网络重构对电信运营商来讲是挑战和机遇并存,如何实现传统网络向SDN/NFV新网络的转型,成为摆在运营商面前的一道难题。其中最重要的一部分就是CO(Central Office)机房的改造:机房如何改造?设备如何改造?业务功能怎么部署?这些都是需要重点研究的问题。
目前,海外主流运营商及相关组织投入了很大的热情进行CO重构的研究,这其中以美国的AT&T和欧洲的Orange、DT为典型代表。
国内运营商也开始思考如何通过对本地网CO重构实现边缘DC的建设。与互联网公司相比,数量众多、接近用户的属地化边缘DC是电信运营商的核心优势和重要资产。边缘DC建设的重点就是对现有的本地网CO进行重构。中国电信发布了CTNet2025技术白皮书,定义了未来的网络架构和演进步骤,为中国电信CO重构指明了演进方向;中国移动发布的TIC下一代网络规划,详细定义了中国移动下一步的网络规划路线,也明确了CO(边缘TIC)重构的总体目标;中国联通发布了CUBE战略,明确定义了中国联通未来的网络架构和演进路线。CO重构相关的试验和试点,已经在国内如火如荼地开展起来。
中兴通讯CO重构方案
中兴通讯CO重构方案的主要思想是,承载各种VNF(Virtual Network Function),激发业务创新和缩短业务提供时间;支持随选网络,包括网络连接随选和网络业务随选;满足用户定制化、差异化服务;业务靠近用户,提升用户体验。
中兴通讯CO重构方案如图1所示。
● 云接入网络:支持基于动态策略业务分流到数据中心;支持到边缘DC(EDC)的备份和负荷分担。
● EDC/DDC:基于spine-leaf数据中心交换架构,实现基于VxLAN的云数据中心网络架构;在DC内搭建统一的基础云平台,形成基于vDC的基础云网络设施;支持NFV的统一业务编排、部署以及各种业务功能和业务链。
● EDC/DDC之间的DCI:承载数据中心之间的东西向流量;支持新兴业务的南北向流量,比如CDN业务、绿色上网的南北向流量。
● 基于SDN和云的运维管理:通过统一的编排和管理系统实现对SDN基础网络和NFV虚拟网络功能的统一部署和管理。
CO重构方案核心要点
机房选择考虑的主要因素
传统电信专用设备每机架功率密度约2kW~4kW,而数据中心的IT机架可以容纳20~30台服务器,功率密度将提升到每机架10kW~20kW,因此CO机房对机房的电力、空调都提出更高的要求。此外,一个CO机房可以覆盖的用户数比传统机房提升数倍乃至十几倍,单个数据中心内放置的COTS服务器、网络等设备数量也将大幅提升,需要预留足够的机房空间。边缘DC的选择,需要综合考虑电力、空调、面积、承重及光纤资源等多个因素,选择合适的CO机房进行改造。由于PSTN退网已经腾空一些机房,建议优先从PSTN退网机房中选择条件合适的进行DC化改造。
CO机房DC化改造
机房DC化改造主要内容是将传统机房进行DC化改造,构建云化的DC网络基础设施。基于这个基本目标,CO机房DC化改造的要点如图2所示,主要包括:
● 建设基于VxLAN的多级DC的云化网络。多级DC包含核心DC、区域DC、边缘DC、远端模块等;将多级DC形成的云化DC网络,统一管理和调度。
● 部署云管理平台,实现DC资源的统一管控。通过云管平台实现跨三方的数据中心资源池的互通,实现虚拟云资源池;部署SDN控制器,通过控制器实现整个vDC网络连接的打通,以及相关业务功能连接的打通。
● 建设公共资源池,提高设备的利用率和可靠性。公共资源池包括IT云资源池、CT云资源池、公网的转发资源池等。中兴通讯创新提出的公共高性能转发资源池设备TTGW(Tunnel Terminate Gateway),满足vBRAS大流量、高QoS业务、高性能的需求;满足未来灵活的业务流分类的需求;满足固移融合的需求。建设vBRAS X86公共转发资源池,满足小流量、高会话业务的需求。两种资源池互为补充,满足不同业务需求。
CO内业务的部署
在CO内部署虚拟化业务,需要根据业务的自身特点,分层次部署。业务分层次部署主要考虑的因素有:带宽需求、时延需求、覆盖需求等。将高带宽、低时延的业务部署在边缘DC;将流量要求不高、时延要求不高、覆盖广的业务部署在区域DC或核心DC。
● vBRAS业务的部署
中兴通讯推出的C/U分离的vBRAS架构,实现了控制与转发的解耦。中兴通讯支持两种vBRAS形态,以支持不同的流量/会话密度的应用场景。控制面基于NFV架构实现虚拟化,自动部署、弹性伸缩;转发面部署高性能转发面,满足大流量、高性能转发需求;部署X86通用转发面,满足灵活的多业务功能部署的需求。
在CO重构解决方案中,部署vBRAS转发面双资源池方式:高性能转发资源池演进成TTGW设备,作为多业务的公共性能转发资源池,从而满足高带宽、低时延、高QoS业务的需求;部署X86转发资源池作为高性能转发资源池的补充,实现高并发、小流量、低QoS要求的业务处理;双池互补,完美配合,满足未来业务弹性、高性能的综合需求。
● Elastic VPN业务的部署
中兴通讯推出的Elastic VPN云网一体化方案,通过云网联动实现企业专线的自动化部署和运维。通过在CO内部署vCPE相关的VNF,实现业务的弹性伸缩、自动部署,满足用户网络按需、业务随选的需求。中兴通讯推出的vMSR(virtual Multiple Service Router)实现基于业务链的vCGN、vFW、vLNS等业务功能,满足用户灵活定制的需求。同时vMSR提供共享方式满足政企小客户VPN的需求,也提供独享方式满足大客户专线的需求。通过中兴通讯的Elastic VPN业务的部署,实现企业VPN站点之间的互访,实现企业用户访问云资源池公有云资源和私有云资源,实现企业用户访问Internet等多种业务需求。
● vCDN业务的部署
大视频业务在网络业务流量中的占比越来越高,大视频对网络带宽、时延、丢包率等要求越来越高,相关的视频服务有不断下沉的需求。vCDN的部署层次可能会更多,部署的位置也可能会更低。在CO重构方案中,vCDN需要根据业务需求分层次多级部署,命中率高的业务部署在边缘DC甚至远端模块,命中率低的部署在区域DC或核心DC。
● vEPC业务的部署
目前vEPC在网络基础设施中是虚拟化进度比较快的业务网元。为了满足5G/5G+时代高带宽、低时延、高并发的需求,vEPC采用控制与转发分离的架构,数据面和控制面可以分层次部署在不同DC中。数据面终结在边缘DC(CO机房),从而实现高带宽、低时延的需求;控制面部署在区域或核心DC,实现大并发、广覆盖的需求。
其他如物联网业务等,也可以根据自身的特点分层次部署。
中兴通讯CO重构整体解决方案,践行中国国家宽带战略,服务于国内外运营商未来的网络架构,为国内外运营商架构转型提供强有力的支撑。