運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)云網(wǎng)融合發(fā)展思路研究

劉宇 石磊

（1.吉林吉大通信設(shè)計(jì)院股份有限公司 吉林省長(zhǎng)春市 130012 2.吉林省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)信息中心 吉林省長(zhǎng)春市 130012）

運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)云網(wǎng)融合發(fā)展過程中，應(yīng)該積極構(gòu)建相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，合理采用先進(jìn)的技術(shù)，確保在云網(wǎng)融合的過程中可以借助先進(jìn)技術(shù)提升運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)的發(fā)展水平，充分發(fā)揮云網(wǎng)各種技術(shù)的作用和優(yōu)勢(shì)，滿足當(dāng)前的運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)發(fā)展需求，達(dá)到預(yù)期的工作目的。

1 運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

1.1 現(xiàn)狀分析

目前在運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)發(fā)展期間，主要涉及到骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)等，屬于信息傳輸過程中的高速化通道，只有相關(guān)的骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)符合要求，才能促使運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)的良好建設(shè)發(fā)展。當(dāng)前我國(guó)的運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)中城域網(wǎng)和相關(guān)的IDC 網(wǎng)絡(luò)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)流量轉(zhuǎn)發(fā)目的，還能起到聚合用戶、應(yīng)用還有網(wǎng)絡(luò)資源的積極作用，將骨干網(wǎng)當(dāng)做是區(qū)域之內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的連接紐帶，跨區(qū)域連接網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，受到運(yùn)營(yíng)商運(yùn)營(yíng)理念的影響，使得各個(gè)運(yùn)營(yíng)商中的骨干網(wǎng)存在形態(tài)方面的差異。從業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的角度出發(fā)可以了解到，運(yùn)營(yíng)商骨干網(wǎng)有兩個(gè)類型，其一就是單一性的網(wǎng)絡(luò)融合承載，可以將各種業(yè)務(wù)承載于骨干網(wǎng)絡(luò)中，必要的時(shí)候還可以按照業(yè)務(wù)質(zhì)量情況開展差異化的承載工作。其二就是多種業(yè)務(wù)分離性的承載網(wǎng)，按照具體的業(yè)務(wù)定位情況，將有著不同服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的業(yè)務(wù)在各種骨干網(wǎng)上面承載。除此之外，結(jié)合具體的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)與情況，骨干網(wǎng)還可以分成匯聚類型、格狀類型兩種，前者就是在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中有流量規(guī)模較高的核心節(jié)點(diǎn)情況下，就會(huì)形成匯聚類型的網(wǎng)絡(luò)，在核心節(jié)點(diǎn)上普通節(jié)點(diǎn)能夠進(jìn)行流量交互處理，很少會(huì)注重節(jié)點(diǎn)之間的距離。后者就是將節(jié)點(diǎn)之間的距離當(dāng)做是主要的參數(shù)，不在其中設(shè)計(jì)核心節(jié)點(diǎn)，相鄰的節(jié)點(diǎn)之間可以確保絕對(duì)可達(dá)，但是不會(huì)強(qiáng)調(diào)所有節(jié)點(diǎn)都要連接。近年來在運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)流量快速提高、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不斷優(yōu)化的過程中，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)開始融合應(yīng)用，呈現(xiàn)出相互之間融合發(fā)展的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

1.2 挑戰(zhàn)分析

當(dāng)前在運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)實(shí)際發(fā)展的過程中，還面臨著諸多的挑戰(zhàn)，尤其在承載網(wǎng)云網(wǎng)融合發(fā)展的背景下，挑戰(zhàn)性問題很多，主要表現(xiàn)為：

