浙江電信乘“虛”前行 破解城域網(wǎng)困境

洪蕾

在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)資源領(lǐng)域，電信運營商絕對是“大鱷”，它占據(jù)了絕大部分資源，網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化和改造也因此成為電信運營商需要長期堅持且不斷創(chuàng)新的重要工作。繼FTTH光進銅退，骨干傳輸擴容、數(shù)據(jù)中心云化等多種改造工作之后，受大規(guī)模視頻和新業(yè)務(wù)增長需求影響，電信運營商的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)面臨新一輪挑戰(zhàn)。

其中，城域網(wǎng)的改造與優(yōu)化是運營商關(guān)注的重心。長久以來，為了實現(xiàn)更好的寬帶體驗和通信質(zhì)量，運營商不斷在無線通信、寬帶接入以及核心控管層面重點發(fā)力，希望通過技術(shù)的更新?lián)Q代、帶寬速率的逐步提升，或是統(tǒng)一開放的平臺，來改善和優(yōu)化現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和性能。

于是，一些全新的技術(shù)趨勢和方向也走入城域網(wǎng)的視野：一度被認為普遍應(yīng)用于云數(shù)據(jù)中心的虛擬化數(shù)據(jù)交換機，如今也被應(yīng)用于運營商的城域網(wǎng)改造中。

為應(yīng)對嚴峻數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)增長挑戰(zhàn)，浙江電信做出了將虛擬交換機引入城域網(wǎng)建設(shè)的戰(zhàn)略決策，在國內(nèi)電信運營商領(lǐng)域，實現(xiàn)了虛擬化技術(shù)在城域網(wǎng)二層范圍內(nèi)的首次成功應(yīng)用，為電信業(yè)務(wù)的云化、業(yè)務(wù)資源池化打響了“第一炮”。

數(shù)據(jù)中心思維改造城域網(wǎng)

在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，城域網(wǎng)普遍采用二層交換機，而電信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過多年建設(shè)、沉積，在設(shè)備層面已積累了諸多問題。如機房設(shè)備由于運行時間長，單點故障率較高；很多老舊網(wǎng)絡(luò)設(shè)備亟需下線，而現(xiàn)有二層交換機卻沒有額外槽位供割接使用；一旦二層業(yè)務(wù)發(fā)生故障，需要進行人工倒換，導(dǎo)致業(yè)務(wù)恢復(fù)時間長，也給網(wǎng)管部門帶來巨大運維壓力。

當前國內(nèi)城域網(wǎng)面臨重重挑戰(zhàn)。有數(shù)據(jù)顯示，城域接入和匯聚網(wǎng)上的數(shù)據(jù)流量到2017年將增長560%。大規(guī)模城域網(wǎng)的匯聚層，都面臨著端口不足、業(yè)務(wù)可靠性差和維護工作量大等問題。

就浙江電信而言，原有城域網(wǎng)二層匯聚設(shè)備存在性能差、槽位緊張、單點故障多、業(yè)務(wù)保護能力差、運維壓力大等諸多問題，同時由于無法解決BAS和SR以下二層網(wǎng)絡(luò)的環(huán)路問題，導(dǎo)致BAS/SR和匯聚交換機之間的互聯(lián)鏈路和端口利用率普遍較低，BAS/SR端口資源無法共享備份。

要破解這些困難，并非易事。大規(guī)模的寬帶應(yīng)用和用戶流量，對浙江電信城域網(wǎng)的性能、可靠性、運維都提出了很高要求。另一方面，由于杭州市網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的長時間運行，故障率頻頻升高，現(xiàn)有交換機性能已無法滿足當前應(yīng)用環(huán)境，單設(shè)備故障點頻出、業(yè)務(wù)恢復(fù)時間長、運維壓力大、萬兆板卡極度缺乏等運維困境讓杭州電信城域網(wǎng)二層網(wǎng)絡(luò)不堪重負。

為尋求有效方式解決IT運維難題，浙江電信瞄準虛擬化技術(shù)，將其引入城域網(wǎng)改造，衍生了作為網(wǎng)絡(luò)資源傳送和接入的城域網(wǎng)組網(wǎng)的數(shù)據(jù)中心化，為日后進行云改造、迎接云時代拓展了道路。而浙江電信的“數(shù)據(jù)中心思維”是此次城域網(wǎng)改造的關(guān)鍵和核心。

虛擬化讓難題“迎刃而解”

