馬季春　孟麗珠

摘要：根據運營商城域網絡的現(xiàn)狀、問題以及未來云網協(xié)同的發(fā)展趨勢，提出了一種新型的城域網絡架構。新型的MAN將適時采用簡化的網絡設備、統(tǒng)一的簡化網絡協(xié)議以及核心加邊緣的Spine-leaf形式的網絡架構，實現(xiàn)業(yè)務的綜合承載，滿足未來云業(yè)務和網絡的協(xié)調發(fā)展。

關鍵詞：云網協(xié)同;分段路由;城域網

Abstract： In this paper， a new architecture of metropolitan area network （MAN） is proposed based on the current situation， problems of MAN and the development trend of network synergy. Simplified network equipment， unified simplified network protocol and spine-leaf style network architecture are adopted in MAN to realize the integrated bearing of service. In this way， the coordinated development of future cloud business and network will be met.

Key words： cloud network synergy; segmentation routing; metropolitan area network

云計算、軟件定義網絡（SDN）/網絡功能虛擬化（NFV）等技術和業(yè)務的不斷發(fā)展，使得云業(yè)務和網絡發(fā)展關系日趨緊密、相輔相成，云網協(xié)同已經成為重要的發(fā)展趨勢。一方面網絡是云業(yè)務發(fā)展的基礎，另一方面云業(yè)務也帶動網絡的云化發(fā)展和演進。在云網協(xié)同的背景下，城域網架構需要重構與優(yōu)化，形成下一代新型城域網。

1 城域網現(xiàn)狀

當前運營商網絡在城域部分存在多張互聯(lián)網協(xié)議地址（IP）網絡：互聯(lián)網城域網、IP 無線接入網絡（RAN）、骨干承載網、通信云數據中心（DC）網絡。

互聯(lián)網城域網是互聯(lián)網業(yè)務的承載網絡，主要承載業(yè)務包括家庭寬帶、互聯(lián)網專線等?；ヂ?lián)網城域網一般由寬帶網絡網關控制設備（BNG）和核心路由器（CR）組成，均為較大型的路由器設備，BNG設備負責業(yè)務的接入和控制，CR負責城域網與骨干網的連接。通常采用的是星形結構，BNG設備直接連接CR設備。

IP RAN是承載移動網基站回傳流量的網絡，也用于承載大客戶數據專線接入業(yè)務。IP RAN通常采用接入層、匯聚層、核心層3層架構，并且多采用星形和環(huán)形結合的結構。

骨干承載網主要承載跨地市的數據專線和虛擬專用網絡（VPN）業(yè)務。骨干網采用全國統(tǒng)一的自治域，一般在各城域設有2～4臺接入設備，負責城域內業(yè)務的接入。

通信云DC網絡包括DC內部和DC之間的網絡，目前通信云DC網絡正處在發(fā)展時期。DC內部網絡主要承載DC內通信云服務器和資源池之間的通信，DC之間網絡主要承載跨本地DC的東西向流量。通信云DC網絡一般采取基于交換機設備的葉脊（Spine-Leaf）架構進行組網。

2 當前城域網的主要問題

（1）網絡復雜。

正如上文所述，當前城域內有多張不同定位的IP網絡，這些網絡是在長期的網絡業(yè)務演進過程中形成的。各網絡運行管理相對獨立，而且在設備的容量、協(xié)議的使用、自治域的劃分、業(yè)務功能的支持上都各有不同。隨著多年的業(yè)務發(fā)展，這些網絡之間形成了復雜的業(yè)務聯(lián)系。多張網絡互聯(lián)帶來網絡管理的復雜度，導致日常業(yè)務開通和新業(yè)務開發(fā)的難度大，周期長。業(yè)務快速開通是云網協(xié)同的重要特性，這在當前的復雜環(huán)境下實現(xiàn)起來非常困難[1]。

（2）成本高。

由于多張網絡的存在，網絡設備之間存在大量背靠背連接。對跨網絡的業(yè)務，連接成本明顯增加。隨著網絡云化的進一步演進，當網元逐步云化之后，通信云DC越來越成為業(yè)務的中心，主要的流量業(yè)務都將穿越多張網絡，形成成本的浪費。

3 網絡技術發(fā)展的趨勢

（1）網絡設備簡化。

網絡設備趨于簡化，向標準化、白盒化發(fā)展。當前被廣泛采用的大型的、封閉式的硬件路由設備，在互通性、擴容靈活性、可維護性和設備成本等方面存在局限性，越來越難以滿足云化架構的網絡演進需求。借鑒云計算的思想，網絡設備也向標準化、可彈性部署方面的發(fā)展，主要采用基于標準X86平臺的網元設備，或者定制基于通用芯片的白盒轉發(fā)設備。

（2）網絡協(xié)議發(fā)展。

隨著SDN的發(fā)展，網絡轉發(fā)面和控制面進一步分離，許多原來需要通過網絡設備中復雜的協(xié)議來解決的問題，轉為通過獨立的控制系統(tǒng)來實現(xiàn)。轉發(fā)設備需要承擔的任務越來越單一，相應的網絡協(xié)議也逐步簡化。當前，以分段路由（SR）/以太網虛擬專用網絡（EVPN）為代表的協(xié)議引導了轉發(fā)協(xié)議的簡化和統(tǒng)一。SR/EVPN協(xié)議以其對SDN的良好支持、高擴展性、簡化的跨域實現(xiàn)、快速收斂能力、融合的L2/L3 虛擬專用網絡支持，成為了實現(xiàn)網絡流量工程和虛擬專用網絡隔離的主要選擇。

（3）網絡結構演變。

在網絡設備的簡化和網絡功能虛擬化的背景下，網絡能力從核心設備中轉向數據中心。以數據為中心逐漸成為運營商網絡演進的重要方向。數據中心網絡結構已經經過了多年的演進，目前普遍采用核心加邊緣的Spine-Leaf形式網絡結構，實現(xiàn)Fabric化的網絡組織。該結構注重保證網絡的橫向擴容能力以及對業(yè)務流量的快速疏導，目前已經成為主流數據中心網絡組織的基本結構。

4 云網協(xié)同對城域網發(fā)展的

要求