SDN/NFV：加速網(wǎng)絡重構和云網(wǎng)融合

　　ICCSZ訊    近年來，云計算的不斷發(fā)展對網(wǎng)絡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的引入是促進網(wǎng)絡重構，實現(xiàn)云網(wǎng)融合的重要手段。

　　云網(wǎng)融合 需要引入SDN/NFV

　　應用云與行業(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、智慧家庭、電商與App平臺、物聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務和技術的發(fā)展，它們未來對網(wǎng)絡與帶寬的要求將越來越高。

　　日前，AlphaGo與李世石的人機對弈吸引了全球目光，事實上AlphaGo正是由云計算在背后支撐的AI(人工智能)機器人，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，8K+360度全景視頻、在線游戲等將對網(wǎng)絡提出更高要求;5G時代即將到來，要求網(wǎng)絡速度更快、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、生活服務、健康、交通等領域的電商平臺和行業(yè)應用云平臺的蓬勃發(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)絡帶來了新的挑戰(zhàn)。

　　用戶需求的彈性升級促進了網(wǎng)絡與云走向融合，這也進一步加速了業(yè)務創(chuàng)新。一方面是對云資源需求的擴張，用戶業(yè)務需求最終轉(zhuǎn)化為對計算、存儲進行調(diào)整，云資源協(xié)同需要網(wǎng)絡擴展能力;另一方面是對網(wǎng)絡需求的擴張，用戶需求(廣域/DC)變化首先反映在對網(wǎng)絡的需求上，要求管道與各類網(wǎng)元的動態(tài)擴展能力。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)絡的參與，云網(wǎng)融合構建新的運營體系是滿足未來用戶/業(yè)務發(fā)展的必經(jīng)之路。

　　然而，我們傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡建設無法很好地滿足云網(wǎng)融合的需求。高昂的運維成本、復雜的運營模式、對廠商過于依賴等、垂直的“煙囪”太多、網(wǎng)絡架構靈活性不足等，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)務靈活性、加速創(chuàng)新已成為SDN/NFV的主要目標，SDN/NFV是滿足云環(huán)境/云化服務擴展性、構筑云網(wǎng)融合體系的支撐技術。顯然，促進云網(wǎng)融合已成為SDN/NFV引入的重要動力。

　　依托SDN/NFV技術，全球主流的運營商都在積極實施網(wǎng)絡重構戰(zhàn)略。例如，AT&T啟動了Domain 2.0項目，中國電信也提出了網(wǎng)絡架構重構的戰(zhàn)略構想：構建包括協(xié)同編排、網(wǎng)絡功能、基礎設施的新3層架構;具備包含運營集約、資源統(tǒng)一、網(wǎng)絡開放的新網(wǎng)絡能力;新架構的特征則表現(xiàn)為SDN/NFV化、網(wǎng)絡去層級化、網(wǎng)元部署DC化和IT與網(wǎng)絡深度融合化等。

　　運營商云網(wǎng)融合的愿景是聚焦5類DC的建設，基于云平臺和SDN/NFV技術構建云網(wǎng)融合承載體系。DC內(nèi)部通過云平臺實現(xiàn)虛擬資源管理;DC 間通過專用DCI承載網(wǎng)絡互聯(lián);DC內(nèi)與DCI廣泛采用SDN/NFV技術實現(xiàn)承載優(yōu)化;SDN/NFV控制平面構建邏輯上獨立的DC進行管理，包括 ICT統(tǒng)一編排器、SDN控制器、MANO、部分VNF等。

　　SDN/NFV技術 發(fā)展思路逐漸清晰

　　SDN的應用已不再局限于IDC，電信領域?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的研究熱點分為縱向與橫向2個層面：縱向熱點聚焦業(yè)務編排、控制器、轉(zhuǎn)發(fā)三項技術;橫向熱點則聚焦SDN過渡、 NFV、 Openflow技術。

