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SDN/NFV:加速网络重构和云网融合

来源:未知 作者:玄武 人气: 发布时间:2016-04-28 09:53

  近年来,云计算的不断发展对网络带宽提出了越来越高的要求,用户需求的不断升级使得云网融合成为必然趋势。SDN/NFV的引入是促进网络重构,实现云网融合的重要手段。

  云网融合 需要引入SDN/NFV

  应用云与行业云对带宽的需求持续增长。随着云端智能、视频、5G网络、智慧家庭、电商与App平台、物联网等业务和技术的发展,它们未来对网络与带宽的要求将越来越高。

  前段时间,AlphaGo与李世石的人机对弈吸引了全球目光。事实上,AlphaGo正是由云计算在背后支撑的AI(人工智能)机器人,AI、IBMW自然语言处理等云端智能平台的持续发展,都在寻求大带宽、低时延和无处不在的连接;在视频业务方面,固定4K视频、移动2K视频走向成熟,8K视频崭露头角,VR成为热点,8K 360度全景视频、在线游戏等将对网络提出更高要求;5G时代即将到来,要求网络速度更快、连接更多、容量更大、延迟更短、频谱效率更高;同时,智慧家庭业务随着智能终端的成熟也不断丰富,出现了家庭安防、自动化、智能抄表、能源管理、车联网等海量连接需求。此外,可穿戴设备和移动视频的内容制造、分发及无缝体验,各类面向消费、生活服务、健康、交通等领域的电商平台和行业应用云平台的蓬勃发展,工业物联网与工业数字化的逐步兴起等都给网络带来了新的挑战。

  用户需求的弹性升级促进了网络与云走向融合,这也进一步加速了业务创新。一方面是对云资源需求的扩张,用户业务需求最终转化为对计算、存储进行调整,云资源协同需要网络扩展能力;另一方面是对网络需求的扩张,用户需求(广域/DC)变化首先反映在对网络的需求上,要求管道与各类网元的动态扩展能力。无论是DC内部还是DC外部,用户需求的动态调整均需要网络的参与,云网融合构建新的运营体系是满足未来用户/业务发展的必经之路。

  然而,我们传统的电信网络建设无法很好地满足云网融合的需求。高昂的运维成本、复杂的运营模式、对厂商过于依赖等,垂直的“烟囱”太多、网络架构灵活性不足等,成为云网融合的巨大障碍。SDN/NFV的引入将有效解决这些问题,降低OPEX、增加业务灵活性、加速创新已成为SDN/NFV的主要目标,SDN/NFV是满足云环境/云化服务扩展性、构筑云网融合体系的支撑技术。显然,促进云网融合已成为SDN/NFV引入的重要动力。

  依托SDN/NFV技术,全球主流的运营商都在积极实施网络重构战略。例如,AT&T启动了Domain 2.0项目,中国电信也提出了网络架构重构的战略构想:构建包括协同编排、网络功能、基础设施的新3层架构;具备包含运营集约、资源统一、网络开放的新网络能力;新架构的特征则表现为SDN/NFV化、网络去层级化、网元部署DC化和IT与网络深度融合化等。

  运营商云网融合的愿景是聚焦5类DC的建设,基于云平台和SDN/NFV技术构建云网融合承载体系。DC内部通过云平台实现虚拟资源管理;DC间通过专用DCI承载网络互联;DC内与DCI广泛采用SDN/NFV技术实现承载优化;SDN/NFV控制平面构建逻辑上独立的DC进行管理,包括ICT统一编排器、SDN控制器、MANO、部分VNF等。

  SDN/NFV技术 发展思路逐渐清晰

  SDN的应用已不再局限于IDC,电信领域对于SDN的研究热点分为纵向与横向两个层面:纵向热点聚焦业务编排、控制器、转发三项技术;横向热点则聚焦SDN过渡、 NFV、 OpenFlow技术。

  SDN的三项关键技术中,电信运营商首先重视SDN过渡(transition)和NFV技术,OpenFlow和Overlay广域网中的应用场景尚在摸索中。目前,SDN过渡技术方案主要被运营商用于各类网络领域的流量优化、承载控制面能力提升,以及增强资源灵活调度能力。一年来,随着各类MANO试点和OPNFV社区的成立,形成新的NFV应用高潮, NFV基础设施、控制/编排层、固移网元的软件化与虚拟化是NFV技术当前的研究热点,短期内NFV的性能提升、各类VNF资源池部署方案依然是研究中的难点。