（1）缺乏一定的擴(kuò)展性。近年來在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開始不斷豐富的背景下，IP 流量的需求有所增加，對(duì)網(wǎng)絡(luò)容量的擴(kuò)展性提出很高要求，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)容量的擴(kuò)展性而言，和節(jié)點(diǎn)規(guī)模、節(jié)點(diǎn)本身的擴(kuò)展存在直接的聯(lián)系，但是，目前在運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)方面，具有分布性網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)擔(dān)負(fù)著路由決策功能與轉(zhuǎn)發(fā)功能，在節(jié)點(diǎn)數(shù)量較高的情況下，業(yè)務(wù)布放的速度會(huì)降低，網(wǎng)絡(luò)收斂也會(huì)受到一定的影響。運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量較為穩(wěn)定，不會(huì)有數(shù)量大量增加的現(xiàn)象，網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性會(huì)對(duì)節(jié)點(diǎn)本身的擴(kuò)展性能有一定的依賴。與此同時(shí)，運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)，都是路由器所組合而成，很容易受到散熱工藝技術(shù)、芯片工藝技術(shù)的限制，路由器在應(yīng)用兩年-三年的時(shí)候容量會(huì)增加一倍，容量提升速度比國(guó)際上的承載網(wǎng)流量增長(zhǎng)速度慢很多。近年來在路由器技術(shù)應(yīng)用的過程中，集群路由器的應(yīng)用速率較高，但是對(duì)機(jī)房的空間方面、電源方面、承重方面提出很高的要求，建設(shè)集群路由器的過程中，單個(gè)機(jī)房之內(nèi)一般不能超出九個(gè)線卡框，在一定程度上會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性面臨諸多的挑戰(zhàn)。

（2）相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行期間業(yè)務(wù)的適配性較低。在運(yùn)營(yíng)商的承載網(wǎng)設(shè)計(jì)的過程中，過于重視開發(fā)高速轉(zhuǎn)發(fā)功能，很少會(huì)重視上層業(yè)務(wù)適配性，尤其是多數(shù)運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)的設(shè)計(jì)，都遵循著TCP/IP 的分層設(shè)計(jì)原則，上層應(yīng)用部分與IP 層面之間呈現(xiàn)出相互獨(dú)立的狀態(tài)，很難按照網(wǎng)絡(luò)資源的實(shí)際情況針對(duì)信息進(jìn)行優(yōu)化配置處理，除了會(huì)降低局部網(wǎng)絡(luò)性能之外，還無法有效提升業(yè)務(wù)的體驗(yàn)感。在承載網(wǎng)中的路由器傳統(tǒng)網(wǎng)元方面，對(duì)于互聯(lián)接口還有協(xié)議方面提出了標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)內(nèi)容，主要使用封閉性的軟件、硬件設(shè)計(jì)手段，網(wǎng)絡(luò)與硬件之間的能力存在直接聯(lián)系，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還有應(yīng)用程序之間沒有較為有效的協(xié)同機(jī)制和溝通機(jī)制，在新的業(yè)務(wù)對(duì)承載網(wǎng)提出很多新能力要求的情況下，就要進(jìn)行升級(jí)處理，甚至于替換其中的網(wǎng)元，才能滿足具體的運(yùn)行要求，適配性較低，不利于運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)的高效化發(fā)展。

（3）缺乏良好的流量調(diào)度方式。通常情況下，合理的流量調(diào)度能夠提升網(wǎng)絡(luò)資源的利用率，增強(qiáng)業(yè)務(wù)的體驗(yàn)度，是優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)能力和運(yùn)營(yíng)模式的重要表現(xiàn)。近年來在業(yè)務(wù)云化發(fā)展的過程中，大規(guī)模分布計(jì)算，增加了流量的突發(fā)性和離散性，要求承載網(wǎng)在運(yùn)行期間具有一定的智能化流量調(diào)度能力，有效完成流量調(diào)度的根本任務(wù)。但是，目前運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)中主要使用PHB 形式，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有著獨(dú)立性的決策，不能針對(duì)全局的流量調(diào)度處理。除此之外，運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)中的路由協(xié)議，在路由決策期間不會(huì)考慮到相關(guān)的鏈路質(zhì)量、時(shí)延參數(shù)等等，不能為有效調(diào)度提供相應(yīng)的支持。如果在運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)的流量調(diào)度過程中不能按照實(shí)際的調(diào)度特點(diǎn)與需求進(jìn)行處理，將會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)資源的調(diào)度缺乏全局性，難以動(dòng)態(tài)性進(jìn)行調(diào)度管理，不能滿足運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)的發(fā)展需求。

