安徽電信規(guī)劃設計有限責任公司|孫樂高

電信運營商基于用戶轉發(fā)的隨選網(wǎng)絡思考與探索

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隨著互聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展，網(wǎng)絡轉型迫在眉睫，云網(wǎng)融合成為新的發(fā)展方向，要實現(xiàn)云網(wǎng)融合，實現(xiàn)業(yè)務隨選，傳統(tǒng)“硬”化的網(wǎng)絡肯定不行，必須將網(wǎng)絡“軟”化，將網(wǎng)絡功能虛擬化，實現(xiàn)按需加載，隨需而動，

圖1 隨選網(wǎng)絡三種應用場景

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡不管是用戶端、管道網(wǎng)絡，還是數(shù)據(jù)中心都是基于IP協(xié)議的網(wǎng)絡連接，圍繞IP地址對業(yè)務進行區(qū)分和轉發(fā)。在局域網(wǎng)通過二層的VLAN技術或者QinQ技術，將不同的用戶群或業(yè)務進行隔離，并通過設置三層網(wǎng)關，實現(xiàn)二層VLAN互通。傳統(tǒng)網(wǎng)絡配置根據(jù)業(yè)務需求直接將策略配置到網(wǎng)絡硬件上，當需求有變化時，維護人工在設備進行配置修改，這種網(wǎng)絡剛性十足、缺乏彈性，與新時代的隨選網(wǎng)絡需求格格不入。

要實現(xiàn)網(wǎng)絡隨選，關鍵在“融”，云網(wǎng)融合的融，不是融合一體，形成一個整體，一個“黑盒子”，而應該是分層解耦，面向用戶隨需而動。云隨用戶漂移，網(wǎng)隨需求配置，通過隨選網(wǎng)絡將端與云快速有效地連接起來，融成“端、管、云”三維一體的立體覆蓋空間。

目前，三大運營商對于開展云服務規(guī)?；某霭l(fā)點是相同的，打造面向未來的云計算、云存儲、云網(wǎng)絡，并且都把“云網(wǎng)融合”視為終究的目標。

隨選網(wǎng)絡的基本原理和應用場景

通信最基本的需求可以歸結為點到點、點到多點兩種場景的通信模型，我們通常所說的通信網(wǎng)絡，其實包含網(wǎng)絡連接和網(wǎng)絡功能兩部分，因此，隨選網(wǎng)絡也包含兩個層面：網(wǎng)絡連接的隨選和網(wǎng)絡功能的隨選。目前，隨選網(wǎng)絡的關鍵技術點就是軟硬解耦，面向用戶實現(xiàn)網(wǎng)絡功能虛擬化，連接虛擬化。

軟硬解耦通過將網(wǎng)絡連接分離出來形成底層的接入和轉發(fā)，將網(wǎng)絡功能分離出來形成網(wǎng)絡“大腦”，即網(wǎng)絡控制器和業(yè)務編排器。軟硬解耦后，網(wǎng)絡基于業(yè)務和用戶進行流量轉發(fā)，通過控制器屏蔽底層腳本配置，實現(xiàn)全網(wǎng)統(tǒng)一部署和調度；通過業(yè)務編排器，實現(xiàn)復雜業(yè)務與用戶、網(wǎng)絡的匹配。

全網(wǎng)統(tǒng)一部署控制器和業(yè)務編排器，形成以用戶為核心的隨選網(wǎng)絡體系。通過增加“用戶”層，使用戶和網(wǎng)絡的IP地址進行映射、用戶和各種應用進行映射，IP地址和各種應用進行映射，三者直接的映射，就可以實現(xiàn)根據(jù)用戶的需求來配置網(wǎng)絡，并確定以用戶應用為中心的用戶路由，實現(xiàn)面向對象的隨選網(wǎng)絡，這是實現(xiàn)云網(wǎng)融合的基礎和前提。

