面向云網(wǎng)融合業(yè)務(wù)的雙層智能組網(wǎng)方案設(shè)計(jì)

王燕 齊驥 薛舒洋 費(fèi)怡超 閆興安

摘要：企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型對(duì)云網(wǎng)融合提出了更高要求，為滿足其一站式受理云網(wǎng)業(yè)務(wù)、自助快速開(kāi)通、多場(chǎng)景應(yīng)用等需求，提出了一種面向云網(wǎng)融合業(yè)務(wù)的雙層智能組網(wǎng)解決方案，采用“Underlay+Overlay+種接入方式”的智能組網(wǎng)模式、“業(yè)務(wù)編排+網(wǎng)絡(luò)編排”的2層編排架構(gòu)、“多網(wǎng)關(guān)管理”的精細(xì)網(wǎng)絡(luò)控制，目的在實(shí)現(xiàn)云和網(wǎng)的高效融合、業(yè)務(wù)的智能調(diào)度，助力企業(yè)高質(zhì)量、高安全訪問(wèn)云上資源。

關(guān)鍵詞：云網(wǎng)融合；雙層智能組網(wǎng)；編排控制

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1008-1739（2022）10-60-4

隨著企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、云服務(wù)和國(guó)家政策等多重因素驅(qū)動(dòng)，企業(yè)、行業(yè)和政府機(jī)關(guān)正逐步將業(yè)務(wù)遷移到云上[1]。Frost & Sullivan 2021年12月份發(fā)布的報(bào)告顯示，2021年上半年中國(guó)公有云市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到839億元人民幣，同比增長(zhǎng)38.5%，保持穩(wěn)健增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，行業(yè)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)激烈。在多項(xiàng)有關(guān)建設(shè)數(shù)字經(jīng)濟(jì)政策的推動(dòng)下，企業(yè)數(shù)字化進(jìn)程加快，產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)深化，進(jìn)而持續(xù)帶動(dòng)中國(guó)公有云市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)。從Gartner企業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成熟度曲線來(lái)看，多云網(wǎng)絡(luò)、軟件定義云互聯(lián)、5G等技術(shù)將在未來(lái)2—5年內(nèi)成為主流[2]。

云計(jì)算規(guī)模持續(xù)性擴(kuò)大、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷創(chuàng)新使得云網(wǎng)融合成為未來(lái)的主要發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)“東數(shù)西算”工程的全面正式啟動(dòng)，對(duì)于算力統(tǒng)籌管理、跨地域的數(shù)據(jù)交互能力提出了較高的要求，進(jìn)一步擴(kuò)大了云網(wǎng)融合業(yè)務(wù)的應(yīng)用范圍[3]。通過(guò)自助開(kāi)通的云計(jì)算服務(wù)與強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)支撐能力的高效融合，為其提供智能化、靈活性的服務(wù)。

云網(wǎng)融合重在實(shí)現(xiàn)云計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)能力的相互融合。云計(jì)算是指通過(guò)IAAS+PAAS+SAAS三層架構(gòu)，構(gòu)建云資源池為用戶提供便捷的云服務(wù)；網(wǎng)絡(luò)能力是指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和傳輸線路搭建基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)平面。云計(jì)算的即開(kāi)即用優(yōu)勢(shì)與網(wǎng)絡(luò)的靈活調(diào)度優(yōu)勢(shì)深度融合，一方面拓寬了云服務(wù)的應(yīng)用領(lǐng)域，另一方面提升了高質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)的利用率，滿足了企業(yè)上云、跨地域互通等的業(yè)務(wù)需求[4]。

云網(wǎng)融合主要表現(xiàn)在3個(gè)層次：層次1為底層云網(wǎng)資源融合，部署在不同地域的云資源池通過(guò)使用網(wǎng)絡(luò)傳輸能力，實(shí)現(xiàn)全域云資源可達(dá)；層次2為云網(wǎng)編排能力融合，網(wǎng)側(cè)資源的編排拉通與云側(cè)虛擬資源的創(chuàng)建相互融合，實(shí)現(xiàn)云網(wǎng)業(yè)務(wù)的端到端拉通；層次3為上層云產(chǎn)品和網(wǎng)產(chǎn)品融合，通過(guò)一站式受理云網(wǎng)服務(wù)為企業(yè)提供便捷的業(yè)務(wù)部署，降低企業(yè)的管理難度。