2 運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)云網(wǎng)融合發(fā)展新技術(shù)

上述分析了當(dāng)前運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)發(fā)展期間存在的問題，為了能夠有效解決問題，促使承載網(wǎng)與云網(wǎng)之間的良好融合發(fā)展，應(yīng)該積極采用各種新技術(shù)，不斷提升運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)云網(wǎng)的融合發(fā)展水平。具體的新技術(shù)措施為：

2.1 虛擬化技術(shù)

對(duì)于虛擬化技術(shù)而言，主要是在軟件資源、硬件資源的邏輯抽象處理的過程中，優(yōu)化組合相關(guān)的邏輯單元、流程，提升功能重構(gòu)處理效果，改善系統(tǒng)的性能。運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)當(dāng)前存在的問題，主要原因就是傳統(tǒng)網(wǎng)元的分布組合方式存在缺陷，就是在IEIF 中的有效標(biāo)準(zhǔn)文檔超出八千個(gè)的時(shí)候，會(huì)提出特定問題的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。而采用虛擬化技術(shù)，能夠?yàn)槌休d網(wǎng)的后續(xù)發(fā)展提供良好的技術(shù)基礎(chǔ)保障，在使用虛擬化技術(shù)的過程中，能夠針對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備、存儲(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等進(jìn)行虛擬化處理，從網(wǎng)絡(luò)虛擬化方面來講，可以將物理拓?fù)洚?dāng)做是基礎(chǔ)，提升網(wǎng)絡(luò)連接的抽象化處理效果，多層次，靈活性隔離網(wǎng)絡(luò)資源，全面共享處理，加快網(wǎng)絡(luò)資源的部署速度。采用網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)與服務(wù)器設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備虛擬化技術(shù)，將各種虛擬化技術(shù)相互整合，能夠全面發(fā)揮承載網(wǎng)的計(jì)算能力與存儲(chǔ)能力，提升網(wǎng)絡(luò)彈性，增強(qiáng)承載網(wǎng)的擴(kuò)展性。促使承載網(wǎng)云網(wǎng)的協(xié)同發(fā)展，滿足當(dāng)前的時(shí)代發(fā)展真實(shí)需求。