當用戶選定所需的網(wǎng)絡連接服務和網(wǎng)絡功能服務后，業(yè)務通過編排并通過相應的控制器實現(xiàn)網(wǎng)絡業(yè)務的自動化部署，真正實現(xiàn)所見即所得，業(yè)務快速部署和調整，大幅提升用戶感知。

具體到網(wǎng)絡連接的隨選，可以聚焦3種場景，分別為：端-端、端-云、端-互聯(lián)網(wǎng)，如圖1。

其中，端-端主要為用戶提供點到點的專線服務；端-互聯(lián)網(wǎng)主要為用戶提供訪問互聯(lián)網(wǎng)的服務；端-云主要為用戶提供訪問數(shù)據(jù)中心資源和應用的專線服務。

云端和網(wǎng)部署策略

第一、網(wǎng)絡部署策略

用戶網(wǎng)絡是整個網(wǎng)絡世界的末端，用戶網(wǎng)絡的軟化是真正實現(xiàn)云網(wǎng)融合的基礎之一。其實，末端用戶網(wǎng)絡的改造并不復雜，通過引入支持Openflow的交換機，增加一個流控制器就實現(xiàn)按用戶業(yè)務流進行轉發(fā)。對于用戶可以通過瀏覽器或者App簡單的配置就可以完成網(wǎng)絡隨選。用戶除了末端網(wǎng)絡隨選的應用權限外，還需要城域網(wǎng)、骨干網(wǎng)的隨選，管理“Internet”的應用，而這些業(yè)務的處理和在末端網(wǎng)絡中一樣，也只要相應的網(wǎng)絡控制器+業(yè)務編排器實現(xiàn)網(wǎng)絡隨選。

要實現(xiàn)網(wǎng)絡隨選，需要考慮用戶網(wǎng)絡和運營商網(wǎng)絡的隨選，根據(jù)部署策略，可以分為分段式和集中式兩種。

分段式就是運營商的控制器管理接入網(wǎng)以上的網(wǎng)絡，用戶的控制器管理和控制內網(wǎng)的網(wǎng)絡，兩個網(wǎng)絡控制器互聯(lián)互通信息。

集中式即用戶不再需要獨立的控制器，將用戶端控制器虛擬化（vCPE），設置在集中的云上進行集中控制，由運營商來提供，全網(wǎng)形成一個集中的控制器，管理內外網(wǎng)所有的網(wǎng)絡。每個用戶通過使用vCPE，可以獨立地管理自己的內網(wǎng)和外網(wǎng)，如圖2。

圖2 面向對象的隨選網(wǎng)絡

圖3 DCN網(wǎng)絡架構示意圖

隨選網(wǎng)絡的基本控制流程：集中式控制的信息是在用戶上線后經(jīng)過AAA鑒權后由網(wǎng)絡編排器自動生成，面向用戶的業(yè)務策略，由編排器下發(fā)到網(wǎng)絡控制器，網(wǎng)絡控制器生成網(wǎng)絡配置策略下發(fā)到交換機。交換機根據(jù)對應表進行數(shù)據(jù)轉發(fā)。只要用戶的終端接入網(wǎng)絡，并且到網(wǎng)絡編排器的IP可達，就可以獲取用戶定制的業(yè)務策略和網(wǎng)絡權限，屏蔽和網(wǎng)絡硬件相關的信息控制。將從原來綁定的網(wǎng)絡端口和IP地址上解放出來，實現(xiàn)用戶網(wǎng)內的漫游，用戶安全組的設置顆粒度更加精細化，用戶的安全性也得到了提高。

隨選網(wǎng)絡的安全管理：網(wǎng)絡虛擬化后，每個用戶都是一個獨立安全域，避免局域網(wǎng)內的共享安全隔離問題。編排器并不參與用戶的數(shù)據(jù)轉發(fā)，只是用戶在登錄后制定出用戶業(yè)務策略，發(fā)給網(wǎng)絡控制器執(zhí)行就可以了，如果編排器出現(xiàn)故障，用戶可以根據(jù)前期的業(yè)務策略繼續(xù)使用網(wǎng)絡，不影響原有正常使用的用戶。

