省內(nèi)IDC接入CMNet網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化探討

張皆悅 唐利莉

【摘要】? ? 由于家庭寬帶用戶發(fā)展迅猛，同時隨著用戶上網(wǎng)行為改變及內(nèi)容源的豐富導致近幾年網(wǎng)絡(luò)流量年增速保持在100%以上，傳統(tǒng)IDC作為內(nèi)容源的重要組成部分，對于保障網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、用戶的發(fā)展及業(yè)務(wù)收入的增長發(fā)揮著無法替代的作用。本文分析了目前省內(nèi)IDC的組網(wǎng)及相關(guān)問題，并根據(jù)省網(wǎng)、城域網(wǎng)及IDC的不同部署情況給出相關(guān)的組網(wǎng)優(yōu)化建議，提升網(wǎng)絡(luò)性能。

【關(guān)鍵詞】? ? IDC? ? 省網(wǎng)? ? 城域網(wǎng)? ? 接入優(yōu)化

一、CMNet網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

中國移動省內(nèi)CMNet網(wǎng)絡(luò)共分為CMNet省網(wǎng)和城域網(wǎng)。CMNet城域網(wǎng)是城域范圍內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)的接入，目前包括互聯(lián)網(wǎng)接入類、虛擬專線/專網(wǎng)、語音和多媒體類三大類業(yè)務(wù)的接入;省網(wǎng)位于骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)之間，由于城域網(wǎng)、IDC雙跨骨干網(wǎng)改造的持續(xù)推進，省網(wǎng)目前主要負責省內(nèi)各城域網(wǎng)之間流量轉(zhuǎn)發(fā)以及省集中設(shè)置業(yè)務(wù)的接入功能。

城域網(wǎng)分為城域網(wǎng)核心層、城域網(wǎng)業(yè)務(wù)控制層、城域網(wǎng)匯聚層。核心層用于匯聚出入城域網(wǎng)的流量，并轉(zhuǎn)發(fā)城域網(wǎng)內(nèi)的流量;業(yè)務(wù)控制層用于完成對用戶業(yè)務(wù)的接入認證控制、QoS（Quality of Service）策略控制和計費統(tǒng)計等功能;匯聚層主要用于匯聚OLT（Optical Line Terminal）、接入交換機等各類接入設(shè)備至BRAS（Broadband Remote Access Server）/SR（Service Router）設(shè)備的流量。目前由于網(wǎng)絡(luò)扁平化改造，城域匯聚層在部分省份已經(jīng)取消，接入層設(shè)備直連城域網(wǎng)業(yè)務(wù)控制層設(shè)備。

二、城域網(wǎng)內(nèi)流量分類及占比

2.1用戶流量分類及占比

目前CMNet城域網(wǎng)內(nèi)主要用戶為互聯(lián)網(wǎng)接入類用戶，包含集團客戶互聯(lián)網(wǎng)專線業(yè)務(wù)、家庭寬帶/小微寬帶業(yè)務(wù)、WLAN（Wireless Local Area Network）接入業(yè)務(wù)、移動互聯(lián)網(wǎng)接入業(yè)務(wù)等，目前家庭寬帶/小微寬帶業(yè)務(wù)用戶流量占比為83%。

目前新增用戶增長速率逐漸減緩，但隨著用戶上網(wǎng)習慣的變化、內(nèi)容源的豐富、片源清晰度的提升，網(wǎng)絡(luò)中用戶總流量年增長率預(yù)計仍將維持60%以上的增幅，對網(wǎng)絡(luò)的沖擊不可小覷。

2.2內(nèi)容源流量分類及占比

目前全網(wǎng)的內(nèi)容源提供主要有CDN（Content Delivery Network）、IDC、國內(nèi)互聯(lián)互通流量和國際出口流量，其中全網(wǎng)IDC提供流量目前占比為47%。

近年來，隨著CDN系統(tǒng)內(nèi)容的不斷豐富，以及OTT（Over The Top）、IPTV（Internet Protocol television）業(yè)務(wù)被廣大用戶所接受，CDN系統(tǒng)未來的流量提供占比將逐年提高。但是CDN為自建系統(tǒng)，并且可隨著流量需求的增加逐步下沉CDN邊緣節(jié)點與BRAS互聯(lián)，因此對整體網(wǎng)絡(luò)的影響可以弱化。