但虛擬交換機在電信運營商城域網(wǎng)改造中的應(yīng)用，并不簡單。

傳統(tǒng)城域網(wǎng)由于采用層層匯聚，往往存在著層次多、設(shè)備量大的問題，比如在控制層和接入層中間的匯聚層面，經(jīng)常包含了好幾層匯聚，且鏈路也比較復(fù)雜。為此，浙江電信將城域網(wǎng)改造的重點放在匯聚層面。

首先，浙江電信城域網(wǎng)設(shè)備普遍存在性能不足問題，不支持高密10GE，業(yè)務(wù)量較大節(jié)點現(xiàn)有設(shè)備槽位緊張，急需替換或新增大容量交換機；其次，每個節(jié)點只部署一臺交換機，業(yè)務(wù)保護能力差，可靠性亟須保障。此外，組網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運維壓力大。因此，設(shè)備性能、可靠性、運維繁瑣成為浙江省城域網(wǎng)改造需要攻破的三大關(guān)鍵難題。

為此，浙江省電信在城域網(wǎng)二層網(wǎng)絡(luò)中引入IDC中的數(shù)據(jù)交換機，使二層匯聚層性能得到提升，不僅支持10G/40G/100G等高速端口，滿足高帶寬接入的要求，而且基于新一代架構(gòu)的設(shè)備也提升了轉(zhuǎn)發(fā)速率；二層網(wǎng)絡(luò)的可靠性得以保障，解決了此前二層匯聚設(shè)備的單點故障高，以及業(yè)務(wù)無保護狀態(tài)；同時簡化了運維配置，2臺設(shè)備被虛擬為1臺，通過簡化配置，使得需要管理的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)量也有所減少。同時，也為日后業(yè)務(wù)資源靈活擴容和調(diào)用做好準備。

城域網(wǎng)的“虛擬化”猜想

虛擬交換機在電信城域網(wǎng)改造中的創(chuàng)新應(yīng)用，為國內(nèi)運營商開辟一條全新的技術(shù)革新道路。同時，與電信網(wǎng)絡(luò)中骨干、核心抑或接入側(cè)的技術(shù)更迭和標準演進不同的是，運營商的城域網(wǎng)改造并沒有統(tǒng)一且明確的發(fā)展方向，所面臨的技術(shù)問題也往往是綜合且多元化的。其原因在于，在過去，城域網(wǎng)基本是以省為單位而單獨建設(shè)，各省網(wǎng)絡(luò)資源和地理地形不盡相同，導(dǎo)致了各地的城域網(wǎng)建設(shè)也是自成一派，不僅網(wǎng)絡(luò)層級復(fù)雜多樣、在網(wǎng)設(shè)備的種類和配置也是千差萬別，因此在過去相當長的一段時間里，運營商集團層面都無法給出統(tǒng)一規(guī)劃方案。

基于目前的現(xiàn)實問題，運營商的城域網(wǎng)改造一般分為三個階段，一是網(wǎng)絡(luò)虛擬化，減少網(wǎng)絡(luò)層級，讓城域網(wǎng)更加扁平和簡單；二是構(gòu)建資源池，經(jīng)過第一階段虛擬化，原本分散式的節(jié)點被聚攏為幾個大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，已經(jīng)具備一定的成池能力，二階段可以引入NFV和云計算技術(shù)，比如虛擬化防火墻、虛擬化BRAS（寬帶接入服務(wù)器）以及虛擬化SR等等，逐漸實現(xiàn)城域網(wǎng)的云化和軟件化；三是基于城域網(wǎng)中大POP節(jié)點做進一步的性能增強，比如解決原有節(jié)點收攏集中后的業(yè)務(wù)標簽不足問題，進一步引入網(wǎng)絡(luò)虛擬化、功能虛擬化以及動態(tài)虛擬通道技術(shù)等等，以此完善城域網(wǎng)中大POP節(jié)點的業(yè)務(wù)能力。

同時也應(yīng)該看到，數(shù)據(jù)交換機引入城域網(wǎng)也有其適用范圍，現(xiàn)階段并不是所有節(jié)點都適合引入數(shù)據(jù)中心交換機，其初期適用范圍應(yīng)該是覆蓋用戶數(shù)多、流量收斂比大的節(jié)點，而后期則需根據(jù)用戶及流量增長的實際情況再進行分析。

不過，相信隨著接入業(yè)務(wù)種類的逐漸明晰，運營商在移動互聯(lián)以及寬帶業(yè)務(wù)中的定位也會逐漸明確，虛擬化技術(shù)在運營商城域網(wǎng)改造中將大有可為。