在信息化快速發(fā)展的當(dāng)下，云網(wǎng)融合顯然已經(jīng)成為云計(jì)算服務(wù)提供商、運(yùn)營(yíng)商差異化競(jìng)爭(zhēng)的重要手段之一，如何滿足企業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型過(guò)程中的多樣化需求，已對(duì)其提出了具有更高挑戰(zhàn)性的要求。

1.1云網(wǎng)融合業(yè)務(wù)需求

云網(wǎng)融合業(yè)務(wù)目前已在教育、醫(yī)療、政務(wù)和工業(yè)等各行業(yè)得到了較多的應(yīng)用，主要集中在滿足企業(yè)上云的需求，如政務(wù)系統(tǒng)上云等。但是伴隨著業(yè)務(wù)增長(zhǎng)，企業(yè)對(duì)于云網(wǎng)融合業(yè)務(wù)也提出了更高的要求，比如一站式受理多種方式的混合入云及組網(wǎng)、自助快速開(kāi)通滿足企業(yè)發(fā)展需求、泛在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)隨時(shí)隨地滿足客戶需求等[5]。

1.2一站式受理多種方式的混合入云及組網(wǎng)

企業(yè)希望能夠在一個(gè)平臺(tái)上一站式購(gòu)買(mǎi)所有信息化服務(wù)，包括云資源服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，針對(duì)大型企業(yè)分支遍布全國(guó)各地的情況，能夠一站式滿足不同地域、不同類(lèi)型的接入組網(wǎng)，以及多地域云間互聯(lián)的需求，可以為企業(yè)帶來(lái)極大的便利。

1.3自助快速開(kāi)通滿足企業(yè)發(fā)展需求

對(duì)于中小企業(yè)，其規(guī)模小、發(fā)展快且存在很大不確定性，一客一議模式無(wú)法滿足此類(lèi)企業(yè)靈活的業(yè)務(wù)訴求，需要提供自助式開(kāi)通方式，使其可根據(jù)企業(yè)業(yè)務(wù)快速調(diào)整資源及網(wǎng)絡(luò)配置，因此需要有更便捷、高效的編排方案來(lái)支撐。

1.4泛在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)隨時(shí)隨地滿足客戶需求

隨著企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的不斷深入以及數(shù)字化應(yīng)用的持續(xù)發(fā)展，企業(yè)用云的形態(tài)也在不斷豐富，包括混合云、多云、邊緣云，同時(shí)還存在跨云服務(wù)商多云、跨國(guó)多云等眾多的形態(tài)和使用場(chǎng)景。作為云服務(wù)提供商，需要積極而持續(xù)地跟蹤行業(yè)應(yīng)用的變化，從而靈活滿足多樣化場(chǎng)景對(duì)于云和網(wǎng)的差異化需求。

基于以上業(yè)務(wù)發(fā)展的背景，面對(duì)客戶多系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)、多場(chǎng)景要求、多業(yè)務(wù)需求的上云需求，原有的單一連接模式已經(jīng)無(wú)法滿足。另外，伴隨云計(jì)算業(yè)務(wù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施如何更好地適應(yīng)需求，如何更好地優(yōu)化已有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使網(wǎng)絡(luò)更加具備靈活性、可運(yùn)維性，成為急需要思考的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。為此，本文提出了一種“雙層智能組網(wǎng)解決方案”，重在滿足業(yè)務(wù)的多樣化需求，實(shí)現(xiàn)云網(wǎng)高效融合。

