随着互联网、云计算、大数据、人工智能等技术的快速发展和创新应用，各行各业迎来数字化转型的浪潮，全社会进入数字化转型时代。数据成为水、电一样满足企业和个人生产生活需求的核心要素，承载、传输数据的云网基础设施成为支撑全社会转型升级的基石。

电信运营商IP骨干网作为云网基础设施的核心部分，需要面向云网业务发展新需求，构建新型网络架构、引入新技术，助力全行业数字化转型。

云网业务新需求

云作为数据载体，逐渐向中心云、区域云、边缘云多级部署架构演进，满足数字化转型在算力、存储、可靠性、安全性、性能等方面的差异化应用需求。网络作为数据流通的“动脉”则需要在各级云、站点、终端之间提供差异化、敏捷化、智慧化的联接服务。

电信运营商IP骨干网需要满足云网业务需求：

- 多云多网互联：不同的企业可能根据各自情况选择使用运营商自营公有云、第三方公有云、企业私有云等多云混合云，并通过OLT、IP RAN、OTN等多种接入形式，IP骨干网需要具备多云多网任意互联能力；

- 差异化承载：IP骨干网需要具备提供差异化承载服务能力，满足不同客户在SLA、价格等方面的差异化需求；

- 安全保障：IP骨干网需要对业务进行有效隔离并提供高可靠的网络承载；

- 敏捷服务：云网融合业务要求网络能够适配资源池化、快速伸缩、按需自主、服务可度量等云基本特征，IP骨干网需要具备网络资源和状态可视化、网络能力服务化开放化能力，支持业务快速上线、网络快速开通、故障快速定位。

云骨干网新架构

电信运营商IP骨干网在5G时代难以适应云网业务在质量保证和业务开通方面的要求，需要对网络架构进行整体升级。

运营商云骨干网架构包含网络资源层、网络控制层、业务编排层三个层次（见图1）。

网络资源层，云骨干网提供各类云和各种本地网之间数据流通的管道。云骨干网采用P和PE（Provider Edge）两级扁平化组网，以云的位置和规模设置云PE，按本地网设置网PE。

网络控制层，云骨干控制器提供能力包括：云骨干网的拓扑、资源、质量等状态可视管理，云网VPN、TE（流量工程）路径等业务的自动化集中部署，及网络功能服务化接口。

业务编排层，云网业务编排器实现多云多网环境下的云专线、云互联等云网一体化业务快速开通。

           图1  运营商骨干网网络架构

云骨干网新技术

在云骨干网新架构下（见图2），需要引入新技术满足云网业务在业务承载、敏捷服务、安全保障等方面的需求。

                图2   运营商云骨干网技术架构

业务承载技术演进

在业务承载方面，SRv6和BIER是云骨干网技术演进方向，分别用于承载单播业务和组播业务。

SRv6是基于IPv6转发面的Segment Routing技术，采用IPv6地址作为SRv6 SID（Segment ID），并通过IPv6 SRH（Segment Routing Header）扩展头携带包含多个SRv6 SID的SID List进行源路由转发实现流量工程差异化承载，128bits长度的SRv6 SID由用于寻址的Locator、用于拓扑和业务操作的Function和Argument三部分组成，具备原生路由和灵活编程的能力。相对于传统MPLS和SR-MPLS技术，SRv6是云网业务承载的最佳技术方案：一是SRv6 SID支持原生IPv6转发，有利于IPv6目标网络演进以及云网业务跨域一跳拉通；二是SRv6 SID支持灵活编程，有利于云网业务应用创新；三是控制面极简部署，有利于SDN集中控制和网络快速开通。

