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Cloud CO架构的技术分析

发布时间:2018-08-29  作者:谢煜(中兴通讯)  阅读量:

Cloud CO架构的发展背景

电信运营商普遍希望未来的网络能够具有适应性、灵活性、可扩展性和动态性,新业务层出不穷且能快速上线销售,降低建设成本和运营成本。作为ICT产业融合的成果,通信网络云化技术有望实现这些目标,因而受到运营商和产业界重点关注。

近年来,随着软件定义网络SDN(Software Define Network)和网络功能虚拟化NFV(Network Function Virtualization)这两大技术的逐渐成熟,网络按云化架构进行设计和部署具备了一定的技术条件。作为宽带接入的主要标准制定者,宽带论坛BBF在2018年1月发布了TR-384 Cloud CO(Cloud Central Office)架构标准,为运营商的宽带网络重构提供了标准支撑。

Cloud CO架构的总体思路是:部署数据中心DC风格的通用计算、存储和网络交换资源,重构接入网络和城域网络,构建起一个具有开放接口,同时服务于有线网络和无线网络的通用云化宽带平台。考虑到现有网络的重用和融合演进,中心机房CO(Central Office)成为这个云平台的最佳部署位置。

Cloud CO 架构标准充分考虑了现有网络系统的平滑演进策略,同时也考虑了与现有网络系统的兼容以支持传统网络和Cloud CO网络并存,因此Cloud CO架构有能力为运营商提供切实可行的云化网络演进方案。

Cloud CO架构的技术分析

2018年1月,BBF发布TR-384并明确了Cloud CO参考架构,如图1所示。Cloud CO按域来部署,可以视作混合了物理基础设施和网络功能虚拟化基础设施NFVI的一个组合式架构,即驻留在NFVI的VNF通过PNF连接接入侧和网络侧并对外提供服务。端到端业务的发放需要由Cloud CO域编排器统一进行调度编排,甚至可能涉及多个Cloud CO域的业务链编排。


Cloud CO架构具有以下好处:

● 通过将传统网络设备分解成独立的标准化的网络功能,使系统级的网络和业务设计实现精细化控制;

● 通过网络功能的虚拟化部署,获得更强的灵活性和可扩展性;

● 通过业务编排,支持自动化的业务快速部署和上线。

Cloud CO参考架构的主要功能模块有:Cloud CO域编排器、网络功能虚拟化编排器、PNF SDN管理控制器、VNF SDN管理控制器、DC SDN管理控制器、宽带接入抽象层等。

Cloud CO域编排器是整个Cloud域的核心。对外通过北向接口NB API(Northbound Application Programming Interface)提供服务,对内统一调度整个Cloud CO域内的业务可用资源以满足每个业务请求,例如选择和配置所需的PNF、VNF实例,搭建PNF和VNF实例间的业务链转发路径等工作。Cloud CO域编排器之上,通常还会有运营商全局视角的端到端业务编排器,完成更宏观的端到端业务编排,例如Cloud CO域的选择、相关Cloud CO域间的跨域连接、相关Cloud CO域的域内业务编排等工作。

Cloud CO域编排器的主要组件有:网络功能虚拟化编排器NFVO(NFV Orchestrator)和管理控制编排引擎MCO(Management Control Orchestration)。NFVO负责跨虚拟架构管理器VIM(Virtualized Infrastructure Manager)的NFVI资源编排和网络服务NF的生命周期管理。MCO负责持续关注申请本Cloud CO域服务的所有任务:资源/状态编排、流量控制和管理、状态转换和监督。MCO引擎承担上层服务系统(E2E服务编排器、OSS/BSS等)与Cloud CO域之间的交互,向上通过NB API展示Cloud CO域内由物理资源PNF和已经实例化了的虚拟资源VNF所组成的混合网络的拓扑和状态,向下通过一套面向PNF管理控制器、VNF管理控制器和DC SDN管理控制器的南向接口SBI来运行NB API下发的任务。

PNF SDN管理控制器负责接入节点设备、网络I/O设备,以及部署在Cloud CO内部的具有PNFS的任何其他设备。VNF SDN管理控制器负责Cloud CO中虚拟网络功能管理器VNFM实例化出来的虚拟网络功能VNF,例如通过Openflow接口控制的一台虚拟路由器。DC SDN管理控制器直接访问NFVI网络资源来实现VIM不支持的功能(例如交换结构中的L3路由)。

宽带接入抽象层BAA(Broadband Access Abstraction)是BBF Cloud CO架构的亮点,通过标准化的NB API对外展示一个与供应商无关,甚至与具体接入技术无关的接入设备的简化功能视图。BAA帮助那些不符合Cloud CO接口标准的接入PNF,例如传统设备提供的PNF,可以通过部署BAA纳入PNF SDN管理控制器的管理、从而完成Cloud CO演进。TR-384中定义了宽带接入抽象层BAA的功能框图,如图2所示。


BAA层的南向层可以包含与网络中多厂家多类型接入设备进行通信的多种设备驱动程序插件,这些驱动程序仅要求北向遵守BAA CORE和设备间标准南向抽象接口SAI(Southbound Abstraction Interface),而南向则允许使用私有接口与特定设备进行互通。在北向层,BAA层与一个或多个控制管理组件通信,这些控制和管理元件可以包括接入网络管理器、SDN控制器和协调器。这些组件可以使用不同的协议来与BAA CORE的功能进行通信。

BAA层的具体实现有多种选择,可以作为一个软件功能实例驻留在Cloud CO域的NFVI内,也可以驻留在某个物理接入设备内,作为传统接入设备的升级演进手段。无论BAA驻留在何处,它都必须满足Cloud CO相关的架构需求,例如遵循虚拟功能的上线和生命周期的编排。

Cloud CO技术的发展方向

在2018年1月发布TR-384、明确Cloud CO框架之后,BBF的Cloud CO项目组全方位加速推进后续的标准工作。

当前BBF已经完成立项、正在起草中的相关标准有:

● 演进相关:WT-408 Cloud CO migration and co-existence、WT-413 Migration to SDN-Enabled Management and Control;
● 详细的接口定义:WT-411 Definition of interfaces between Cloud CO Functional Modules;
● 测试用例:WT-412 Test Cases for Cloud CO Applications;
● 应用场景:WT-416 Use Cases and Scenarios for Cloud Central Office。

当前BBF Cloud CO项目组正在讨论的应用说明(Application Note)有:

● Cloud CO的NFVI启动;
● 高速互联网业务的建立;
● 网络强化驻地网关业务NERG(Network Enhanced Residential Gateway)的建立;
● 接入设备的安装和配置。

此外,BBF建立了一个OB-BAA(Open Broadband-Broadband Access Abstraction)开源项目,期望能够提供BAA层的一个参考实现。OB-BAA项目的本意是将各种不同的AN设备,包括传统AN,纳入单个网络管理和控制域,展示给SDN管理或控制元,同时便于EMS的共存/演进。

中兴通讯作为BBF的重要成员之一,长期参与BBF宽带接入技术标准的讨论、提案和评审。作为当前的BBF热点,中兴通讯重点关注、积极推动Cloud CO项目相关的标准活动。


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