“IP+光”助算力无处不达
发布时间:2022-09-19 作者:中兴通讯 李为朴 阅读量:

 

 

算力逐渐成为国家产业数字化升级、全社会数字化转型的重要推动力量,算力和网络相结合,“算力网络”应运而生。以“东数西算”国家战略为指导,电信运营商发布了算力网络相关白皮书,算力数据中心的规划和建设也在稳步推进。承载网络和算力网络相关联的方面较多,本文从IP及光网络对算力业务提供支撑和服务角度进行阐述。

 

 

“东数西算”400G OTN建设方案

 

“东数西算”打破以省级行政区域为划分基础的网络规划,为用户提供计算、存储、网络的一体化服务。“东数西算”需要高质量、高带宽、低延时的网络连接,OTN网络提速更新已提上议程。

 

 

单载波400G成为东数西算大容量算力业务的必然选择

 

西部的算力枢纽将承接全国范围的后台加工、离线分析、存储备份等非实时算力需求,存储的数据主要包括低频访问和归档数据,需要有高持久性和较低存储成本。东数西算的业务需求将使得网络流量成倍增长,网络规模急剧扩张。单载波400G是下一代OTN网络实现超大容量的必然选择。中兴通讯在业界首家完成C+L波段400G现网测试,80波×400G OTN系统能够为东数西算大容量算力业务提供强力支撑。

 

 

以DC为中心,构建分级时延能力圈

 

《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》明确,国家枢纽节点间端到端单向网络时延原则上在20ms以内。时延作为一个重要的指标成为传输网络建设考虑因素,需要不断优化现有传输网络架构图,构建分级时延能力圈。东西算力枢纽间,需要满足20ms时延要求;京津冀、长三角、粤港澳等算力集中区,区域内形成10ms时延圈;省内传输网络Mesh化,形成5ms时延圈。

 

 

超长距离传输方案

 

东部和西算枢纽节点间距离跨度较大,基本在1500km以上,为了节省建网成本和减少后期维护,需要增加无电中继的传输距离。中兴通讯400G QPSK@150GHz 400G方案,现网能达到无电中继1600km以上的超长传输距离,现处于业内领先地位。

 

 

IP云专线

 

在算力网络体系中,面向政企客户的专线业务,是实现云网融合的基础条件,占据重要的地位。IP云专线业务是运营商收入的重要来源,为政企客户、中小型企业、商业楼宇等提供算力资源池接入服务。算力资源网(见图1)包括靠近用户的边缘MEC、城域内边缘云、省级建设的省内云,以及属于运营商集团层面的公有云、网络云、IT云和其他互联网企业提供的第三方云。

 

Network diagram

 

     图1   算力网络IP云专线承载基础设施

 

 

IP云专线从用户终端到算力资源池,全程涉及的网络众多,开通慢、运维复杂,特别是专线业务发生故障后,跨域、跨厂家、跨网络故障定位一直是运营商面临的难点。从运营运维的角度,希望能实现IP云专线的一键开通、运维简化、业务可视等目标。

 

基于SDN的SRv6/EVPN技术为跨域跨网专线开通和维护提供了较好的解决方案。SRv6/EVPN技术摒弃了传统IP/MPLS VPN部署的众多协议,只要任意端点间IPv6路由可达,均可建立起EVPN专线的私有路由。通过统一方案,跨SPN网/IP RAN接入网、城域网、骨干网可以创建端到端SRv6/EVPN专线。

 

 

SPN云专线

 

SPN作为中国移动本地网高质量承载平面,接入5G基站,也提供政企云专线业务接入。SPN当前支持SR-TP模式,网络升级后,能和IP云专网进行SRv6互通。采用T-SRv6网关方案能有效维持SPN现有体制,实现平滑升级,对现网影响较低。SPN T-SRv6网关作为SPN网络和外部SRv6互通的实体,具有多方面功能:可以将外部SRv6隧道关联到SPN内部SR-TP隧道或MTN小颗粒通道,保持SPN内部的传输特性,支持EVPN与云网络中PE设备互通。