BIER（Bit Index Explicit Replication）是一种基于位索引显式复制的新型组播技术。该技术具备以下特征：一是协议简化，BIER基于IGP、BGP等路由协议扩展交互控制面信息，无需部署独立的协议并进行RP规划；二是流状态无关，BIER不需要中间节点维持任何组播流状态，BIER转发依赖的BIFT表基于拓扑计算生成，不受组播业务源和接收者变化影响，具备良好的业务扩展性、网络稳定性以及收敛确定性；三是网业分离，BIER作为独立传送技术，既可以灵活适配各种路由环境（IPv4或IPv6，OSPF、ISIS或BGP，AS域内或AS域间），也可以灵活适配各种上层组播应用（IPv4、IPv6或L2，全局或VPN），上层组播应用和底层路由环境没有耦合关系。BIER技术的引入将赋予云骨干网云网组播业务能力。

敏捷服务新技术

在敏捷服务方面，云骨干网需要引入TWAMP、BGP-LS、Netconf/YANG、BGP for SRv6 Policy、IOAM、Telemetry等新技术，并与SDN控制器以及云网业务编排器配合，提供资源状态可视、网络快速开通、故障快速定位等能力。

TWAMP可对网络链路丢包率、时延、抖动等质量状况进行测量，并通过IGP扩展进行泛洪；BGP-LS可将网络拓扑、资源状态、质量状态、SRv6 SID等信息上报SDN控制器。SDN控制器可以基于这些信息进行可视化管理和云网业务差异化路径计算。

Netconf/YANG和BGP for SRv6 Policy用于SDN控制器对接云骨干网设备，实现VPN业务和差异化承载路径的自动化部署。

IOAM技术在指定的业务流量中插入控制信息，由转发设备根据这些控制信息对业务流量相关信息进行采集上报给分析器，检测指定业务的时延、丢包等性能信息，从而实现网络质量SLA实时可视、快速故障定界和定位。在部署SRv6的云骨干网中，IOAM控制信息可以放在IPv6 DOH头部，采集信息可以通过Telemetry上报。

Telemetry是一种基于YANG模型定义、GPB数据编码、GRPC通道传输的数据推送技术，其特点是数据结构化、高频推送和高效传输。Telemetry可以将云骨干网的拓扑状态、性能状态、业务质量等信息更加精确地上报给SDN控制器，这些信息有助于云网业务应用创新，比如客户SLA可视服务、流量调优、预防性故障修复等。

敏捷服务还要求云骨干网的SDN控制器将资源可视、质量可视、业务部署等网络能力定义成统一的网络服务接口，由云网业务编排器灵活调用，实现多云多网场景云网一体化服务。

安全保障

在安全保障方面，云骨干网可以利用SRv6相关机制保障网络和业务可靠性，并引入FlexAglo、FlexE等技术提供云网业务资源隔离保障。

SRv6具备多个层次的可靠性机制，一是TI-LFA FRR和Protected Adj-SID通过预设的保护路径对END和END.X提供局部保护，二是SRv6 Policy的多个Candidate Path之间通过Hot-Standby预设路径或路由收敛方式对主路径提供端到端保护，三是SRv6 Policy的Candidate Path下多个SID List之间互为端到端保护路径。结合BFD/S-BFD快速故障检测技术，可实现50ms级别的保护倒换。

SRv6 FlexAglo技术可以通过部署不同的算法ID和约束条件，将云骨干网划分为不同的网络切片，每个切片包含一组节点和链路，有独立的资源保障，可实现大带宽、低时延等确定性业务保障诉求。切片节点由相应FlexAglo算法的ID标识，切片链路由相应的Affinity属性或SliceID标识，链路可以是物理接口、FlexE接口或配置队列资源有带宽保障的子接口，FlexE接口的带宽为5Gbps的倍数，子接口的带宽比较灵活、可以几Mbps到几十Gbps不等。

电信运营商作为数字产业的主力军，应以云为中心，通过网络重构和技术升级，构建面向服务、敏捷和精准的云网底座，助力全社会数字化转型。在向云骨干目标架构演进过程中，运营商应结合自身网络基础、目标客户云网业务诉求以及新技术标准化进程，制定合适的演进路线，稳步推进云骨干网建设，通过自身网络转型升级，更好地服务国家数字化转型。