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接入网虚拟化解决方案

发布时间:2019-06-18  作者:朱增喜 中兴通讯  阅读量:

随着4K/8K/AR/VR、移动互联网等新业务持续涌现,用户对网络的要求越来越高。同时,随着大规模的数据中心出现,设备和网络变得越来越复杂。复杂的网络、低下的效率、缓慢的新业务响应正使运营商的业务被IT/OTT(Over The Top)等提供商蚕食,从全球ICT企业排名来看,运营商的收入和利润逐年下降,经营压力也越来越大。

面对挑战,业界领先的运营商纷纷推出网络革新方案或网络演进架构,如Orange的NG-POP、AT&T的CORD、Vodafone的FANS、中国电信的CTNet2025、中国移动的NovoNet、中国联通的CUBE-Net等。虽然方案或架构不尽相同,但主流运营商都认为,SDN/NFV是未来网络发展演进的基础。

SDN/NFV技术概述 

软件定义网络(Software Defined Network,SDN)是一种新型网络架构,是网络虚拟化的一种实现方式。SDN的核心技术理念是将网络的控制面与转发面分离:SDN控制器负责控制,实现整个网络内设备拓扑收集、路由计算、各网络设备的流表生成及下发、网络的管理与控制等功能;各网络转发设备负责执行,实现流量的转发及策略的执行,从而实现整个网络内流量的精准和灵活控制,为网络的健康运行及应用的快速创新提供良好的平台。作为网络的总控设备,SDN控制器可以对外开放网络能力,即通过规范化的北向接口为上层应用提供所需的网络资源及服务,实现网络能力的开放。

SDN是一种革新,它解决了传统网络的顽疾,可实现网络内部流量的实时管控、对新业务或业务变化的快速响应等。在SDN架构下,授权的网络运营商和企业可以通过自己编写的软件访问SDN控制器的开放接口,任意选择所需要的网络功能,使得他们在新业务的部署和发放上更具灵活性和敏捷性。

网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)是使用通用IT软硬件以及虚拟化技术,用软件来实现原先由专业网络设备提供的网络功能,既可降低网络成本又可灵活扩展网络功能。NFV通过对专业通信设备的软硬件解耦及功能抽象,基于通用的计算、存储、网络设备使用软件来实现通信网络功能,从而使网络设备功能不再依赖于专用硬件,资源可以充分灵活共享,实现新业务的快速开发和部署,并基于实际业务需求进行自动部署、弹性伸缩、故障隔离和自愈等。

NFV使用标准IT虚拟化技术,使得许多网络设备类型能够融入到符合行业标准的大容量服务器、交换机和存储设备中。在NFV方式下,新业务的上线、更新由传统的硬件建设和割接转变为软件加载过程,建设周期大大缩短。结合云计算的规模优势,可以实现多种业务共享资源和集中化管理,大幅提升管理和维护效率。

中兴通讯接入网虚拟化方案 

中兴通讯在接入网SDN/NFV化有丰富的经验和成熟的方案,方案完全遵循BBF Cloud CO框架,如图1所示。


方案中从上到下依次是ZENIC ONE、AAS(Agile Access Suite)和OLT PNFs,分别对应BBF Cloud CO框架中的SDN管控层、网络功能抽象层和物理网络设备层。

ZENIC ONE既可以作为EMS也可以作为PNF/VNF SDN Controller,它完全支持FCAPS功能,可以充当EMS来配置和管理大量虚拟化或物理OLT,同时还可以充当PNF和VNF SDN管理器和控制器,分别负责PNF和VNF的FCAPS和流量控制管理功能。

AAS主要是承担Cloud CO中的BAA(Broadband Access Abstraction)层,对内屏蔽宽带接入的厂家/设备/技术差异,对外提供虚拟接入设备和统一业务管控接口。同时AAS还作为VNF仓库,包括可在接入网络中使用和实例化的VNF。

OLT PNFs,由物理设备提供的未虚拟化的网络功能。

中兴通讯建议接入网SDN/NFV化按需、分阶段、稳步演进。



第一阶段是接入网络的多业务切片:OLT通过切片技术可以将同一硬件平台拆分成若干相互独立的逻辑切片,通过VxLAN技术将不同切片的流量隔离、按需接入各自的承载/核心网。切片和VxLAN除了用于多租户或者家客政企隔离,更有助于实现用户在CO云化重构的部署完毕后从旧到新的平滑割接。

第二阶段是接入网络的SDN化:当CO重构完成而且SDN控制器(如ZENIC ONE控制器)部署就绪之后,OLT通过Netconf/YANG接口,作为一个SDN Agent接受云端SDN Controller的实时控制和管理,融入Cloud CO架构。 

第三阶段是接入网络的NFV化:在运营商认为相关VNF产品成熟可用且有部署价值时,OLT作为一个PNF,配合在Cloud CO内按需部署的OLT相关VNF(如vOLT),并利用VxLAN技术建立相应的控制链和业务链。

TITAN是中兴通讯推出的面向网络重构的新一代光接入旗舰平台,拥有最领先的工业设计、最先进的架构和最全的应用场景覆盖。TITAN采用高端路由器架构,全分布可编程,实现GPON~50G PON跨代接入,支持接入/传送/路由/基础设施的融合,支持SDN/NFV和AO/CO重构,完全满足对接入网的虚拟化要求,可助力运营商快速敏捷地提供新业务,实现运营商的快速转型和提升竞争力。

中兴通讯首创在TITAN内置300mm深轻量级刀片服务器,并采用基于Intel突破性的数据中心处理器架构的 Intel® Xeon D®处理器,无需改造接入机房即可打造低成本、低功耗、业务灵活组合的网络基础设施。TITAN可作为固网接入虚拟化网络功能(VNF)(图2所示),如vSTB(virtual Set-Top-Box)、vOMCI(virtual ONU Management and Control Interface)、vRG(virtual Residential Gateway)、BNG-U(Broadband Network Gateway User plane)、vFW(virtual Firewall)等。OLT内置刀片成为承载虚拟化网络功能的基础设施,在不增加业务流量的路径跳数的前提下,既保证了网络传输性能,又简化了QoS部署,大大简化了网络部署,使业务开通更加快速敏捷。

当接入网完全SDN/NFV化后,整个网络对外抽象虚拟为通信资源池,只需通过一些简单的软件操作,就能实现对整个网络的灵活控制和管理,大大加快了新业务引入的速度。网络运营商可以通过SDN控制器提供的对外访问接口敏捷部署相关网络功能,大大降低了网络的运营费用及出错率,敏捷灵活地部署新业务。

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