IP+光vPIPE方案，开启云化时代承载新篇章

　　随着云计算、4K视频、VR、物联网等新兴业务的快速发展，运营商骨干网络的流量增速已经超过了摩尔定律的定义。传统扩容方式主要通过增加网络节点和网络层次来实现，这会带来CAPEX和OPEX的飙升，在收入增长缓慢的情况下，运营商的利润空间不断被压缩。同时，在业务云化时代，流量模型具有事件性、突发性，网络需要具备灵活调整、快速响应业务变化的能力，现有网络亟需变革。各大运营商都在积极探索，希望通过SDN/NFV（软件定义网络/网络功能虚拟化）等新技术重构网络架构。基于SDN的“IP+光”协同是承载网架构变革的目标，是我们推动承载网络SDN化的理想切入点。中兴通讯推出IP+光vPIPE解决方案，该方案提供了一种全新的网络承载理念，能够更有效地利用网络资源，让网络更灵活地适配业务。

　　我们的理念是借用云数据中心把计算、存储资源池化的思路，在“IP+光”协同解决方案中提出“管道资源池化”的概念，将路由器的物理端口和光网络资源作为资源池，为业务按需地提供网络资源。传统的承载网建设方式是：先静态地申请管道资源，在业务部署时调整业务的流量流向去适配网络，实现管道资源的均衡利用。中兴通讯IP+光vPIPE方案颠覆了这种业务适配网络的思路，而是在保持业务的流量流向不变的情况下，动态地调整网络资源去适配业务流量的动态变化。基于这种思路建网，网络运营者可以按照业务流量模型实时动态地申请管道资源，大幅度提升IP网络和光网络的资源利用率，降低了整体建网成本。

　　中兴通讯IP+光vPIPE解决方案网络架构如图1所示。其核心思想，一是基于SDN架构，引入层次化SDN控制器，实现对承载网络资源的统一集中调度；二是管道资源池化，类似于服务器和存储资源池化，提升网络管道资源的利用率；三是在转发面将连接层（关注业务的可达性）与资源层（满足业务所需的带宽、时延等属性）解耦，类似于云计算中业务层与资源层解耦，改变业务开展、网络维护和故障恢复的模式。

　　中兴通讯IP+光vPIPE解决方案的网络架构分为3个平面，分别为应用平面、控制器平面和转发平面。应用平面包括各种APP服务器和APP应用客户端，通过调用控制平面对转发平面进行操作。控制平面通过层次化部署，支持跨越IP网络和光网络业务的开通和管理，包括HCO（Hierarchical Controller）、IP控制器和光控制器。HCO负责IP网络和光网络的整体资源协同，IP和光网络控制器分别负责各自网络资源的业务开通、路径计算和资源调度。转发平面提供基于策略的业务转发、OAM、保护和同步等功能。

　　管道资源池主要包含2个部分：路由器的端口资源和整个光网络资源。路由器的端口池去除了每个物理端口的方向性，每个物理端口都可以被多个方向的IP连接所使用，控制器能调度每个方向的IP连接所占用的端口资源，从而形成路由器端口资源池。光网络资源池通过OTN实现子波长级别业务的调度，通过控制器调度每个方向占用的波长资源，从而把光网络整体作为一个资源池，按需满足IP层的连接需求。控制器获取全网的资源信息，灵活调度路由器的端口及光网络资源，实现管道网络资源的池化。

　　连接层与资源层解耦，连接层只提需求，不关注资源状况；资源层只关注业务的资源需求，并动态调整资源满足需求，不关注具体业务流量流向。连接层与资源层的解耦会对业务开展和网络维护带来根本性的变化。首先，连接层将只关注可达性，不再关注业务属性，IP技术会得到极大的简化，IP业务可实现一键式快速开通；其次，连接层将不会因为资源层的变化而发生变化，当资源层故障，控制面会给连接层分配新的网络资源，连接层无感知；且资源层故障恢复过程独立于连接层，不会对连接层以及业务开展造成任何影响。

　　基于这3个核心思想，中兴通讯IP+光vPIPE解决方案改变了承载模式，集中体现在以下6个方面。

●　资源池化，成本最优

　　传统的承载网，管道是静态的，在IP层调整流量流向，这种刚性管道承载方式是按照流量最大的需求占用管道资源，无法有效利用管道资源，一直以来运营商的IP网络带宽的平均使用率只有20%~30%。中兴通讯IP+光vPIPE解决方案将管道资源池化，管道具备弹性，按照流量的实际需求占用管道资源，根据流量大小实时动态调整管道资源，网络资源的利用率可以提升到60%~80%，极大地降低了CAPEX。