而IDC的流量則主要由省級IDC提供，且在未來幾年中流量仍將以每年35%以上的增長率增加，其部署的地理位置及鏈路局向的開設(shè)原則對省內(nèi)網(wǎng)絡(luò)影響巨大。

三、IDC及配套安全系統(tǒng)介紹

3.1 IDC定義

IDC（Internet Data Center）即互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心，通過與互聯(lián)網(wǎng)的高速連接，向服務(wù)提供商、內(nèi)容提供商、各類集團客戶等提供大規(guī)模、高質(zhì)量、安全可靠的主機托管、主機租賃、網(wǎng)絡(luò)帶寬租用、內(nèi)容分發(fā)等基礎(chǔ)服務(wù)和企業(yè)郵箱、企業(yè)建站等增值服務(wù)[1]。從IDC采用的技術(shù)類型來劃分，可以分為IDC傳統(tǒng)業(yè)務(wù)節(jié)點和IDC云計算業(yè)務(wù)節(jié)點，其中傳統(tǒng)IDC根據(jù)面向用戶的不同，又分為一類IDC節(jié)點和二類IDC節(jié)點。

（1）一類IDC節(jié)點

重點引入全國性網(wǎng)站、全網(wǎng)性服務(wù)提供商/內(nèi)容提供商、跨省/跨市的重要集團客戶等內(nèi)容源，同時可兼作省內(nèi)的二類IDC節(jié)點[1]。

（2）二類IDC節(jié)點

重點引入省內(nèi)服務(wù)提供商、政企門戶網(wǎng)站、集團客戶等內(nèi)容源，可按照省內(nèi)總體部署兼作全網(wǎng)一類IDC的內(nèi)容分發(fā)節(jié)點[1]。

3.2 IDC配套安全系統(tǒng)

目前IDC配套安全系統(tǒng)主要包括統(tǒng)一DPI（Deep Packet Inspection）、防火墻、抗DDoS（Distributed Denial of Service）系統(tǒng)及入侵防御系統(tǒng)，用來統(tǒng)計分析及保障IDC內(nèi)部系統(tǒng)及用戶數(shù)據(jù)安全。

四、IDC部署、鏈路開設(shè)現(xiàn)狀及分析

4.1 省內(nèi)IDC部署現(xiàn)狀

目前絕大部分省均部署有一個或多個一類IDC，即省級IDC，主要為省內(nèi)家寬用戶、移動用戶及外省客戶提供內(nèi)容源或主機托管服務(wù)等服務(wù)，直連省網(wǎng)匯接路由器PB;部分地市部署有二類IDC，即地市級IDC，主要提供所屬地市的政企客戶主機托管等服務(wù)，直連地市核心路由器MB（Metropolis Backbone）。但個別省份市場策略有所不同，地市級IDC也為家寬用戶、移動用戶及外省客戶提供內(nèi)容源。

4.2 省內(nèi)IDC組網(wǎng)情況

4.2.1 多個省級IDC局址通用組網(wǎng)模式（模式一）

存在多個省級IDC時，每個IDC均通過獨立的出口路由器分別接入省網(wǎng)匯接路由器PB（Province Backbone）疏導流量。

4.2.2 省網(wǎng)匯接路由器兼做IDC出口組網(wǎng)模式（模式二）

多個省級IDC局址分別通過各自數(shù)據(jù)中心交換機接入省網(wǎng)匯接路由器PB，將省網(wǎng)匯接路由器兼做IDC出口路由器疏導流量。

4.2.3 多IDC局址統(tǒng)一出口組網(wǎng)模式（模式三）

多個省級IDC局址分別通過各自數(shù)據(jù)中心交換機接入統(tǒng)一IDC匯聚路由器后接入省網(wǎng)匯接路由器PB疏導流量。

4.2.4 各組網(wǎng)模式優(yōu)缺點對比

各種組網(wǎng)模式優(yōu)缺點對比如表1：

五、省網(wǎng)部署對IDC的流量疏導影響及分析

5.1 省網(wǎng)單地市部署時省內(nèi)IDC組網(wǎng)

