 接口可以獲得業(yè)務(wù)的明細(xì)路由是以端口方向（節(jié)點(diǎn)）按需排列的方式，因此從實(shí)際意義上來講沒有獲得端到端的全程路由。這個(gè)工作仍舊需要通過MTOSI 接口到廠家網(wǎng)管上查詢獲得。另外，當(dāng)業(yè)務(wù)電路創(chuàng)建成功后，將返回給業(yè)務(wù)開通系統(tǒng)業(yè)務(wù)ID（uuid形式）。工程報(bào)竣單元將把該業(yè)務(wù)ID 以消息的形式通知給資源管理系統(tǒng)。資管系統(tǒng)為了獲得端到端的全程路由，需要將業(yè)務(wù)ID 轉(zhuǎn)換成業(yè)務(wù)的SNC，則需要調(diào)取另外一個(gè)MTOSI 的關(guān)鍵接口。資源管理系統(tǒng)是業(yè)務(wù)開通整體流程中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是難點(diǎn)所在。

a）ACTN 產(chǎn)生的業(yè)務(wù)路由數(shù)據(jù)。當(dāng)業(yè)務(wù)電路創(chuàng)建成功后，管控系統(tǒng)將形成一條端到端業(yè)務(wù)的路徑數(shù)據(jù)，使用record-route-subobject 屬性來表達(dá)網(wǎng)元跳數(shù)明細(xì)路由，按照index 的次序提供網(wǎng)元及端口的指定數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖5所示。從數(shù)據(jù)中可以看出，ACTN 僅能提供業(yè)務(wù)路由的網(wǎng)元及端口標(biāo)識(shí)，無法提供網(wǎng)元內(nèi)部的交叉連接關(guān)系。

b）將XML 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成ACTN 的標(biāo)識(shí)。資管系統(tǒng)接收流轉(zhuǎn)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)工單需求，資管系統(tǒng)將對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行核配。在將符合要求的數(shù)據(jù)推送給業(yè)務(wù)開通系統(tǒng)之前，應(yīng)將資管系統(tǒng)中的XML 格式的RDN 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成IETF 模型中對(duì)應(yīng)的邏輯數(shù)據(jù)，以便在ACTN 控制器接口系統(tǒng)中進(jìn)行識(shí)別。以獲取網(wǎng)元端口對(duì)應(yīng)的標(biāo)識(shí)為例，資管系統(tǒng)將物理2-1 端口信息填入到該查詢接口中，到廠家網(wǎng)管平臺(tái)上獲得其對(duì)應(yīng)的ACTN 端口標(biāo)識(shí)為TP-ID，如圖6所示。

圖5 ACTN的業(yè)務(wù)路由數(shù)據(jù)

圖6 通過XML信息查詢ACTN標(biāo)識(shí)

c）查詢及存儲(chǔ)業(yè)務(wù)詳細(xì)路由。當(dāng)業(yè)務(wù)創(chuàng)建成功后，SDOTN 控制器系統(tǒng)將ACTN 的業(yè)務(wù)標(biāo)識(shí)clientsvc-name 數(shù)據(jù)以通知的形式上報(bào)給業(yè)務(wù)開通系統(tǒng)及報(bào)竣系統(tǒng)。報(bào)竣系統(tǒng)隨即通知資管系統(tǒng)，將該ACTN的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)（包含源宿網(wǎng)元及端口）進(jìn)行實(shí)際占用狀態(tài)的標(biāo)注。針對(duì)這條已創(chuàng)建成功的業(yè)務(wù)電路，閉環(huán)流程的終點(diǎn)應(yīng)是在資管系統(tǒng)中記錄及存儲(chǔ)這條業(yè)務(wù)的端到端路由數(shù)據(jù)信息。資管系統(tǒng)需要使用ACTN-ID 和XML-ID 的轉(zhuǎn)換接口，從設(shè)備管控平臺(tái)上查詢到SNC的name。根據(jù)該業(yè)務(wù)的SNC-name獲得SNC的路由明細(xì)（帶有網(wǎng)元內(nèi)部交叉連接關(guān)系），將使用標(biāo)準(zhǔn)的MTOSI接口，這里就不再贅述。

4 總結(jié)

本文給出了中國聯(lián)通建設(shè)SDOTN 網(wǎng)絡(luò)時(shí)，與O 域系統(tǒng)對(duì)接的解決方案，并就系統(tǒng)對(duì)接的接口進(jìn)行了論述。

國內(nèi)各大電信運(yùn)營(yíng)商的O 域系統(tǒng)存在差異，但整體功能模塊需求及接口實(shí)現(xiàn)是類似的。中國聯(lián)通于國內(nèi)率先打造SDOTN 一體化的網(wǎng)絡(luò)部署，必然涉及到SDOTN 網(wǎng)絡(luò)側(cè)和運(yùn)營(yíng)商O 域系統(tǒng)如何對(duì)接這塊“難啃的硬骨頭”問題。經(jīng)過近半年多的方案論證，尤其當(dāng)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理域接口和SDN 技術(shù)控制域接口相結(jié)合時(shí)，衍生出多套對(duì)接方案。最終的方案是考慮到保障當(dāng)前O 域已有的業(yè)務(wù)流程不動(dòng)，通過簡(jiǎn)單擴(kuò)充少量的系統(tǒng)接口，使得整體的SDOTN 業(yè)務(wù)開通流程可以合理地盡快運(yùn)轉(zhuǎn)起來，同時(shí)保證了SDOTN 網(wǎng)絡(luò)的SDN 特性不變。