洪蕾

在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)資源領(lǐng)域，電信運(yùn)營(yíng)商絕對(duì)是“大鱷”，它占據(jù)了絕大部分資源，網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化和改造也因此成為電信運(yùn)營(yíng)商需要長(zhǎng)期堅(jiān)持且不斷創(chuàng)新的重要工作。繼FTTH光進(jìn)銅退，骨干傳輸擴(kuò)容、數(shù)據(jù)中心云化等多種改造工作之后，受大規(guī)模視頻和新業(yè)務(wù)增長(zhǎng)需求影響，電信運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)面臨新一輪挑戰(zhàn)。

其中，城域網(wǎng)的改造與優(yōu)化是運(yùn)營(yíng)商關(guān)注的重心。長(zhǎng)久以來(lái)，為了實(shí)現(xiàn)更好的寬帶體驗(yàn)和通信質(zhì)量，運(yùn)營(yíng)商不斷在無(wú)線通信、寬帶接入以及核心控管層面重點(diǎn)發(fā)力，希望通過(guò)技術(shù)的更新?lián)Q代、帶寬速率的逐步提升，或是統(tǒng)一開(kāi)放的平臺(tái)，來(lái)改善和優(yōu)化現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和性能。

于是，一些全新的技術(shù)趨勢(shì)和方向也走入城域網(wǎng)的視野：一度被認(rèn)為普遍應(yīng)用于云數(shù)據(jù)中心的虛擬化數(shù)據(jù)交換機(jī)，如今也被應(yīng)用于運(yùn)營(yíng)商的城域網(wǎng)改造中。

為應(yīng)對(duì)嚴(yán)峻數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)挑戰(zhàn)，浙江電信做出了將虛擬交換機(jī)引入城域網(wǎng)建設(shè)的戰(zhàn)略決策，在國(guó)內(nèi)電信運(yùn)營(yíng)商領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了虛擬化技術(shù)在城域網(wǎng)二層范圍內(nèi)的首次成功應(yīng)用，為電信業(yè)務(wù)的云化、業(yè)務(wù)資源池化打響了“第一炮”。

數(shù)據(jù)中心思維改造城域網(wǎng)

在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，城域網(wǎng)普遍采用二層交換機(jī)，而電信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)多年建設(shè)、沉積，在設(shè)備層面已積累了諸多問(wèn)題。如機(jī)房設(shè)備由于運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，單點(diǎn)故障率較高；很多老舊網(wǎng)絡(luò)設(shè)備亟需下線，而現(xiàn)有二層交換機(jī)卻沒(méi)有額外槽位供割接使用；一旦二層業(yè)務(wù)發(fā)生故障，需要進(jìn)行人工倒換，導(dǎo)致業(yè)務(wù)恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，也給網(wǎng)管部門(mén)帶來(lái)巨大運(yùn)維壓力。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)城域網(wǎng)面臨重重挑戰(zhàn)。有數(shù)據(jù)顯示，城域接入和匯聚網(wǎng)上的數(shù)據(jù)流量到2017年將增長(zhǎng)560%。大規(guī)模城域網(wǎng)的匯聚層，都面臨著端口不足、業(yè)務(wù)可靠性差和維護(hù)工作量大等問(wèn)題。

就浙江電信而言，原有城域網(wǎng)二層匯聚設(shè)備存在性能差、槽位緊張、單點(diǎn)故障多、業(yè)務(wù)保護(hù)能力差、運(yùn)維壓力大等諸多問(wèn)題，同時(shí)由于無(wú)法解決BAS和SR以下二層網(wǎng)絡(luò)的環(huán)路問(wèn)題，導(dǎo)致BAS/SR和匯聚交換機(jī)之間的互聯(lián)鏈路和端口利用率普遍較低，BAS/SR端口資源無(wú)法共享備份。

要破解這些困難，并非易事。大規(guī)模的寬帶應(yīng)用和用戶(hù)流量，對(duì)浙江電信城域網(wǎng)的性能、可靠性、運(yùn)維都提出了很高要求。另一方面，由于杭州市網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，故障率頻頻升高，現(xiàn)有交換機(jī)性能已無(wú)法滿足當(dāng)前應(yīng)用環(huán)境，單設(shè)備故障點(diǎn)頻出、業(yè)務(wù)恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)、運(yùn)維壓力大、萬(wàn)兆板卡極度缺乏等運(yùn)維困境讓杭州電信城域網(wǎng)二層網(wǎng)絡(luò)不堪重負(fù)。

為尋求有效方式解決IT運(yùn)維難題，浙江電信瞄準(zhǔn)虛擬化技術(shù)，將其引入城域網(wǎng)改造，衍生了作為網(wǎng)絡(luò)資源傳送和接入的城域網(wǎng)組網(wǎng)的數(shù)據(jù)中心化，為日后進(jìn)行云改造、迎接云時(shí)代拓展了道路。而浙江電信的“數(shù)據(jù)中心思維”是此次城域網(wǎng)改造的關(guān)鍵和核心。

虛擬化讓難題“迎刃而解”