通常采用星型組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，省級IDC及部分流量較大的地市級IDC以全互聯(lián)方式（V字型）連接至省匯接路由器，如省級IDC流量較小，帶寬需求小于200G時，可采用口字型上聯(lián)，避免鏈路利用率過低導致資源浪費。

5.2 省網(wǎng)異地市部署時省內(nèi)IDC組網(wǎng)現(xiàn)狀

部分省份由于地理位置、經(jīng)濟發(fā)展、機房條件等原因，目前省網(wǎng)匯接路由器部署在不同地市，省網(wǎng)對于地市城域網(wǎng)流量存在分片區(qū)匯聚和不分片區(qū)匯聚情況，因此IDC的接入及流量疏導的情況也會相對復(fù)雜，由于傳輸保護長短路由因素、地理位置因素等原因，導致產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)時延，一定程度上降低了網(wǎng)絡(luò)的性能，影響部分用戶感知。

5.2.1 省網(wǎng)分片區(qū)匯聚城域網(wǎng)情況

以L省為例，省網(wǎng)在地市A和地市B均部署有一對匯接路由器，地市A位于全省的中心區(qū)域，地市B位于省內(nèi)最南端，全省城域網(wǎng)分南、北區(qū)域分別通過地市A或地市B的一對省網(wǎng)匯接路由器進行接入，同時地市A、地市B均部署有省級IDC機房通過本市的省網(wǎng)就近接入疏導流量。

以該省省會城市A為基準，撥測全省城域網(wǎng)訪問省會城市A的省級IDC資源時視頻吞吐、游戲時延、網(wǎng)頁打開總時長三個指標參數(shù)，掛接在省網(wǎng)B域的地市J、K、L、M、N中視頻吞吐速率為基準的48%以下，游戲時延增加121%以上，網(wǎng)頁打開總時長增加110%以上，對比省網(wǎng)A域下掛地市城域網(wǎng)相關(guān)指標撥測結(jié)果有明顯劣化。主要原因為IDC流量經(jīng)省網(wǎng)A節(jié)點至省網(wǎng)B節(jié)點后再疏導至省網(wǎng)B域的各城域網(wǎng)用戶，由于市場策略，A、B地市IDC資源為互補部署，因此部分城域網(wǎng)跨域訪問IDC資源時，增加了流量疏導路徑及距離，產(chǎn)生了時延，對于實時交互性游戲體驗較差，降低了視頻吞吐量。

5.2.2 省網(wǎng)不分片區(qū)匯聚城域網(wǎng)情況

以F省為例，省網(wǎng)在省會A和地市B各部署1臺匯接路由器，A、B地市位于省內(nèi)中心偏南、偏北，省內(nèi)每個城域網(wǎng)均口字型上聯(lián)至兩臺省網(wǎng)匯接路由器，IDC采用V字型上聯(lián)至兩臺省網(wǎng)匯接路由器。

以地市C用戶訪問地市B省級IDC為例，根據(jù)傳輸距離，最優(yōu)路徑平均時延為3ms，次優(yōu)路徑平均時延為14ms，時延相差4.7倍，因時延對大包下載速率影響較大，最優(yōu)路徑與次優(yōu)路徑大包下載速率分別為16.8Mbps和12.5Mbps。并且由于A、B地市僅部署1臺PB設(shè)備，因此全省絕大部分地市城域網(wǎng)一對MB上聯(lián)均存在長短路徑問題，對現(xiàn)有路由及流量優(yōu)化難度較大。

5.3 省內(nèi)IDC組網(wǎng)建議

5.3.1 省網(wǎng)單地市部署時省內(nèi)IDC組網(wǎng)建議

各IDC局址采用數(shù)據(jù)中心交換機或路由器作為出口設(shè)備，設(shè)置統(tǒng)一的IDC匯聚路由器，統(tǒng)一部署IDC配套安全系統(tǒng)，對省級IDC和地市IDC進行匯聚后再接至省網(wǎng)匯接節(jié)點PB，地市IDC同時接入本地城域核心MB;同時IDC匯聚路由器同時疏導省內(nèi)DCI（Data Center Inter-connect）流量，提供云間互聯(lián)通道。