2.2 SDN技術(shù)與NFV技術(shù)

SDN 技術(shù)在應(yīng)用的過程中，屬于系統(tǒng)分離模式中的信令交互機(jī)制與資源交互機(jī)制，此類機(jī)制在一定程度上能夠確保上層應(yīng)用可以利用可編程接口，和下層網(wǎng)絡(luò)資源之間良好交互處理，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的集約能力。在使用SDN 技術(shù)的過程中，可以將ONF 開放網(wǎng)絡(luò)基金會(huì)作為代表，強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)變革的力度，使得網(wǎng)絡(luò)控制層能夠完全性抽離，其中的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換處理目的。采用SDN 技術(shù)的過程中，能夠增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈的支持度，在很短的時(shí)間之內(nèi)就能有效推廣于承載網(wǎng)中，具有非常重要的作用。因此，在運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)云網(wǎng)融合期間，采用SDN 技術(shù)可以借助疊加邏輯平面屏蔽層中的網(wǎng)絡(luò)細(xì)節(jié)，實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)中心的互聯(lián)處理目的，提升云網(wǎng)融合期間的數(shù)據(jù)中心擴(kuò)展性能，改善當(dāng)前的系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀，尤其在集中化控制的過程中，可以提升流量調(diào)度的科學(xué)性與合理性，滿足當(dāng)前的流量調(diào)度根本需求。與此同時(shí)，應(yīng)該積極采用NFV 技術(shù)，其主要就是網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化發(fā)展技術(shù)，可以利用軟件與硬件解耦的形式，減少機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用成本，增強(qiáng)各種資源的調(diào)度能力，改善諸多業(yè)務(wù)的部署性能。NFV 技術(shù)應(yīng)用的過程中，還能加快運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)云網(wǎng)的技術(shù)融合速度，提供更多新的融合發(fā)展思路。例如：目前部分運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)云網(wǎng)融合發(fā)展期間，已經(jīng)開始將x86 架構(gòu)作為基礎(chǔ)，提出了NFV 技術(shù)的應(yīng)用方案，但是與NP/ASIC 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相較處理能力較低，智能應(yīng)用在計(jì)算密集類型、業(yè)務(wù)功能較為豐富的場(chǎng)景中，在此情況下，就應(yīng)該結(jié)合NFV 技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)，積極采用高速化的核心路由器設(shè)備，研發(fā)通用類型與開源類型的硬件技術(shù)，不斷提升技術(shù)應(yīng)用效果，充分發(fā)揮NFV 技術(shù)的作用和優(yōu)勢(shì)，改善目前的技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，完善技術(shù)的功能，確保各方面工作的良好實(shí)施與合理開展。

3 運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)云網(wǎng)融合發(fā)展措施

為了能夠促使運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)云網(wǎng)良好融合發(fā)展和進(jìn)步，在實(shí)際工作中應(yīng)該歸納總結(jié)較為豐富的經(jīng)驗(yàn)，不斷提升運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)的云網(wǎng)融合發(fā)展水平，滿足當(dāng)前的時(shí)代發(fā)展需求。具體的措施為：

3.1 優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)云網(wǎng)融合發(fā)展期間，應(yīng)該重視網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的優(yōu)化，提升網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃周期之內(nèi)的額流量調(diào)度效率，使得骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)之間能夠相互協(xié)同發(fā)展，提升穩(wěn)定性，為用戶提供良好體驗(yàn)。優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)期間應(yīng)該重視骨干網(wǎng)之內(nèi)結(jié)合具體體驗(yàn)圈的地域范圍，合理設(shè)置區(qū)域中心節(jié)點(diǎn)，將其當(dāng)做是骨干網(wǎng)的樞紐節(jié)點(diǎn)，主要用來疏導(dǎo)與轉(zhuǎn)接體驗(yàn)圈內(nèi)外的流量。為了保證區(qū)域之內(nèi)的流量不會(huì)出現(xiàn)路徑繞轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，應(yīng)該在大型IDC 或者是城域網(wǎng)的區(qū)域設(shè)置區(qū)域中心節(jié)點(diǎn)，結(jié)合組網(wǎng)頑健性的各種要素，在體驗(yàn)圈之內(nèi)合理部署骨干網(wǎng)的中心節(jié)點(diǎn)。為了能夠拓寬體驗(yàn)圈的覆蓋范圍，提升連接方面的工作效率，除了相關(guān)的中心節(jié)點(diǎn)之外，還應(yīng)該合理設(shè)置區(qū)域接入節(jié)點(diǎn)，將行政區(qū)域作為基礎(chǔ)，開展相關(guān)的接入節(jié)點(diǎn)的設(shè)置工作，提升流量的處理效率。在優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的過程中，還應(yīng)該重視對(duì)各個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的協(xié)同設(shè)計(jì)與處理，提升寬帶布放的效率，優(yōu)化整體的結(jié)構(gòu)，調(diào)整區(qū)域之內(nèi)的連通比例，適當(dāng)降低跨區(qū)域的長(zhǎng)途連接數(shù)量。在區(qū)域之內(nèi)還需合理設(shè)計(jì)骨干網(wǎng)雙核心部分，利用節(jié)點(diǎn)使得城域網(wǎng)和IDC網(wǎng)絡(luò)之間能夠在區(qū)域之內(nèi)良好互聯(lián)。在區(qū)域之外還需要使用核心雙節(jié)點(diǎn)的方式開展一體化的設(shè)計(jì)工作，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)外結(jié)構(gòu)的優(yōu)化處理目的。