伴隨各行各業(yè)上云規(guī)模的不斷擴(kuò)大，分支、總部與云之間的混合組網(wǎng)需求日漸常態(tài)化，基于部署在全國(guó)范圍的公有云資源池、全域互通的高質(zhì)量互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、靈活調(diào)度的云PoP骨干網(wǎng)，建立了Underlay+Overlay雙層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，為云上云下智能立體組網(wǎng)模式提供了底層支撐能力。同時(shí)，通過(guò)全域業(yè)務(wù)的高效編排及網(wǎng)絡(luò)的精細(xì)化控制，靈活調(diào)度全國(guó)各省、市、區(qū)、縣的云網(wǎng)資源，進(jìn)而滿足客戶低時(shí)延、大流量和高帶寬等入云連接與組網(wǎng)的業(yè)務(wù)需求。雙層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與業(yè)務(wù)編排、網(wǎng)絡(luò)控制的有效融合，打造了面向云網(wǎng)融合業(yè)務(wù)發(fā)展的雙層智能組網(wǎng)解決方案，支撐大中型企業(yè)在數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的各種創(chuàng)新型應(yīng)用。

2.1智能組網(wǎng)

通過(guò)構(gòu)建“一張Underlay網(wǎng)、一張Overlay網(wǎng)、再疊加種接入方式”的智能組網(wǎng)模式，打造了云服務(wù)提供商面向云網(wǎng)融合業(yè)務(wù)的核心特征和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

一張Underlay網(wǎng)：通過(guò)傳輸鏈路以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，為企業(yè)上云及互聯(lián)場(chǎng)景專(zhuān)門(mén)建設(shè)了全國(guó)互聯(lián)的高質(zhì)量Underlay物理連接網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了專(zhuān)網(wǎng)專(zhuān)用，另外基于SDN技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)支撐一站式開(kāi)通能力。

一張Overlay網(wǎng)：基于搭建的高質(zhì)量Underlay網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建一張Overlay互通網(wǎng)絡(luò)，可以支撐多種方式的混合入云及云間互聯(lián)業(yè)務(wù)云。Overlay網(wǎng)絡(luò)主要用于承載價(jià)格敏感、高效調(diào)度等業(yè)務(wù)形態(tài)。經(jīng)初步測(cè)算，這樣的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)可以使客戶帶寬接入成本降低60%，覆蓋99%客戶需求。

N種接入方式：使用豐富的基礎(chǔ)傳輸資源（如PTN，OTN，PON，SPN）、5G網(wǎng)絡(luò)等優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)資源，可實(shí)現(xiàn)多種不同入云的連接方式，為各行各業(yè)客戶上云打通了最后一公里，提供了全場(chǎng)景覆蓋的網(wǎng)絡(luò)承載能力。

2.2高效編排

由于傳統(tǒng)專(zhuān)線類(lèi)的產(chǎn)品開(kāi)通流程復(fù)雜、建設(shè)周期長(zhǎng)，無(wú)法滿足當(dāng)前2B業(yè)務(wù)的快速開(kāi)通、靈活變更調(diào)整的需求[6]。為實(shí)現(xiàn)云網(wǎng)業(yè)務(wù)高效開(kāi)通及靈活調(diào)整，雙層智能組網(wǎng)解決方案采用了2層編排架構(gòu)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)開(kāi)通，2層編排系統(tǒng)間包含業(yè)務(wù)編排、網(wǎng)絡(luò)編排，其相互解耦、高效協(xié)同。

①業(yè)務(wù)編排重在面向云網(wǎng)業(yè)務(wù)的云+網(wǎng)全域資源交付，端到端打通云內(nèi)網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)側(cè)網(wǎng)絡(luò)資源，同時(shí)面向B域系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)云網(wǎng)融合業(yè)務(wù)開(kāi)通、變更和拆除等各類(lèi)基礎(chǔ)服務(wù)能力；

②網(wǎng)絡(luò)編排主要實(shí)現(xiàn)物理Underlay資源服務(wù)能力、Overlay網(wǎng)絡(luò)資源服務(wù)能力、云內(nèi)網(wǎng)絡(luò)資源服務(wù)（云內(nèi)VPC，Underlay，容器）能力封裝，提供多種組合網(wǎng)絡(luò)資源的編排開(kāi)通能力。