●　资源弹性，网随云动

　　中兴通讯IP+光vPIPE解决方案可为运营商提供多层BoD功能。对于IP连接层而言，承载网络整体作为一个资源池，按需提供资源。通过这种方式，IP网络能够真正地去适应业务的变化，不需要改变网络拓扑就可以实现网络优化。网络的带宽可以随业务的需求自动伸缩，解决网络拥塞、流量不平衡的问题，使整体网络更加富有弹性，满足云时代业务的发展需求。

●　资源可视，量化投资

　　资源被池化后，承载网作为一个整体的资源池可以被量化、统计，网络中有多少资源，用了多少资源，还剩下多少资源以及剩下资源的方位，都一目了然。资源可视，不仅能让我们对当前网络资源的使用情况了然于胸，也能根据资源的需求变化，分析趋势，量化投资，进一步降低CAPEX。

●　优化网络，减少时延

　　中兴通讯IP+光vPIPE解决方案基于SDN架构，引入层次化SDN控制器，为IP网络和光网络带来集中智能控制系统，自动对IP网络和光网络资源池进行联合规划、统一调度，输出多层最优路径。

　　低时延业务需要更加扁平化网络，中兴通讯IP+光vPIPE解决方案可以通过跨层网络资源协同，优化网络层次，减少网络跳数；必要时光层直通，不经过P路由器，减少路由器流量中转的处理，提升传送效率，减少时延，满足业务传送需求。

●　极简运维，提升效率

　　中兴通讯IP+光vPIPE解决方案可以实现资源的快速调用，实现一键式业务开通。用户可在APP的操作界面上构造任意拓扑，配置必要参数，控制器会自动激活从L0到L3的业务通道，大大简化了业务部署流程，业务开通时间从平均2周缩短到2分钟。

　　中兴通讯IP+光vPIPE解决方案提供多层拓扑视图，在一张视图中将端到端的光层路径、相关IP链路、隧道路径以及连接层等所有相互关联的拓扑信息展示出来。当资源出现故障，用户可以在一个视图中快速定位全网物理故障。由于连接层与资源层解耦，在资源的恢复过程中，业务不受任何影响。用户可以直接拔出故障单板，插入新单板，零配置恢复资源，降低维护难度和工作量，提升运维效率。

●　协同保护，坚强网络 

　　资源池化后，所有vPIPE共享冗余资源，任何链路资源出现故障，系统会自动给业务分配新的链路资源。不需要为每条链路都预留冗余资源，所有用于链路恢复的资源池形成vPIPE资源池，通过共享的方式按需提供。

　　对于高可靠性业务，实行端到端1+1备份方式，主备链路预留资源。为了避免主备路径在光层重叠，光层故障引发业务双断的问题，中兴通讯IP+光vPIPE解决方案中每条IP link都包含了对应光路径的SRLG信息，主备业务路径建立时可避免使用相同SRLG信息的光层通道，缺省主备路径完全分离。

　　骨干网的流量调优一直是运用商的痛点，近年来，IP层面出现了各种资源优化技术，但很难同时满足复杂度和调优效果的要求。以TE进行的IP骨干调优为例，调整一条TE链路，会对其他链路、节点造成冲击，牵一发而动全身，经常需要多次优化才能达成目标。中兴通讯IP+光vPIPE解决方案则能很好地解决这个问题，它可以在不改变拓扑、连接方式的情况下，通过网络的带宽动态调整实现骨干网流量调优，调整过程中，网络不会发生动荡，业务无感知。

　　在业务云化时代，数据中心（DC）是未来各种业务的服务实体。DC间的流量预测困难，vPIPE动态调整管道资源快速适配流量的特性，将非常适合vDC互联。面向低延时业务，例如5G Cloud DC互联，中兴通讯IP+光vPIPE解决方案不仅能实现跨层网络资源协同，快速提供最优路径，还可以优化网络层次，减少网络跳数，必要时光层直通，减少时延。

　　中兴通讯IP+光vPIPE解决方案改变了承载模式，解决了传统网络多年来一直未解决的痛点问题，推动云化时代网络架构变革。我们期待与运营商携手合作，推进中兴通讯IP+光vPIPE方案的应用实践，共同开启云化承载新篇章！