第二、云端部署策略

人們的生活逐步進入“云”新時代，云成為“大物移云”新時代的重要發(fā)展方向，未來超過80%的業(yè)務將部署在“云”上。對于云服務來說，一個“云”可能包含多個DC（Data Center，數(shù)據(jù)中心），而對于用戶的“云”來說，可能來自不同運營商的服務以及自身的私有云服務，這使得云端網(wǎng)絡部署十分復雜。根據(jù)部署原則，初步可以將云端隨選網(wǎng)絡分為兩種：數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡（DCN Data Center Network）和數(shù)據(jù)中心互聯(lián)網(wǎng)絡（DCI Data Center Interconnect）。

DCN要求能夠滿足業(yè)務云化后的基本需求，如虛擬化、Docker（容器）化、虛機遷移、網(wǎng)絡自動化部署等，其次要能夠滿足業(yè)務創(chuàng)新需求如VPC、裸金屬機出租、混合云、增值服務等，如圖3。

圖4 以DC為核心的DCI網(wǎng)絡架構

對比傳統(tǒng)網(wǎng)絡，DCN應具備以下特點。

● 規(guī)劃：規(guī)劃全程可視化，規(guī)劃編排可傳承、可回溯、可部署，使IT能力和人員能力解耦。

● 部署：自動化部署，一鍵構建數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)配置和設備解耦，減少配置文件數(shù)量，實現(xiàn)計算、存儲、網(wǎng)絡資源的自動化統(tǒng)一部署。

● 管理：資源、業(yè)務監(jiān)控全面可視化，提供物理資源/虛擬資源/業(yè)務之間的映射關系和拓撲，明確業(yè)務系統(tǒng)對物理資源的使用。

● 維護：基于數(shù)據(jù)中心多維數(shù)據(jù)，實現(xiàn)故障感知、端到端診斷排錯。

而DCI倡導“要致富，先修路”的樸實口號，這道出了行業(yè)數(shù)字化轉型的關鍵引擎。在云的時代，構建面向未來的云網(wǎng)協(xié)同、超大容量、扁平智能、安全節(jié)能的智慧云互聯(lián)網(wǎng)絡已逐漸成趨勢。DCI需支持業(yè)務模式的創(chuàng)新，比如：跨DC的同步計算、虛擬機熱遷移、容災備份等業(yè)務要求都在10ms以下，且流量以DC間的東西向流量為主，所以DCI網(wǎng)絡采用DC間一跳直達的全互聯(lián)、扁平化架構，如圖4。

隨選網(wǎng)絡是SDN/NFV新的發(fā)展階段，網(wǎng)絡重構的進一步體現(xiàn)，形成多發(fā)共贏的局面。用戶可以根據(jù)自身的需要進行靈活定制業(yè)務，包括云專線、套餐調整、按需加載等；運營商可以實現(xiàn)資源整合，包括BOSS（業(yè)務運營支撐系統(tǒng)）、業(yè)務編排、網(wǎng)絡控制、基礎網(wǎng)絡資源等，形成有機可協(xié)同的整體，有效整合和利用，封裝后形成業(yè)務對外提供。設備供應商隨新的網(wǎng)絡建設、運營和服務需求，產生新的市場需求。

SDN實現(xiàn)網(wǎng)絡隨選，通過云間高速實現(xiàn)云的隨需而動，通過“端、管、云”三維一體的架構，將云網(wǎng)融合成為可能。大道至簡，面向對象的隨選網(wǎng)絡順應了業(yè)務發(fā)展，為“大物移云”新時代的發(fā)展注入了新的活力。

編輯｜王熙 wangxi@bjxintong.com.cn