  在各类SDN/NFV的实现技术中,开源技术和开源社区已经形成重要支撑,是推动SDN/NFV发展的核心力量。大型开源社区的发展已有取代标准化工作之势,成为业界普遍关注的焦点,开源软件是目前运营商获取核心技术的主要方式。对于运营商而言,关注高度活跃社区,增加社区影响力,参与社区决策,是影响未来技术选型的关键。

  同时,对SDN/NFV的标准化研究同样已成为各标准组织的工作重点。

  IETF各主要工作组均针对SDN/NFV技术开展研究,但网络厂商博弈仍然激烈,进度偏慢。目前最受关注的是IETF中有关SDN/NFV研究项目、Overlay技术、各类有关IGP/BGP的协议增强、业务链等承载技术。此外,IETF还开展了对I2RS架构、YANG模型、Netconf、SUPA等,有关北向接口、信息/配置协议、策略控制等热点技术的研究。

  ETSI NFV进展大大加快,目前已经发布了十多份工作文档和白皮书,涵盖NFV架构、服务质量、管理与编排、可靠性、安全性等多个方面。业界目前重点关注的MANO和集成测试方面的进展依然缓慢,极大影响了NFV技术的开发与推广。

  ONF初始工作的核心是开发和推动南向接口协议OpenFlow的发展成熟,目前开源工作也得到了重视。南向接口标准已趋成熟,包含OpenFlow-Switch、 OpenFlow-Config、OpenFlow-NDM三个标准。随着标准化工作的逐步展开,ONF又启动了OF-Config协议、 SDN架构、网络迁移、北向接口、SDN安全等方面的标准化工作。目前,最新标准已发布至OpenFlow 1.4版本。

  从技术发展趋势来看,SDN演进技术是网络平稳过渡的重要保障,OF技术具备极大的业务创新潜力,NFV有助于高效业务部署,是云网融合的关键。

  在云网融合的演进过程中,NFV可逐步应用于IP RAN、移动核心网、IP edge、IDC内部/出口等专业领域,其中,Service Chaining是最受关注的NFV应用,涉及固移融合、宽带IP网、移动核心网等领域。此外,NFV的演进需要把握三个方面:首先,硬件设备的服务器化、功能软件化是重点;其次,网络资源虚拟化相关标准、包括性能在内的NFV实现技术等难点;最后,目前的NFV推动中较多关注编排与控制,但是仅有MANO是不够的,NFV的部署还需要大量的功能集成、HA方案、开放的VNF组件来支撑。

  中国电信的SDN/NFV实践

  中国电信在SDN/NFV技术应用方面进行了积极实践,其中以IP网络为例,已取得了阶段性的成果。

  IP骨干网多维度智能调度系统与应用部署:解决大规模骨干网汇接层链路均衡调度、国际网络访问业务/用户差异化、业务绕转等难题;基于路由、流量、质量监测等多个维度的流量调度能力,实现大规模互联网高效管控和业务保障。

  IP城域网流量优化调度试点:中国电信在广东构建了SDN集中式流量控制系统,实现省内全局流量与路由掌控,包括城域网、IDC网络的流量可视化,实现基于省内转发平台进行灵活流量调度,提升网络转发效率。中国电信选取深圳城域网和IDC汇聚平台实现跨域流量调度试验,采用BPG-FS方案实现基于五元组流量调度,实现了策略动态调整城域网和IDC之间的双方向流量,提供了特定的流量保障。

  IP城域网vBAS试点应用:中国电信在浙江试点H3C新城域网技术方案,目标是实现城域网设备形态软件化、接入资源集约化;OLT汇聚SW以上部署Vxlan,vBRAS资源集中部署并终结Vxlan;SDN控制器支持对vBRAS及各类VNF资源池进行控制。

  基于SDN的DCI承载控制系统:基于MPLS+OpenFlow技术提出的DC互联承载技术方案,构建跨数据中心的二层虚拟化网络;采用OpenDaylight控制器和白牌OF交换机,开发控制器plug-in实现用户业务定制、网络自动开通、租户流量调度、用户就近访问、DC间的容灾备份等业务功能。

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本文标题:SDN/NFV:加速网络重构和云网融合

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