當IDC對某城域網(wǎng)流量較大時（帶寬需求大于400G），建議以V字型增開高速直達鏈路，如圖4中地市A城域網(wǎng)至省級IDC直達鏈路，減少網(wǎng)絡(luò)扁平化，節(jié)省省網(wǎng)匯接設(shè)備背靠背建設(shè)投資。如果維護界面允許，在風險可控的情況下，省網(wǎng)匯接路由器可兼做IDC匯聚路由器。

5.3.2 省網(wǎng)異地市部署時省內(nèi)IDC組網(wǎng)建議

當省網(wǎng)部署在異地市且省級IDC也部署在省網(wǎng)設(shè)備所在地市時，建議地市A、地市B各部署一對省網(wǎng)匯接路由器PB，各地市城域網(wǎng)核心MB采用口字型分別上聯(lián)兩個地市的一對PB設(shè)備進行組網(wǎng)，省級IDC采用V字型分片就近上聯(lián)一對PB設(shè)備進行組網(wǎng);地市級IDC同時接入本地城域核心MB，省網(wǎng)匯接路由器PB可兼做IDC匯聚路由器以疏導省內(nèi)DCI流量，提供云間互聯(lián)通道。流量疏導原則仍按照圖4所示。

當省級IDC部署在3個及以上地市時，省網(wǎng)設(shè)備所在地市IDC組網(wǎng)如圖5所示，其他地市省級IDC采用雙V字型與4臺省網(wǎng)匯接路由器PB全互聯(lián)。當省級IDC至某地市流量達到一定閾值時（帶寬需求大于400G），允許IDC與地市核心MB之間開設(shè)直達鏈路，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。流量疏導原則仍按照圖4所示。

單一地市至不同IDC的流量通過BGP路由進行優(yōu)化選擇，實現(xiàn)最優(yōu)路徑和負載均衡，避免繞行增加訪問時延，增強用戶體驗。

當省級IDC分布地市數(shù)量較多時，可新建統(tǒng)一的IDC匯聚路由器構(gòu)建全省的DCI互聯(lián)平面，省級IDC和地市IDC按合理區(qū)域分片區(qū)進行匯聚后再上聯(lián)省網(wǎng)匯接路由器，地市IDC同時接入本地城域核心。

目前CMNet城域網(wǎng)大量直連骨干網(wǎng)，省網(wǎng)業(yè)務(wù)逐步輕載趨勢的前提下，建議優(yōu)先通過省網(wǎng)匯接路由器兼做IDC匯聚路由器以承載DCI流量。

六、總結(jié)

近年來，由于網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，應(yīng)用內(nèi)容的日益豐富，人們對互聯(lián)網(wǎng)的需求也越來高。作為部署全國性網(wǎng)站、全網(wǎng)性服務(wù)提供商/內(nèi)容提供商的基礎(chǔ)應(yīng)用設(shè)施，傳統(tǒng)IDC發(fā)揮著自建CDN系統(tǒng)無法取代的作用，仍將為互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容源的主要部分為互聯(lián)網(wǎng)用戶提供服務(wù)，因此IDC的部署選址、組網(wǎng)方式和鏈路的開設(shè)原則對于網(wǎng)絡(luò)指標的優(yōu)劣至關(guān)重要。建議省內(nèi)根據(jù)自身地域特點、傳輸條件以及省級/地市級IDC的定位，做好長遠規(guī)劃，合理引入資源，避免盲目發(fā)展，導致后期網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化難度增加。同時，隨著承載網(wǎng)中SDN（Software Defined Network）的部署，網(wǎng)絡(luò)智能化逐步提升，省內(nèi)網(wǎng)絡(luò)可在一定程度上優(yōu)化用戶流量路徑，為用戶提供更優(yōu)質(zhì)的業(yè)務(wù)體驗。

參? 考? 文? 獻

[1] IDC總體技術(shù)要求（傳統(tǒng)業(yè)務(wù)）（V1.1.0）： QC-D-008-2014[S]. 2011.

General Technical Specification for Internet Data Center （for Tranditional Service） （V1.1.0）： QC-D-008-2014[S]. 2011.