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面向云网融合的精准承载

发布时间:2022-03-03  作者:中兴通讯 温建中  阅读量:

云网融合对“网”的需求

 

在国家提倡“新基建”战略发展的大背景下,云网融合作为新基建时代的重要实践和数字化底座,越来越被运营商重视。各大运营商均将云网融合提升到战略高度,并开展了相关研究和实践。

目前运营商的核心云/区域云均部署在大区或省中心、重要地市,并通过省际/省内云专网实现云间互联。企业入云时,通常从城域网接入,再通过云专网调度到核心云/区域云。为开通云专线,需要实现城域网(SPN、OTN等)与云专网的跨域端到端业务编排。

随着5G向垂直行业的全面渗透以及边缘云的下沉部署,一方面云的数量快速增长,云间互联关系更为复杂;另一方面,大量的边缘云通过城域网接入,“网”和“云”的关系更加密切,从而提出了云网融合业务的更高要求。

在5G+边缘云下沉背景下,云网融合对“网”的需求包括:

- 便捷入云:网络能够便捷地根据云业务的要求进行统一编排,特别是存在多网协同场景时,统一编排系统能够高效完成端到端入云业务的编排,为用户提供便捷的一键入云手段。

- 灵活连接:网络可以为用户提供便捷的多云访问能力,多云之间可以按需灵活调度,也可以互为冗余备份或负荷分担;同时,网络能够为云边协同、边边协同提供灵活的随需连接能力。

- 差异化SLA保障:针对有不同SLA要求的入云用户,网络应能提供相应的SLA保障机制。对于高价值高要求的用户,网络应提供永久连接、无损带宽调整等能力,并具备软隔离/硬隔离等多种手段,避免不同用户流量之间的相互影响。

- 精准带宽控制:网络应能满足多样化的用户带宽需求,特别是针对有硬隔离管道要求的用户,应具备灵活带宽颗粒的控制能力。

对于中国移动而言,考虑到边缘云与5G和垂直行业的结合应用,边缘云通常挂接在SPN网络。针对云网融合的承载需求,中国移动提出了SPN 2.0解决方案。

 

SPN 2.0承载云网业务方案

 

SPN承载云网业务场景下,需要考虑SPN接入的用户在访问云专网所连接的区域云/核心云时,如何实现业务的端到端便捷开通,SPN接入的边缘云与云专网接入的区域云/核心云如何灵活实现云边协同,以及SPN如何为用户接入边缘云提供无损和确定时延的高品质连接。

 

开放接口,满足端到端编排架构

SPN 2.0采用管控融合的OMC系统,在OMC系统内置SPN网络控制器,通过OMC北向接口开放业务创建、删除、修改,以及关键性能监控信息,以满足云网业务全生命周期的管理要求。考虑到城域SPN存在多厂家组网场景,采用跨域控制器完成城域SPN网络的跨域业务编排,再通过云网业务编排器实现端到端跨专业的云网业务编排,其整体架构如图1所示。

    图1  云网业务端到端编排架构

 

多业务模型,提供灵活连接

对于传统政企专线,以及在边缘云下沉之前的入云专线,通常在城域网采用L2VPN专线方式承载,并在云专网实现灵活入云调度。但在城域网接入边缘云后,用户同时存在入边缘云和入核心云/区域云的需求,同时也衍生出云边协同、边边协同等多点连接需求,此时需要在城域网采用L3VPN业务模型来实现更灵活的云网融合业务调度。

而在云网融合业务渗透到5G垂直行业后,由于垂直行业对业务安全性隔离性的强需求,对云网融合业务提出了L1层硬管道的需求。

SPN 2.0支持L1/L2/L3多层的业务模型,可以满足上述多种场景下的云网业务灵活连接需求;但目前云专网暂不具备L1层业务调度能力,需要进行功能对齐以便实现L1层管道的端到端拉通。

 

切片隔离,提供差异化服务

SPN 2.0通过统计复用、软隔离、硬隔离等多种带宽控制技术,提供灵活的切片部署能力。典型地,在SPN网络中采用硬隔离技术把网络划分为3个资源切片,如表1所示。

在上述部署方案下,云网业务通常按用户的SLA需求,特别是对安全性和隔离性的要求,选择在对应的资源切片内进行部署。

     表1   SPN网络资源切片部署方案

 

FGU小颗粒,提供精细粒度硬管道

根据分析和统计,垂直行业的应用,特别是控制类应用的带宽需求主要在10Mbps以内,而各种政企专线的带宽需求则在10Mbps~10Gbps之间,且1Gbps带宽需求以下的专线占90%以上。云网业务目前处于发展阶段,其带宽需求也与政企专线带宽需求相当。

为了满足高安全、高隔离需求业务的灵活带宽要求,SPN 2.0创新性提出了FGU(Fine Granularity Unit)小颗粒技术,该技术在SPN 1.0的基础上,将5G颗粒中的码块组织为包含24个时隙的细粒度基本单元帧FGU(Fine Granularity Unit),再由20个FGU构成一个复帧,使得一个5G颗粒包含480个10M小颗粒时隙,根据实际应用业务带宽需求,可按需为其分配N个小颗粒时隙。进一步地,在该小颗粒帧结构的基础上,SPN 2.0还提出了小颗粒时隙交叉、保护倒换、无损带宽调整等机制。结合这些机制,SPN 2.0可以为垂直行业/政企专线/入云专线提供高可靠和高安全隔离的端到端硬管道。

 

SPN2.0演进支持SRv6方案

 

SPN 2.0不是SPN的终点,而是新的起点。未来随着边缘云下沉的规模部署以及泛在算力的部署,云网一体和算网一体大背景下将要求承载网络具备业务可编程能力,此时SPN必须向SRv6演进。

但是SPN本身是具备传输特性的分组网络,如果在SPN全网引入SRv6,一方面会导致SPN失去其传输特性与优势,另一方面也增加了网络升级改造的复杂度和成本。为了使SRv6技术更好地适配SPN网络的特性,可以考虑采用SRv6网关方案(见图2)。

如图2所示,将城域SPN网络的边界节点作为路由PE(RPE)提供SRv6网关功能,RPE一方面支持基本SRv6功能,实现与外部SRv6网络的互通,另一方面支持SPN网络本身特性,能将SRv6隧道与SPN网络内的SR-TP隧道实现无缝绑定。从转发面来看,只需要通过SRv6的End.BM SID绑定到指定的SR-TP隧道即可实现。对于在时延确定性和硬隔离要求的业务,可以通过扩展SRv6的End操作类型,在RPE上将SRv6隧道绑定到FGU通道,满足不同SLA用户的业务需求。

上述方案保留了SPN网络内部的传输特性,且SPN网络内部节点可以无需支持SRv6特性,从而大大降低了网络升级改造压力,可作为SPN 2.0后续的重点演进方向之一。

       图2  SPN SRv6网关方案

 

SPN技术是在5G网络建设的大背景下应运而生的,已经在5G回传场景发挥了关键作用,但SPN在提出之初就是面向综合承载的网络,并且一直在持续发展演进中,SPN 2.0所提出的高灵活调度、高精细化隔离、网络能力开放、一网多业综合承载等概念和技术特性,必将在云网融合业务场景以及未来云网一体和算网一体的场景中发挥更大的作用。

 

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