　　SDN的三項關鍵技術中，電信運營商首先重視SDN過渡(transition)和NFV技術，Openflow和Overlay廣域網(wǎng)中的應用場景尚在摸索中。目前SDN過渡技術方案主要被運營商用于各類網(wǎng)絡領域的流量優(yōu)化、承載控制面能力提升，以及增強資源靈活調(diào)度能力。一年以來，隨著各類 Mano試點和OPNFV社區(qū)的成立，形成新的NFV應用高潮， NFV基礎設施、控制/編排層、固移網(wǎng)元的軟件化與虛擬化是NFV技術當前的研究熱點，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。

　　在各類SDN/NFV的實現(xiàn)技術中，開源技術和開源社區(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)展已有取代標準化工作之勢，成為業(yè)界普遍關注的焦點，開源軟件是目前運營商獲取核心技術的主要方式。對于運營商而言，關注高度活躍社區(qū)，增加社區(qū)影響力，參與社區(qū)決策，是影響未來技術選型的關鍵。

　　同時，對SDN/NFV的標準化研究同樣已成為各標準組織的工作重點：

　　IETF各主要工作組均針對SDN/NFV技術開展研究，但網(wǎng)絡廠商博弈仍然激烈，進度偏慢。目前最受關注的是IETF中有關的SDN/NFV 研究項目、Overlay技術、各類有關IGP/BGP的協(xié)議增強、業(yè)務鏈等承載技術，此外，IETF還開展了對I2RS架構、YANG模型、 Netconf、SUPA等有關北向接口、信息/配置協(xié)議、策略控制等熱點技術的研究。

　　ETSI NFV進展大大加快，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、服務質(zhì)量、管理與編排、可靠性、安全性等多個方面。業(yè)界目前重點關注的MANO和集成測試方面的進展依然緩慢，極大影響了NFV技術的開發(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。南向接口標準已趨成熟，包含 OpenFlow-Switch、 OpenFlow-Config、OpenFlow-NDM三個標準。隨著標準化工作的逐步展開，ONF又啟動了OF-Config協(xié)議、 SDN架構、網(wǎng)絡遷移、北向接口、SDN安全等方面的標準化工作。目前，最新標準已發(fā)布至OpenFlow 1.4版本。

　　從技術發(fā)展趨勢來看，SDN演進技術是網(wǎng)絡平穩(wěn)過渡的重要保障，OF技術具備極大的業(yè)務創(chuàng)新潛力，NFV有助于高效業(yè)務部署，是云網(wǎng)融合的關鍵。

　　在云網(wǎng)融合的演進過程中，NFV可逐步應用于IP RAN、移動核心網(wǎng)、IP edge、IDC內(nèi)部/出口等專業(yè)領域，其中，Service Chaining是最受關注的NFV應用，涉及固移融合、寬帶IP網(wǎng)、移動核心網(wǎng)等領域。此外，NFV的演進需要把握三個方面：首先，硬件設備的服務器化、功能軟件化是重點;其次，網(wǎng)絡資源虛擬化相關標準、包括性能在內(nèi)的NFV實現(xiàn)技術等難點;最后，目前的NFV推動中較多關注編排與控制，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實踐

　　中國電信在SDN/NFV技術應用方面進行了積極實踐，其中以IP網(wǎng)絡為例，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)絡訪問業(yè)務/用戶差異化、業(yè)務繞轉(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，實現(xiàn)大規(guī)模互聯(lián)網(wǎng)高效管控和業(yè)務保障。

　　IP城域網(wǎng)流量優(yōu)化調(diào)度試點：中國電信在廣東構建了SDN集中式流量控制系統(tǒng)，實現(xiàn)省內(nèi)全局流量與路由掌控，包括城域網(wǎng)、IDC網(wǎng)絡的流量可視化，實現(xiàn)基于省內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)平臺進行靈活流量調(diào)度，提升網(wǎng)絡轉(zhuǎn)發(fā)效率。中國電信選取深圳城域網(wǎng)和IDC匯聚平臺實現(xiàn)跨域流量調(diào)度試驗，采用BPG-FS方案實現(xiàn)基于五元組流量調(diào)度，實現(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試點應用：中國電信在浙江試點H3C新城域網(wǎng)技術方案，目標是實現(xiàn)城域網(wǎng)設備形態(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資源池進行控制。

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