但虛擬交換機(jī)在電信運(yùn)營(yíng)商城域網(wǎng)改造中的應(yīng)用，并不簡(jiǎn)單。

傳統(tǒng)城域網(wǎng)由于采用層層匯聚，往往存在著層次多、設(shè)備量大的問(wèn)題，比如在控制層和接入層中間的匯聚層面，經(jīng)常包含了好幾層匯聚，且鏈路也比較復(fù)雜。為此，浙江電信將城域網(wǎng)改造的重點(diǎn)放在匯聚層面。

首先，浙江電信城域網(wǎng)設(shè)備普遍存在性能不足問(wèn)題，不支持高密10GE，業(yè)務(wù)量較大節(jié)點(diǎn)現(xiàn)有設(shè)備槽位緊張，急需替換或新增大容量交換機(jī)；其次，每個(gè)節(jié)點(diǎn)只部署一臺(tái)交換機(jī)，業(yè)務(wù)保護(hù)能力差，可靠性亟須保障。此外，組網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)維壓力大。因此，設(shè)備性能、可靠性、運(yùn)維繁瑣成為浙江省城域網(wǎng)改造需要攻破的三大關(guān)鍵難題。

為此，浙江省電信在城域網(wǎng)二層網(wǎng)絡(luò)中引入IDC中的數(shù)據(jù)交換機(jī)，使二層匯聚層性能得到提升，不僅支持10G/40G/100G等高速端口，滿足高帶寬接入的要求，而且基于新一代架構(gòu)的設(shè)備也提升了轉(zhuǎn)發(fā)速率；二層網(wǎng)絡(luò)的可靠性得以保障，解決了此前二層匯聚設(shè)備的單點(diǎn)故障高，以及業(yè)務(wù)無(wú)保護(hù)狀態(tài)；同時(shí)簡(jiǎn)化了運(yùn)維配置，2臺(tái)設(shè)備被虛擬為1臺(tái)，通過(guò)簡(jiǎn)化配置，使得需要管理的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)量也有所減少。同時(shí)，也為日后業(yè)務(wù)資源靈活擴(kuò)容和調(diào)用做好準(zhǔn)備。

城域網(wǎng)的“虛擬化”猜想

虛擬交換機(jī)在電信城域網(wǎng)改造中的創(chuàng)新應(yīng)用，為國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商開(kāi)辟一條全新的技術(shù)革新道路。同時(shí)，與電信網(wǎng)絡(luò)中骨干、核心抑或接入側(cè)的技術(shù)更迭和標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)不同的是，運(yùn)營(yíng)商的城域網(wǎng)改造并沒(méi)有統(tǒng)一且明確的發(fā)展方向，所面臨的技術(shù)問(wèn)題也往往是綜合且多元化的。其原因在于，在過(guò)去，城域網(wǎng)基本是以省為單位而單獨(dú)建設(shè)，各省網(wǎng)絡(luò)資源和地理地形不盡相同，導(dǎo)致了各地的城域網(wǎng)建設(shè)也是自成一派，不僅網(wǎng)絡(luò)層級(jí)復(fù)雜多樣、在網(wǎng)設(shè)備的種類(lèi)和配置也是千差萬(wàn)別，因此在過(guò)去相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里，運(yùn)營(yíng)商集團(tuán)層面都無(wú)法給出統(tǒng)一規(guī)劃方案。

基于目前的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，運(yùn)營(yíng)商的城域網(wǎng)改造一般分為三個(gè)階段，一是網(wǎng)絡(luò)虛擬化，減少網(wǎng)絡(luò)層級(jí)，讓城域網(wǎng)更加扁平和簡(jiǎn)單；二是構(gòu)建資源池，經(jīng)過(guò)第一階段虛擬化，原本分散式的節(jié)點(diǎn)被聚攏為幾個(gè)大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，已經(jīng)具備一定的成池能力，二階段可以引入NFV和云計(jì)算技術(shù)，比如虛擬化防火墻、虛擬化BRAS（寬帶接入服務(wù)器）以及虛擬化SR等等，逐漸實(shí)現(xiàn)城域網(wǎng)的云化和軟件化；三是基于城域網(wǎng)中大POP節(jié)點(diǎn)做進(jìn)一步的性能增強(qiáng)，比如解決原有節(jié)點(diǎn)收攏集中后的業(yè)務(wù)標(biāo)簽不足問(wèn)題，進(jìn)一步引入網(wǎng)絡(luò)虛擬化、功能虛擬化以及動(dòng)態(tài)虛擬通道技術(shù)等等，以此完善城域網(wǎng)中大POP節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)能力。

同時(shí)也應(yīng)該看到，數(shù)據(jù)交換機(jī)引入城域網(wǎng)也有其適用范圍，現(xiàn)階段并不是所有節(jié)點(diǎn)都適合引入數(shù)據(jù)中心交換機(jī)，其初期適用范圍應(yīng)該是覆蓋用戶(hù)數(shù)多、流量收斂比大的節(jié)點(diǎn)，而后期則需根據(jù)用戶(hù)及流量增長(zhǎng)的實(shí)際情況再進(jìn)行分析。

不過(guò)，相信隨著接入業(yè)務(wù)種類(lèi)的逐漸明晰，運(yùn)營(yíng)商在移動(dòng)互聯(lián)以及寬帶業(yè)務(wù)中的定位也會(huì)逐漸明確，虛擬化技術(shù)在運(yùn)營(yíng)商城域網(wǎng)改造中將大有可為。