3.2 創(chuàng)建IP傳輸協(xié)議

創(chuàng)建IP 傳輸協(xié)議的過程中，為了能夠降低流量物理路徑繞轉(zhuǎn)問題，應(yīng)該設(shè)計(jì)IP-傳輸協(xié)同組網(wǎng)，確保相互之間的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔３衷谝恢路秶畠?nèi)。在此期間應(yīng)該利用靜態(tài)協(xié)同的形式完成組網(wǎng)工作，將其作為基礎(chǔ)動(dòng)態(tài)化、準(zhǔn)確性調(diào)度網(wǎng)絡(luò)資源，充分發(fā)揮各種技術(shù)方式的作用。在資源協(xié)同的過程中，能夠解決目前IP 業(yè)務(wù)的統(tǒng)計(jì)復(fù)用適配性問題，在其中設(shè)置分組化內(nèi)核部分，不再局限于波分復(fù)用形式與時(shí)分復(fù)用形式，可以提升復(fù)用方式的多元化水平，確保數(shù)據(jù)鏈路層面與下層資源的高效化利用。在此期間還能使用靈活性較高的容器技術(shù)、封裝映射技術(shù)等，提升傳輸單元中數(shù)據(jù)分組的承載效率，增強(qiáng)承載網(wǎng)的承載能力。雖然IP-傳輸協(xié)同創(chuàng)建具有重要的意義和優(yōu)勢(shì)，但是，如果將UNI 作為主要的互通機(jī)制，將會(huì)導(dǎo)致控制層面更加復(fù)雜，不能確保擴(kuò)展性。在此情況下，就應(yīng)該按照IP-傳輸?shù)膮f(xié)同發(fā)展需求，利用協(xié)同編排器設(shè)備，提升信息互通效果，促使二者之間的有效融合。

3.3 協(xié)同網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用之間的協(xié)同發(fā)展，能夠提升承載網(wǎng)的運(yùn)行效率，優(yōu)化整體的部署形式，增強(qiáng)用戶的體驗(yàn)感，因此，在承載網(wǎng)云網(wǎng)融合發(fā)展期間，應(yīng)該重視網(wǎng)絡(luò)-應(yīng)用的協(xié)同發(fā)展。目前在網(wǎng)絡(luò)能力初期開放的過程中，可以將BGP 與PCEP 作為基礎(chǔ)進(jìn)行協(xié)議的擴(kuò)展處理，提升系統(tǒng)的流量調(diào)度能力，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用的協(xié)同度。在此期間，還可以采用協(xié)同調(diào)度部署集中控制器的方式，強(qiáng)化網(wǎng)元業(yè)務(wù)的管理力度，提升用戶管理的開放性水平，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的可編程性能，從多個(gè)維度和多個(gè)粒度方面調(diào)度網(wǎng)絡(luò)資源。同時(shí)還應(yīng)該注重網(wǎng)元通用化發(fā)展與軟件化發(fā)展，提升承載網(wǎng)的可用性，降低耗能，形成良好的發(fā)展作。

4 結(jié)語

綜上所述，運(yùn)營(yíng)商承載網(wǎng)云網(wǎng)融合發(fā)展的過程中，應(yīng)該注重各種新技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)應(yīng)用-網(wǎng)絡(luò)、IP-傳輸?shù)膮f(xié)同發(fā)展，優(yōu)化相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提升網(wǎng)絡(luò)資源的調(diào)度處理效果，改善當(dāng)前的承載網(wǎng)云網(wǎng)融合發(fā)展現(xiàn)狀，滿足承載網(wǎng)云網(wǎng)融合發(fā)展基本需求。