SDN/NFV：加速網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和云網(wǎng)融合

　　ICCSZ訊    近年來，云計算的不斷發(fā)展對網(wǎng)絡(luò)帶寬提出了越來越搞得要求，用戶需求的不斷升級使得云網(wǎng)融合成為必然趨勢。SDN/NFV的引入是促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)云網(wǎng)融合的重要手段。

　　云網(wǎng)融合 需要引入SDN/NFV

　　應(yīng)用云與行業(yè)云對帶寬的需求持續(xù)增長。隨著云端智能、視頻、5G網(wǎng)絡(luò)、智慧家庭、電商與App平臺、物聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)和技術(shù)的發(fā)展，它們未來對網(wǎng)絡(luò)與帶寬的要求將越來越高。

　　日前，AlphaGo與李世石的人機(jī)對弈吸引了全球目光，事實(shí)上AlphaGo正是由云計算在背后支撐的AI(人工智能)機(jī)器人，AI、 IBMW自然語言處理等云端智能平臺的持續(xù)發(fā)展，都在尋求大帶寬、低時延和無處不在的連接;在視頻業(yè)務(wù)方面，固定4K視頻、移動2K視頻走向成熟，8K視頻嶄露頭角，VR成為熱點(diǎn)，8K+360度全景視頻、在線游戲等將對網(wǎng)絡(luò)提出更高要求;5G時代即將到來，要求網(wǎng)絡(luò)速度更快、連接更多、容量更大、延遲更短、頻譜效率更高;同時，智慧家庭業(yè)務(wù)隨智能終端的成熟也不斷豐富，出現(xiàn)了家庭安防、自動化、智能抄表、能源管理、車聯(lián)網(wǎng)等海量連接需求;此外，可穿戴設(shè)備、移動視頻的內(nèi)容制造，分發(fā)及無縫體驗，各類面向消費(fèi)、生活服務(wù)、健康、交通等領(lǐng)域的電商平臺和行業(yè)應(yīng)用云平臺的蓬勃發(fā)展，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)數(shù)字化的逐步興起等都給網(wǎng)絡(luò)帶來了新的挑戰(zhàn)。

　　用戶需求的彈性升級促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)與云走向融合，這也進(jìn)一步加速了業(yè)務(wù)創(chuàng)新。一方面是對云資源需求的擴(kuò)張，用戶業(yè)務(wù)需求最終轉(zhuǎn)化為對計算、存儲進(jìn)行調(diào)整，云資源協(xié)同需要網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展能力;另一方面是對網(wǎng)絡(luò)需求的擴(kuò)張，用戶需求(廣域/DC)變化首先反映在對網(wǎng)絡(luò)的需求上，要求管道與各類網(wǎng)元的動態(tài)擴(kuò)展能力。無論是DC內(nèi)還是DC外部，用戶需求的動態(tài)調(diào)整均需要網(wǎng)絡(luò)的參與，云網(wǎng)融合構(gòu)建新的運(yùn)營體系是滿足未來用戶/業(yè)務(wù)發(fā)展的必經(jīng)之路。

　　然而，我們傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)無法很好地滿足云網(wǎng)融合的需求。高昂的運(yùn)維成本、復(fù)雜的運(yùn)營模式、對廠商過于依賴等、垂直的“煙囪”太多、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)靈活性不足等，成為云網(wǎng)融合的巨大障礙。SDN/NFV的引入將有效地解決這些問題，降低OPEX、增加業(yè)務(wù)靈活性、加速創(chuàng)新已成為SDN/NFV的主要目標(biāo)，SDN/NFV是滿足云環(huán)境/云化服務(wù)擴(kuò)展性、構(gòu)筑云網(wǎng)融合體系的支撐技術(shù)。顯然，促進(jìn)云網(wǎng)融合已成為SDN/NFV引入的重要動力。

　　依托SDN/NFV技術(shù)，全球主流的運(yùn)營商都在積極實(shí)施網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)戰(zhàn)略。例如，AT&T啟動了Domain 2.0項目，中國電信也提出了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)重構(gòu)的戰(zhàn)略構(gòu)想：構(gòu)建包括協(xié)同編排、網(wǎng)絡(luò)功能、基礎(chǔ)設(shè)施的新3層架構(gòu);具備包含運(yùn)營集約、資源統(tǒng)一、網(wǎng)絡(luò)開放的新網(wǎng)絡(luò)能力;新架構(gòu)的特征則表現(xiàn)為SDN/NFV化、網(wǎng)絡(luò)去層級化、網(wǎng)元部署DC化和IT與網(wǎng)絡(luò)深度融合化等。