2.3精細(xì)控制

為實(shí)現(xiàn)對(duì)底層網(wǎng)絡(luò)互通的精細(xì)化控制，采用網(wǎng)絡(luò)控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)雙層智能組網(wǎng)中各類(lèi)SDN網(wǎng)關(guān)進(jìn)行配置管理，進(jìn)而拉通網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中相關(guān)網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)面業(yè)務(wù)。

網(wǎng)絡(luò)控制器支持netconf，openflow，snmp等多種接口能力，采用driver層區(qū)分廠商，實(shí)現(xiàn)一套標(biāo)準(zhǔn)的控制器對(duì)接不同廠家、不同型號(hào)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，從而完成數(shù)據(jù)配置。同時(shí)面向上層系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)化能力，其屏蔽設(shè)備能力差異，以便于上層系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)高效編排，進(jìn)而滿足異構(gòu)多云互聯(lián)、混合云互聯(lián)等需求。

通過(guò)“智能組網(wǎng)+高效編排+精細(xì)控制”打造的雙層智能組網(wǎng)解決方案，具備業(yè)務(wù)智能調(diào)度、網(wǎng)絡(luò)分域編排、網(wǎng)絡(luò)多級(jí)隔離的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，充分利用此優(yōu)勢(shì)，將更好地在云網(wǎng)融合業(yè)務(wù)發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮其作用。

3.1業(yè)務(wù)智能調(diào)度

在業(yè)務(wù)智能調(diào)度方面，面對(duì)客戶在便捷性、業(yè)務(wù)質(zhì)量、使用成本、網(wǎng)絡(luò)安全和資源利用率等多方面的差異化需求，構(gòu)建了Underlay+Overlay雙層組網(wǎng)架構(gòu)，提供就近一點(diǎn)入云、靈活組網(wǎng)、智能調(diào)度業(yè)務(wù)流量的能力。

雙層智能組網(wǎng)架構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)資源智能調(diào)度整合，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)各個(gè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)資源利用率，借助業(yè)務(wù)統(tǒng)一編排管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)算網(wǎng)資源能力合理調(diào)度，實(shí)現(xiàn)東數(shù)西算能力，滿足應(yīng)用跨域加速訪問(wèn)云上資源、云間資源備份和遷移、Underlay與Overlay混合組網(wǎng)或容災(zāi)備線等場(chǎng)景需求。

同時(shí)，后續(xù)規(guī)劃也可在客戶側(cè)支持識(shí)別不同的業(yè)務(wù)特征，根據(jù)業(yè)務(wù)需求自動(dòng)匹配或客戶自主選擇不同的網(wǎng)絡(luò)鏈路、組網(wǎng)模式，并進(jìn)行按需智能調(diào)度。

3.2網(wǎng)絡(luò)分域編排

雙層智能組網(wǎng)架構(gòu)按照劃分的不同網(wǎng)絡(luò)域，分別構(gòu)建不同的分域編排器，每個(gè)編排模塊提供此域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)能力編排，對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源IP，VLAN，VNI，RT等進(jìn)行分配和回收等，同時(shí)編排層也對(duì)外提供原子化API，進(jìn)而滿足上層業(yè)務(wù)任意組合訂購(gòu)需求。

3.3網(wǎng)絡(luò)多級(jí)隔離

雙層智能組網(wǎng)架構(gòu)具備多級(jí)隔離，滿足用戶不同安全隔離要求。Underlay網(wǎng)絡(luò)采用專(zhuān)網(wǎng)專(zhuān)用、VPN+物理隔離的硬軟管道模式；Overlay網(wǎng)絡(luò)基于L3VPN，采用Vxlan技術(shù)進(jìn)行邏輯隔離，業(yè)務(wù)通過(guò)VNI進(jìn)行區(qū)分，形成了基于雙層網(wǎng)絡(luò)的多級(jí)隔離體系，可以滿足客戶不同場(chǎng)景下的業(yè)務(wù)隔離和安全需求。

