基于云网融合的未来网络架构

发布时间:2019-04-24  作者:陶文强 中兴通讯  阅读量:

当前,全球主流运营商均已启动面向以云服务为中心的基础网络转型工作,如AT&T的Domain2.0、德国电信的PAN-EU、中国电信CTNet2025、中国联通CUBE-Net、中国移动NovoNet等。但运营商现有网络仍然是各专业网烟囱式的垂直方式,云网分离,不利于云业务发展所要求的敏捷、灵活、可编程和开放。现有网络架构是否要改?如何改?是目前业界探讨的热门话题。

网络架构设计属于网络的顶层设计,它不仅是一系列高层次的抽象设计准则、演进目标和技术框架,而且是技术决策的基础。网络架构不仅仅是一个纯网络层面的技术战略,以网络架构重构为主线,将带动组织架构、生产流程、管理模式、人才重构等一系列的深度转型。

作为全球运营商技术合作伙伴,中兴通讯凭借长期以来深厚的技术积累和对行业的深刻理解,从全局业务视角出发,推出云网深度融合的目标架构,实现全场景业务覆盖,以用户体验为中心,使万物和云有机连接,助力运营商把握数字化转型机遇。

构建云网融合的基本原则

面对云网融合需求,中兴通讯建议基于以下几个原则来构建云网融合的未来网络。

基础网络和业务分离,极简架构

业务与基础网络解耦,业务层灵活、开放、可编程;基础网络层主要关注大容量及网络SLA的QoS特性保证。

灵活扩展

借鉴数据中心Spine-Leaf架构的思想,业务网元云化或池化,网络扩展优先考虑采用模块“堆”的方式,而不是在原有模块(网元)上升级。

体验驱动,运维自动化、智能化

云与网的SDN管控编深度融合,做到主动关怀和预测性网络调整,通过网络可编程和网络自动化,实现网络的自治化管理。

云网融合参考目标架构

基于上述建网原则,中兴通讯提出云网融合的参考目标架构,如图1所示。


为了实现简化统一和敏捷弹性,中兴通讯提出underlay和overlay分层部署方案。overlay对应业务层,网络业务云化,围绕DC构建灵活扩展能力,实现业务快速创新,将管道做强。underlay是业务承载层,简化组网和设备功能,隧道自动构建,提升效率,满足差异化的承载需求。
  

两层之间解耦,独立规划。业务层需要的灵活、敏捷、快速部署,通过分离解耦实现,业务层的快速部署和灵活变动不会影响underlay层。underlay层关注连接的快速、自动化构建及SLA参数的保障。

underlay层通过引入新技术,灵活使用SR/EVPN/VxLAN等,大幅简化网络协议,降低运维难度,使连接入云更灵活,实现网络随需而动。通过IP+光协同,提高承载效率,简化运维,IP连接与资源解耦,IP连接只关注可达性,不再关注业务属性,IP技术得到极大的简化;光网络不再只是管道,而是具有了智能特性,可动态调配;IP+光整体资源池化,动态匹配业务需求,极大地提高了资源利用率,降低了承载网络成本。

要做到敏捷弹性,目标架构还需要支持端到端的网络及业务切片,支持硬隔离和软隔离的层次化网络切片方案,满足不同的网络需求。对于一些安全要求一般的业务,可提供基于L2或L3逻辑隔离的网络软切片,通过分组复用,最大化地利用带宽;对于uRLLC和金融政企专线等业务要求独享资源、低时延和高可靠性,通过FlexE技术提供的硬切片则严格保障了网络资源独享和隔离。

端到端切片的架构从终端到核心网实现E2E的切片全生命周期管理,如图2所示。


终端感知切片:5G终端预置/获取切片标识,并与具体应用APP关联,应用会话建立时,上传切片标识,5GC根据用户签约切片信息,选择相应切片建立会话。

无线切片实现:共享式无线切片,用户会话根据切片标识,选择配置参数包进行配置,实现不同空口特性;独占式无线切片,通过划分不同频段,构成物理隔离的切片。

承载切片实现:5G承载SDN化,虚拟为多张虚拟网络,区分转发性能需求,根据场景QoS、时延等需求,在相应虚拟网络上建立面向业务的连接隧道,构成BN切片。

核心网切片实现:按需部署在多级DC的5GC网络功能,构成CN切片,用户面UPF根据场景时延需求,可以灵活下沉部署,控制面NFs可跨切片共享。

网络智能的引入

云网融合目标架构需要构建在网络智能的基础上。中兴通讯提出网络智能的4个等级,如图3所示。


如何逐步在网络中引入人工智能?中兴通讯建议:统一编排,分域管控,逐步实现网络的自动化、智能化,厚编排(业务创新)、薄控制(分域管控),有利于建设健康的网络智能化生态。

主要从下面几个方面考虑:

-智能化主动数据采集:Telemetry采集+AI智能;

-厚编排支撑业务创新:业务模型+网络原子能力抽象;

-控制器北向接口标准化:分层解耦+简化架构;

-层次化大数据AI分析:运营智能+网络智能;

-策略化分层闭环自动化:层次化闭环+统一策略。

统一编排是实现云网业务快速部署的基础。通过统一编排实现云网一点开通,overlay网络端到端构建,业务端到端保障;网络SDN化,控制器分域部署,协同实现灵活连接,边缘节点灵活分流,实现随选网络灵活构建,underlay网络统一管理。

要做到云网业务的统一编排,需要强化编排管理,提升业务创新能力,从下面几个方面去构建云网融合的编排器:

-网络能力原子化,由点及面随选串联;

-业务功能组件化,APP合作定制开发;

-兼容控制器/EMS,新老网络配置联动;

-北向接口API化,支撑互联网化运营。

同时,中兴通讯积极将AI技术同电信领域做深度结合,依托于uSmartNet网络智能化系列解决方案,中兴通讯为电信网络提供了完备的数据感知、意图洞察、智能分析能力,助力电信运营商顺应趋势、迎接挑战,打造具备“网络自治、预见未来、随需而动、智慧运营”能力的AI网络。

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