　　運(yùn)營商云網(wǎng)融合的愿景是聚焦5類DC的建設(shè)，基于云平臺和SDN/NFV技術(shù)構(gòu)建云網(wǎng)融合承載體系。DC內(nèi)部通過云平臺實(shí)現(xiàn)虛擬資源管理;DC 間通過專用DCI承載網(wǎng)絡(luò)互聯(lián);DC內(nèi)與DCI廣泛采用SDN/NFV技術(shù)實(shí)現(xiàn)承載優(yōu)化;SDN/NFV控制平面構(gòu)建邏輯上獨(dú)立的DC進(jìn)行管理，包括 ICT統(tǒng)一編排器、SDN控制器、MANO、部分VNF等。

　　SDN/NFV技術(shù) 發(fā)展思路逐漸清晰

　　SDN的應(yīng)用已不再局限于IDC，電信領(lǐng)域?qū)τ?A href="http://m.odinmetals.com/site/CN/Search.aspx?page=1&keywords=SDN&column_id=ALL&station=%E5%85%A8%E9%83%A8" target="_blank">SDN的研究熱點(diǎn)分為縱向與橫向2個層面：縱向熱點(diǎn)聚焦業(yè)務(wù)編排、控制器、轉(zhuǎn)發(fā)三項技術(shù);橫向熱點(diǎn)則聚焦SDN過渡、 NFV、 Openflow技術(shù)。

　　SDN的三項關(guān)鍵技術(shù)中，電信運(yùn)營商首先重視SDN過渡(transition)和NFV技術(shù)，Openflow和Overlay廣域網(wǎng)中的應(yīng)用場景尚在摸索中。目前SDN過渡技術(shù)方案主要被運(yùn)營商用于各類網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的流量優(yōu)化、承載控制面能力提升，以及增強(qiáng)資源靈活調(diào)度能力。一年以來，隨著各類 Mano試點(diǎn)和OPNFV社區(qū)的成立，形成新的NFV應(yīng)用高潮， NFV基礎(chǔ)設(shè)施、控制/編排層、固移網(wǎng)元的軟件化與虛擬化是NFV技術(shù)當(dāng)前的研究熱點(diǎn)，短期內(nèi)NFV的性能提升、各類VNF資源池部署方案依然是研究中的難點(diǎn)。

　　在各類SDN/NFV的實(shí)現(xiàn)技術(shù)中，開源技術(shù)和開源社區(qū)已經(jīng)形成重要支撐，是推動SDN/NFV發(fā)展的核心力量。大型開源社區(qū)的發(fā)展已有取代標(biāo)準(zhǔn)化工作之勢，成為業(yè)界普遍關(guān)注的焦點(diǎn)，開源軟件是目前運(yùn)營商獲取核心技術(shù)的主要方式。對于運(yùn)營商而言，關(guān)注高度活躍社區(qū)，增加社區(qū)影響力，參與社區(qū)決策，是影響未來技術(shù)選型的關(guān)鍵。

　　同時，對SDN/NFV的標(biāo)準(zhǔn)化研究同樣已成為各標(biāo)準(zhǔn)組織的工作重點(diǎn)：

　　IETF各主要工作組均針對SDN/NFV技術(shù)開展研究，但網(wǎng)絡(luò)廠商博弈仍然激烈，進(jìn)度偏慢。目前最受關(guān)注的是IETF中有關(guān)的SDN/NFV 研究項目、Overlay技術(shù)、各類有關(guān)IGP/BGP的協(xié)議增強(qiáng)、業(yè)務(wù)鏈等承載技術(shù)，此外，IETF還開展了對I2RS架構(gòu)、YANG模型、 Netconf、SUPA等有關(guān)北向接口、信息/配置協(xié)議、策略控制等熱點(diǎn)技術(shù)的研究。

　　ETSI NFV進(jìn)展大大加快，目前已經(jīng)發(fā)布了十多份工作文檔和白皮書，涵蓋NFV架構(gòu)、服務(wù)質(zhì)量、管理與編排、可靠性、安全性等多個方面。業(yè)界目前重點(diǎn)關(guān)注的MANO和集成測試方面的進(jìn)展依然緩慢，極大影響了NFV技術(shù)的開發(fā)與推廣。