4.1應(yīng)用介紹

雙層智能組網(wǎng)解決方案支撐了眾多公有云SaaS應(yīng)用實(shí)現(xiàn)跨地域容災(zāi)、數(shù)據(jù)異地備份等需求；對(duì)于公有云商的客戶，借助應(yīng)用就近接入、網(wǎng)絡(luò)智能調(diào)度的能力，可以實(shí)現(xiàn)跨地域、漫游等場(chǎng)景下，以較低成本、較高質(zhì)量實(shí)現(xiàn)對(duì)云上服務(wù)的訪問(wèn)。

通過(guò)智能組網(wǎng)的高效編排體系，為客戶提供一站式、快速開(kāi)通及網(wǎng)絡(luò)調(diào)整的服務(wù)，大大降低了云網(wǎng)業(yè)務(wù)整體的開(kāi)通時(shí)長(zhǎng)，開(kāi)通效率提升約50%，部分業(yè)務(wù)變更時(shí)長(zhǎng)甚至可由天級(jí)縮短至分鐘級(jí)。

4.2應(yīng)用價(jià)值

基于打造的雙層智能網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，同時(shí)依托于靈活的編排調(diào)度方案，云服務(wù)提供商持續(xù)性地為客戶提供高質(zhì)量的云網(wǎng)一體化服務(wù)，不斷深入地應(yīng)用于各行各業(yè)，為其提供便捷高效的一站式服務(wù)。

自疫情爆發(fā)，線上辦公、線上教學(xué)已成為工作、學(xué)習(xí)的主要方式，考慮到一般的辦公軟件和教學(xué)工具僅部署在全國(guó)的某一或某幾個(gè)地點(diǎn)，但是使用這些工具的人員分布于全國(guó)各地，如何使各地區(qū)的人員高效、快速地使用辦公軟件或教學(xué)工具便成為亟須解決的問(wèn)題。云服務(wù)提供商構(gòu)建低時(shí)延、高可靠的網(wǎng)絡(luò)通道，同時(shí)提供全局智能選路功能，將用戶就近接入云資源池節(jié)點(diǎn)，自動(dòng)選擇最優(yōu)路徑來(lái)訪問(wèn)部署的業(yè)務(wù)，以達(dá)到加速訪問(wèn)的效果，更好地保障疫情期間各產(chǎn)業(yè)、各學(xué)校有條不紊地開(kāi)展工作。

連鎖企業(yè)上云是順應(yīng)技術(shù)發(fā)展之舉，也是企業(yè)降低運(yùn)營(yíng)成本、優(yōu)化管理和運(yùn)行流程、提高整體創(chuàng)新能力、尋求新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)的最佳手段。以入云專(zhuān)線作為主線，安全可靠保障日常系統(tǒng)的訪問(wèn)之外，也可基于Overlay網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建共享PoP網(wǎng)絡(luò)，企業(yè)分支或總部可就近接入最近的資源池PoP點(diǎn)，直接訪問(wèn)云內(nèi)各個(gè)域的系統(tǒng)；對(duì)于跨省分支機(jī)構(gòu)，可就近接入公有云資源池PoP點(diǎn)，經(jīng)實(shí)現(xiàn)流量快速轉(zhuǎn)發(fā)至目標(biāo)資源池，提升跨省上云的服務(wù)質(zhì)量，總部與各分支通過(guò)共享PoP點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，完成日常巡檢工作。

雙層智能組網(wǎng)解決方案采用“智能組網(wǎng)、高校編排、精細(xì)控制”的技術(shù)能力，發(fā)揮其“業(yè)務(wù)智能調(diào)度、網(wǎng)絡(luò)分域編排、網(wǎng)絡(luò)多級(jí)隔離”的方案優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)引領(lǐng)業(yè)務(wù)創(chuàng)新，加速云網(wǎng)高效融合，助力千行百業(yè)加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型，進(jìn)而為新型信息基礎(chǔ)設(shè)施、算力網(wǎng)絡(luò)提供有力支撐。

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