 

 

IP RAN云专线

 

IP RAN网络承担中国电信、中国联通移动回传和大客户专线业务。专线业务一般采用分段伪线PW拼接的方案,对于跨省专线,要求在IP RAN和IP骨干网分域联接处通过上层网管系统进行对接配置,开通和维护比较复杂。

 

近年随着网络的改造,IP RAN对接新型城域网,已经具备了IPv6/SRv6的支持能力。IPv6路由具备跨全网互通可达,在任意开通云专线的节点间可通过EVPN传送L2VPN电路信息。

 

对于一般非实时业务的云专线,可以采用非显示指定路径,通过SRv6 BE或IPv6模式转发。对于时延、QoS要求严格的实时业务,可以通过上层控制器编排进行SRv6 Policy确定性路径转发。

 

 

SD-WAN云专线

 

SD-WAN云专线是近年发展起来的一种新型专线模式,比较适合零售、连锁企业的各分支灵活接入。部署在客户侧的SD-WAN CPE采用Overlay方式,一跳接入云POP点。SD-WAN CPE可以通过Underlay层的多种网络(OLT、SPN、IP RAN等)实现随意接入,该方案和云计算具有天然的结合度。SD-WAN云专线业务现在逐步要和SRv6作融合,并纳入到端到端SRv6体系中。

 

 

“IP+ 光”协同的切片网络

 

在全社会数字化转型的过程中,算力网络需要为各行各业提供业务支撑,运营商建设的网络也面临千行百业的需求,“网络切片”应运而生。运营商需要在一个通用的物理网络之上构建多个专用的、虚拟化的、互相隔离的逻辑网络,来满足多种差异化要求。把IP和光传输两方面的技术作协同,可为切片网络提供新的方案。

 

切片网络要求能给租户提供比较严格的业务隔离,网络带宽从数十M级别至数G级别,需满足严格的实时性QoS指标,这些要求可以通过光层来实现。切片网络还要求维持客户侧L3/L2层的私网,要求网络能具有一定弹性和灵活性,这方面可以通过IP层来实现。IP+光协同的切片网络(见图2)能为云上业务承载提供综合优势。

 

Network diagram

 

         图2   IP+光切片网络组网

 

IP+光切片的小颗粒质量保障

 

对于网络切片有需求的客户,很多来自政务、金融、医疗等高价值行业,对于切片网络的QoS质量要求较高。另外从经济性角度考虑,要求网络切片的带宽并不大,较多情况下,只需要达到数十M。IP+光协同切片能够满足这些要求,提供小颗粒带宽,底层通过OSU(Optical Service Unit)传输提供保证。OSU能够承载2Mbps~100Gbps的多颗粒业务,基于硬管道安全隔离,提供稳定的低时延、零丢包特性。

 

 

IP+光协同切片实现“管道资源池化”

 

在IP+光切片网络中,整体网络资源池通过切片的方式分配给不同租户,可以实现各个切片间在业务变动情况下的资源转移。IP设备的物理端口可以被多个方向的IP连接所使用,形成IP设备的端口资源。OTN实现子波长级、电层ODUk级、OSU级的调度,通过控制器调度每个方向占用的传输资源,从而把光网络整体作为一个资源池。

 

 

IP+光切片提供PE业务的光层透传

 

IP分组网的切片方案,通过算法配置亲和属性,能形成属于不同租户的网络拓扑。IP切片中较多的设备属于转发P设备,P设备没有直接接入客户业务,却包含到切片网络中。IP+光切片,可以简化切片网络的复杂性,主要包含PE节点及少量P节点,省去大量经由P设备的业务流,通过底层光网络进行PE间业务透传。

 

 

算力网络以“算为中心、网为根基”,是多要素融合的整体,需要提供广泛的网络连接和算力接入基础。IP网+光网络作为基础承载网络,是算力网络得以发展的根基,需要不断加强基础网络建设和创新,助力算力网络实质性的发展,打造新型信息服务体系,共筑数字产业化新生态。