SDN/NFV：加速網(wǎng)絡(luò )重構和云網(wǎng)融合

　　ICCSZ訊    近年來(lái)，云計算的不斷發(fā)展對網(wǎng)絡(luò )帶寬提出了越來(lái)越搞得要求，用戶(hù)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，實(shí)現云網(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增長(cháng)。隨著(zhù)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(lái)對網(wǎng)絡(luò )與帶寬的要求將越來(lái)越高。

　　日前，AlphaGo與李世石的人機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)機器人，AI、 IBMW自然語(yǔ)言處理等云端智能平臺的持續發(fā)展，都在尋求大帶寬、低時(shí)延和無(wú)處不在的連接;在視頻業(yè)務(wù)方面，固定4K視頻、移動(dòng)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(xiàn)游戲等將對網(wǎng)絡(luò )提出更高要求;5G時(shí)代即將到來(lái)，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(shí)，智慧家庭業(yè)務(wù)隨智能終端的成熟也不斷豐富，出現了家庭安防、自動(dòng)化、智能抄表、能源管理、車(chē)聯(lián)網(wǎng)等海量連接需求;此外，可穿戴設備、移動(dòng)視頻的內容制造，分發(fā)及無(wú)縫體驗，各類(lèi)面向消費、生活服務(wù)、健康、交通等領(lǐng)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)數字化的逐步興起等都給網(wǎng)絡(luò )帶來(lái)了新的挑戰。

　　用戶(hù)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張，用戶(hù)業(yè)務(wù)需求最終轉化為對計算、存儲進(jìn)行調整，云資源協(xié)同需要網(wǎng)絡(luò )擴展能力;另一方面是對網(wǎng)絡(luò )需求的擴張，用戶(hù)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(lèi)網(wǎng)元的動(dòng)態(tài)擴展能力。無(wú)論是DC內還是DC外部，用戶(hù)需求的動(dòng)態(tài)調整均需要網(wǎng)絡(luò )的參與，云網(wǎng)融合構建新的運營(yíng)體系是滿(mǎn)足未來(lái)用戶(hù)/業(yè)務(wù)發(fā)展的必經(jīng)之路。

　　然而，我們傳統的電信網(wǎng)絡(luò )建設無(wú)法很好地滿(mǎn)足云網(wǎng)融合的需求。高昂的運維成本、復雜的運營(yíng)模式、對廠(chǎng)商過(guò)于依賴(lài)等、垂直的“煙囪”太多、網(wǎng)絡(luò )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(wèn)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，SDN/NFV是滿(mǎn)足云環(huán)境/云化服務(wù)擴展性、構筑云網(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(dòng)力。

　　依托SDN/NFV技術(shù)，全球主流的運營(yíng)商都在積極實(shí)施網(wǎng)絡(luò )重構戰略。例如，AT&T啟動(dòng)了Domain 2.0項目，中國電信也提出了網(wǎng)絡(luò )架構重構的戰略構想：構建包括協(xié)同編排、網(wǎng)絡(luò )功能、基礎設施的新3層架構;具備包含運營(yíng)集約、資源統一、網(wǎng)絡(luò )開(kāi)放的新網(wǎng)絡(luò )能力;新架構的特征則表現為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。

　　運營(yíng)商云網(wǎng)融合的愿景是聚焦5類(lèi)DC的建設，基于云平臺和SDN/NFV技術(shù)構建云網(wǎng)融合承載體系。DC內部通過(guò)云平臺實(shí)現虛擬資源管理;DC 間通過(guò)專(zhuān)用DCI承載網(wǎng)絡(luò )互聯(lián);DC內與DCI廣泛采用SDN/NFV技術(shù)實(shí)現承載優(yōu)化;SDN/NFV控制平面構建邏輯上獨立的DC進(jìn)行管理，包括 ICT統一編排器、SDN控制器、MANO、部分VNF等。

　　SDN/NFV技術(shù) 發(fā)展思路逐漸清晰

　　SDN的應用已不再局限于IDC，電信領(lǐng)域對于SDN的研究熱點(diǎn)分為縱向與橫向2個(gè)層面：縱向熱點(diǎn)聚焦業(yè)務(wù)編排、控制器、轉發(fā)三項技術(shù);橫向熱點(diǎn)則聚焦SDN過(guò)渡、 NFV、 Openflow技術(shù)。

　　SDN的三項關(guān)鍵技術(shù)中，電信運營(yíng)商首先重視SDN過(guò)渡(transition)和NFV技術(shù)，Openflow和Overlay廣域網(wǎng)中的應用場(chǎng)景尚在摸索中。目前SDN過(guò)渡技術(shù)方案主要被運營(yíng)商用于各類(lèi)網(wǎng)絡(luò )領(lǐng)域的流量?jì)?yōu)化、承載控制面能力提升，以及增強資源靈活調度能力。一年以來(lái)，隨著(zhù)各類(lèi) Mano試點(diǎn)和OPNFV社區的成立，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(shù)當前的研究熱點(diǎn)，短期內NFV的性能提升、各類(lèi)VNF資源池部署方案依然是研究中的難點(diǎn)。