　　ONF初始工作的核心是開發(fā)和推動南向接口協(xié)議OpenFlow的發(fā)展成熟，目前開源工作也得到了重視。南向接口標(biāo)準(zhǔn)已趨成熟，包含 OpenFlow-Switch、 OpenFlow-Config、OpenFlow-NDM三個標(biāo)準(zhǔn)。隨著標(biāo)準(zhǔn)化工作的逐步展開，ONF又啟動了OF-Config協(xié)議、 SDN架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)遷移、北向接口、SDN安全等方面的標(biāo)準(zhǔn)化工作。目前，最新標(biāo)準(zhǔn)已發(fā)布至OpenFlow 1.4版本。

　　從技術(shù)發(fā)展趨勢來看，SDN演進(jìn)技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)平穩(wěn)過渡的重要保障，OF技術(shù)具備極大的業(yè)務(wù)創(chuàng)新潛力，NFV有助于高效業(yè)務(wù)部署，是云網(wǎng)融合的關(guān)鍵。

　　在云網(wǎng)融合的演進(jìn)過程中，NFV可逐步應(yīng)用于IP RAN、移動核心網(wǎng)、IP edge、IDC內(nèi)部/出口等專業(yè)領(lǐng)域，其中，Service Chaining是最受關(guān)注的NFV應(yīng)用，涉及固移融合、寬帶IP網(wǎng)、移動核心網(wǎng)等領(lǐng)域。此外，NFV的演進(jìn)需要把握三個方面：首先，硬件設(shè)備的服務(wù)器化、功能軟件化是重點(diǎn);其次，網(wǎng)絡(luò)資源虛擬化相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、包括性能在內(nèi)的NFV實(shí)現(xiàn)技術(shù)等難點(diǎn);最后，目前的NFV推動中較多關(guān)注編排與控制，但是僅有 MANO是不夠的，NFV的部署還需要大量的功能集成、HA方案、開放的VNF組件來支撐。

　　中國電信的SDN/NFV實(shí)踐

　　中國電信在SDN/NFV技術(shù)應(yīng)用方面進(jìn)行了積極實(shí)踐，其中以IP網(wǎng)絡(luò)為例，已取得了階段性的成果。

　　IP骨干網(wǎng)多維度智能調(diào)度系統(tǒng)與應(yīng)用部署：解決大規(guī)模骨干網(wǎng)匯接層鏈路均衡調(diào)度、國際網(wǎng)絡(luò)訪問業(yè)務(wù)/用戶差異化、業(yè)務(wù)繞轉(zhuǎn)等難題;基于路由、流量、質(zhì)量監(jiān)測等多個維度的流量調(diào)度能力，實(shí)現(xiàn)大規(guī)?；ヂ?lián)網(wǎng)高效管控和業(yè)務(wù)保障。

　　IP城域網(wǎng)流量優(yōu)化調(diào)度試點(diǎn)：中國電信在廣東構(gòu)建了SDN集中式流量控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)省內(nèi)全局流量與路由掌控，包括城域網(wǎng)、IDC網(wǎng)絡(luò)的流量可視化，實(shí)現(xiàn)基于省內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)平臺進(jìn)行靈活流量調(diào)度，提升網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)效率。中國電信選取深圳城域網(wǎng)和IDC匯聚平臺實(shí)現(xiàn)跨域流量調(diào)度試驗，采用BPG-FS方案實(shí)現(xiàn)基于五元組流量調(diào)度，實(shí)現(xiàn)了策略動態(tài)調(diào)整城域網(wǎng)和IDC之間的雙方向流量，提供了特定的流量保障。

　　IP城域網(wǎng)vBAS試點(diǎn)應(yīng)用：中國電信在浙江試點(diǎn)H3C新城域網(wǎng)技術(shù)方案，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)城域網(wǎng)設(shè)備形態(tài)軟件化、接入資源集約化;OLT匯聚SW以上部署Vxlan，vBRAS資源集中部署并終結(jié)Vxlan;SDN控制器支持對vBRAS及各類VNF資源池進(jìn)行控制。

　　基于SDN的DCI承載控制系統(tǒng)：基于MPLS+Openflow技術(shù)提出的DC互聯(lián)承載技術(shù)方案，構(gòu)建跨數(shù)據(jù)中心的二層虛擬化網(wǎng)絡(luò);采用OpenDaylight控制器和白牌OF交換機(jī)，開發(fā)控制器plug-in實(shí)現(xiàn)用戶業(yè)務(wù)定制、網(wǎng)絡(luò)自動開通、租戶流量調(diào)度、用戶就近訪問、DC 間的容災(zāi)備份等業(yè)務(wù)功能。（中國電信廣州研究院數(shù)據(jù)通信研究所所長 唐宏）