?寬帶遠程接入服務器設備(BRAS)位于運營商城域網的網絡服務提供點(POP),是用戶實現各種業務的入口,作為用戶接入網絡第一跳網關,BRAS維護了大量用戶相關的業務屬性、配置及狀態,包括:用戶IP地址、PPPoE/IPoE會話、Qos和ACL屬性等,這些表項和屬性直接關系到用戶業務的安全性及服務質量,BRAS在城域網中的關鍵地位不言而喻。
? ? ? ?運營商網絡重構是近年來運營商行業最為火熱的一個話題之一,CORD則是運營商網絡重構的重要組成部分。CORD是Central Office Re-architected as Datacenter的縮寫,簡單的理解就是網絡機房的DC化改造。而R(Residential)-CORD,對于國內運營商來說就是城域網的DC化改造。
城域網是運營商網絡的重要組成部分,也是運營商收入的重要來源,但是隨著“互聯網+”的快速發展,以及面對互聯網OTT業務的挑戰,運營商的城域網遇到了多種問題和困難。運營商迫切希望通過城域網的重構,即R-CORD,構建一個開放的,靈活的新型城域網,降低成本,提高收益,提升競爭力。
運營商城域網包括傳輸承載系統,業務控制系統,OSS/BSS系統等,各系統中都有大量的專有硬件和私有接口,系統封閉且運營復雜,而且專用硬件通用性差,價格高且易被單廠家鎖定。網絡設備分散,負載不均,導致設備利用率不高,進一步拉高了網絡建設成本。運營商迫切希望通過網絡重構,即R-CORD,解決以上問題。
一、將SDN、NFV和云計算技術應用到城域網中
SDN、NFV和云計算是一種通用技術,在互聯網行業應用最為廣泛并且也取得了巨大成功。運營商的城域網絡和互聯網行業的網絡有著很大的差別,所以運營商城域R-CORD對SDN、NFV和云計算的應用方式也有自身的特點。
1.城域網的DC化重構
傳統城域網各個業務系統是獨立的,系統內部基本都是專用硬件和私有接口,各業務系統之間不能共享資源,行成一個一個的業務煙囪。網絡建設也基本是根據行政區域劃分進行的,機房分散在各地,業務不能跨機房調度,無法實現資源和管理的集約化。DC化的目的是實現資源的集中部署,借助云計算技術構建資源池,打破業務煙囪,實現資源共享和統一調度,提高資源的利用率,降低網絡建設成本。
2.NFV
NFV則是將專用硬件軟化為虛擬網元,部署在通用X86服務器上。運營商希望通過NFV技術擺脫專用硬件的束縛,實現基礎設置和網絡設備的通用化,降低成本。NFV網元功能靈活,可以實現vBRAS,vLNS,vFW,vLB,vCPE等功能,開展新業務只需要升級或創建新的NFV網元即可,不需要修改底層的X86服務器,從而實現業務的快速部署和快速上線。
3.SDN
SDN技術包含多個方面,其中一項就是Overlay技術。可以利用Overlay技術的VXLAN隧道構建一個大二層網絡,擺脫資源使用者和資源所有者之間物理位置的限制,做到“哪里有資源就去哪里”,徹底改變原有“哪里需要資源哪里建”的舊模式,實現資源的全局調度。(如圖1所示)
圖1.傳統剛性管道到DC化資源池的轉變
二、新型城域網vBRAS資源池解決方案設計思路
新型城域網vBRAS資源池解決方案基于SDN,NFV和云計算技術,遵循標準的ETSI NFV架構,提供NFV-O,VNFM,VIM,NFVI,VNF,EM等標準組件。
圖2.新型城域網vBRAS資源池解決方案架構
新型城域網vBRAS資源池解決方案將多個vBRAS網元組成一個資源池,部署在NFVI基礎架構上,通過MANO來管理和編排業務。由接入網的匯聚交換機通過VXLAN隧道將用戶的業務引流到新型城域網DC的前置交換機Pool-GW,再由Pool-GW將業務分流到資源池內具體的vBRAS網元進行處理。Pool-GW是資源池的入口交換機,它可以對外屏蔽資源池內網元變化,接入網的匯聚交換機只需要和Pool-GW建立VXLAN隧道,資源池內部vBRAS網元變化和伸縮都不會對匯聚交換機產生任何影響,從而簡化了接入網的管理,實現了真正的資源池化。
新型城域網vBRAS資源池解決方案是一套完整的R-CORD解決方案,而且也是一套開放的解決方案,各個組件均可以實現異廠家的互通,也就是運營商常說的解耦,例如VIM的解耦,NFVI的解耦,虛擬化平臺的解耦。新華三也在積極參與運營商研究院的解耦測試以及地市的解耦試點工作,2016年新華三就已經和中國電信北京研究院完成了ETSI NFV標準架構下各組件的解耦測試,實現了多個廠家之間的互通。
三、新型城域網vBRAS資源池解決方案在運營商城域網的實際應用
圖3.vBRAS資源池解決方案典型組網
圖3是新型城域網DC的一個典型組網,已實際部署在江蘇電信、江西電信、山東聯通等運營商局點。DC內部署了控制域和業務域,為了提高可靠性,控制域的管理組件都是采用集群方式部署,業務域的vBRAS資源池都掛在Pool-GW下,由Pool-GW作為整個DC或資源池的統一入口和出口。遠端匯聚交換機的通過VXLAN隧道接入到Pool-GW,再由Pool-GW通過VXLAN隧道分流到各個vBRAS網元進行處理。在實際實施時,有的局點仍然保留了傳統的BRAS/SR設備用于承載傳統的寬帶業務,只是先將大會話小流量類業務切換到vBRAS資源池承載,主要目的是先從部分業務入手,充分利舊,保護現有投資,后續再逐步實現全網全業務的重構。當然也有局點直接用vBRAS資源池做全業務的承載。
新型城域網解決方案也是隨著運營商網絡重構逐步完善和改進的。2016年之前基本是單個vBRAS網元功能驗證和小規模試點,2016年實現了vBRAS資源池的部署并且承載規模用戶。2017年則開始投入多級DC的構建,滿足單個地市整個城域網重構的需求。
圖4.多級DC組網
圖4是運營商某地市城域網的多級DC的組網圖,基于H3C新型城域網解決方案,構建兩級DC,其中兩個核心DC、多個邊緣DC。核心DC主要承載需要集中控制的業務,例如ITMS/RMS,VOIP等業務。邊緣DC主要承載對時延比較敏感的業務以及大流量類業務,例如寬帶上網業務,IPTV業務等。DC之間建立DCI的直連鏈路,兩個核心DC之間可以互相備份,所有業務都可以在兩個核心DC之間全局調度。每個匯聚交換機都雙上聯到兩個邊緣DC,單個邊緣DC故障或者匯聚交換機單個上聯鏈路故障,業務可以快速切換到另一個邊緣DC。
結束語
運營商網絡重構的R-CORD是一個長期且復雜的工作,也是運營商勢在必行的工作。通過在多個運營商的多個地市的商用部署,新型城域網解決方案實現了規模業務承載,使運營商切實感受到了成本優勢和技術優勢。同時,新型城域網解決方案也在會根據運營商網絡和業務的要求不斷發展和完善,以便更好的支持運營商網絡重構工作。
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