　　在各類(lèi)SDN/NFV的實(shí)現技術(shù)中，開(kāi)源技術(shù)和開(kāi)源社區已經(jīng)形成重要支撐，是推動(dòng)SDN/NFV發(fā)展的核心力量。大型開(kāi)源社區的發(fā)展已有取代標準化工作之勢，成為業(yè)界普遍關(guān)注的焦點(diǎn)，開(kāi)源軟件是目前運營(yíng)商獲取核心技術(shù)的主要方式。對于運營(yíng)商而言，關(guān)注高度活躍社區，增加社區影響力，參與社區決策，是影響未來(lái)技術(shù)選型的關(guān)鍵。

　　同時(shí)，對SDN/NFV的標準化研究同樣已成為各標準組織的工作重點(diǎn)：

　　IETF各主要工作組均針對SDN/NFV技術(shù)開(kāi)展研究，但網(wǎng)絡(luò )廠(chǎng)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(lèi)有關(guān)IGP/BGP的協(xié)議增強、業(yè)務(wù)鏈等承載技術(shù)，此外，IETF還開(kāi)展了對I2RS架構、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(shū)，涵蓋NFV架構、服務(wù)質(zhì)量、管理與編排、可靠性、安全性等多個(gè)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(kāi)發(fā)與推廣。

　　ONF初始工作的核心是開(kāi)發(fā)和推動(dòng)南向接口協(xié)議OpenFlow的發(fā)展成熟，目前開(kāi)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(gè)標準。隨著(zhù)標準化工作的逐步展開(kāi)，ONF又啟動(dòng)了OF-Config協(xié)議、 SDN架構、網(wǎng)絡(luò )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(shù)發(fā)展趨勢來(lái)看，SDN演進(jìn)技術(shù)是網(wǎng)絡(luò )平穩過(guò)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(guò)程中，NFV可逐步應用于IP RAN、移動(dòng)核心網(wǎng)、IP edge、IDC內部/出口等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，其中，Service Chaining是最受關(guān)注的NFV應用，涉及固移融合、寬帶IP網(wǎng)、移動(dòng)核心網(wǎng)等領(lǐng)域。此外，NFV的演進(jìn)需要把握三個(gè)方面：首先，硬件設備的服務(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)標準、包括性能在內的NFV實(shí)現技術(shù)等難點(diǎn);最后，目前的NFV推動(dòng)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(kāi)放的VNF組件來(lái)支撐。

　　中國電信的SDN/NFV實(shí)踐

　　中國電信在SDN/NFV技術(shù)應用方面進(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)多維度智能調度系統與應用部署：解決大規模骨干網(wǎng)匯接層鏈路均衡調度、國際網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)業(yè)務(wù)/用戶(hù)差異化、業(yè)務(wù)繞轉等難題;基于路由、流量、質(zhì)量監測等多個(gè)維度的流量調度能力，實(shí)現大規?；ヂ?lián)網(wǎng)高效管控和業(yè)務(wù)保障。

　　IP城域網(wǎng)流量?jì)?yōu)化調度試點(diǎn)：中國電信在廣東構建了SDN集中式流量控制系統，實(shí)現省內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)現基于省內轉發(fā)平臺進(jìn)行靈活流量調度，提升網(wǎng)絡(luò )轉發(fā)效率。中國電信選取深圳城域網(wǎng)和IDC匯聚平臺實(shí)現跨域流量調度試驗，采用BPG-FS方案實(shí)現基于五元組流量調度，實(shí)現了策略動(dòng)態(tài)調整城域網(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)應用：中國電信在浙江試點(diǎn)H3C新城域網(wǎng)技術(shù)方案，目標是實(shí)現城域網(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Vxlan;SDN控制器支持對vBRAS及各類(lèi)VNF資源池進(jìn)行控制。

　　基于SDN的DCI承載控制系統：基于MPLS+Openflow技術(shù)提出的DC互聯(lián)承載技術(shù)方案，構建跨數據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，開(kāi)發(fā)控制器plug-in實(shí)現用戶(hù)業(yè)務(wù)定制、網(wǎng)絡(luò )自動(dòng)開(kāi)通、租戶(hù)流量調度、用戶(hù)就近訪(fǎng)問(wèn)、DC 間的容災備份等業(yè)務(wù)功能。（中國電信廣州研究院數據通信研究所所長(cháng) 唐宏）