对于日益变化而又久未革新的运营商网络界, 2016或许是一个值得载入史册的关键年。在这一年里,基于云计算、SDN和NFV技术的网络变革逐步在运营商有了清晰的发展方向——CORD明确标明了运营商网络下一步的演进目标——将中心局房改造为数据中心,并以此为契机实现运营商业务的重新塑造。事实上,CORD的确立也标志着运营商今后业务的重心会逐步从现有的管道基础资源向外延展到数据中心基础架构以及承载在基础架构之上的各类应用。
在CORD改造中,家庭业务的实现方式及其变革一直是重中之重。R-CORD正是着力于解决基于各类最新技术集之下家庭客户的业务实现,并且探索各类新型家庭应用的承载方案。在过去一年里,我们有幸与中国三大运营商一起合作,在各类场景下发展R-CORD,形成一套相对而言,较为有效和实用的R-CORD建设方法论(如图1)。
图1 R-CORD业务实现模型
R-CORD建设标准:不以规矩不成方圆
任何一项网络建设方案,标准化都是最先需要考虑的,通过一年多的实践,我们也证明了各类业务都可以在一种标准模型下开展,也能够在这种模型下引入新的业务形态,从而实现运营商在家客业务上的开源。这种模型在层次抽象上参考ETSI标准架构,在数据中心网络建设上采用Spine-Leaf Fabric架构实现。随着CORD技术的成熟、参与供应商的增加,VNF、Hypervisor和底层硬件的标准化,我们也有理由期盼未来这种建设模式能够为运营商节省大量的采购成本。
因此,我们建议采用ETSI模型开展CORD建设(如图2)。
从ETSI架构看,分为右侧的管理平面和左侧的实现及业务平面。管理面由上到下依次为编排层、VNF管理层和VIM,它们分别实现了业务的编排调度、VNF网元生命周期和健康度管理以及用于承载VNF虚拟化层的管理。业务平面从上往下也分了三个层次,顶层是现有的OSS/BSS系统,其下首先是VNF网元及其所配套的EMS系统,用于实现各类网络功能和流量调度;第三层是NFVI,包括了虚拟化层、服务器和存储等硬件设备。
图2 ETSI标准模型
从图2可以看到,ETSI将除OSS/BSS之外的各个功能组件之间都做了标准化接口定义,这种定义有助于运营商在大规模建设时遵循统一的实现方案,减少厂家依赖,进而降低OPEX。同时,运营商也可以根据自身实际情况按照模块化方式展开建设,无需在业务初期就引入成套体系架构,降低投资风险。
而在数据中心网络建设中,我们采用成熟的Spine-Leaf模型进行设计(如图3)。Spine-Leaf模型可以确保无论网络规模如何扩张,任意两点之间通信仅经过3跳设备,确保整体网络时延可控。同时,Spine-Leaf之间完全松耦合,适合运营商网络进行弹性扩容。
图3 采用Spine-Leaf架构的CORD网络拓扑
通过Spine-Leaf架构,我们可以把城域网模型做得尽可能简单。对于数据中心而言,无论是用户接入、VNF承载、MANO管理还是最终外网访问Internet,所有的网元都可被看做是接入在Leaf节点下的一个单元。数据中心网络架构不会因为接入业务不同而有所改变,从而使得任何一个DC的建设都是标准化的,设备的要求都被归一化,由此运营商可以启动大规模集采,达到降低成本的效果。
综上,通过参考ETSI标准模型和数据中心Spine-Leaf网络架构,我们最终达成了一个中心机房内的标准化建设方案,这套方案适用于城域网内各类场景。无论是硬件还是软件实现的业务,都能在一个数据中心内进行处理,为家庭客户提供更好的带宽和时延保障。
城域机房和业务规划:兵马未动,粮草先行
大多数厂家和组织在谈及CORD,尤其是R-CORD时仅关注一个中心局内的实现,还没有整体考虑全网的架构,但对于运营商而言最关心的莫过于每个城域究竟要建设多少个DC,每个DC覆盖多大范围。惟有合理评估这些数据,运营商才能准确测算建设的投资、基础设施的配套、维护人力的匹配等内容,进而推动R-CORD的整体进度。
众所周知,云计算的建设目标是集中化,规模效应带来成本优势,但对于城域业务,因为强调用户体验又希望资源尽可能接近用户端,这两者之间本身存在矛盾。如何选择机房的位置,兼顾集中和分散的需求成为了R-CORD改造首先需要解决的问题。
我们在做R-CORD方案设计时,会着重考虑机房的布局问题,既不建议机房“高高在上”,部署在省核心,也不会激进得要求每一个接入机房都“内容化”,都成为用户获取业务的“第一跳”。综合考虑机房基建、光缆传输、供电和维护,我们认为每个区域机房覆盖20~30万接入用户比较合理,同时要求区域机房所覆盖的接入用户尽量不要跨行政区,避免基础资源无法到达。
在R-CORD改造过程中,我们会定义两种类型的机房:一种是区域(边缘)机房,它们具备了3个功能——覆盖至少20万的用户接入,边缘VNF电信业务提供,边缘IT/CDN业务提供(服务于E-CORD);另一种是核心机房,它也具备3个功能——边缘VNF电信业务的备份、核心VNF电信业务提供和核心IT/CDN业务提供。这种两级DC的架构有助于运营商各类业务的有效部署,对于类似IMS、VPDN等业务来说,VNF由本地网集中提供效率更高,将会部署在核心机房,而PPPoE、iTV等业务在边缘终结并就近访问能够有效提升客户感知,因此主要由区域机房承载。对于区域机房的选择,由于需要考虑接入网传输、光缆配套,可以首选现有PSTN母局机房。对于核心机房而言,建议和CR同局址,减少到CR的光缆中断故障,同时也具备了到城域内所有母局直通光缆的基础要求(如图4)。
图4 城域网两级DC构建R-CORD
核心和区域机房之间存在备份关系,通过MANO和控制器调度机房之间的流量,从而实现业务的备份。采用这种方式可以减少流量在多个区域机房之间横穿带来的运维压力,简化城域内流量模型。同时,核心机房一般都会选址在CR同机房,具备较好的机房空间、动力条件,能够为其余区域机房提供足够的备份容量,提高备份效率。
R-CORD新业务形态:一千个读者就有一千个哈姆雷特
提到R-CORD,就会有人提及性能,似乎要开展电信业务,如果没有100G的吞吐性能,绝对会形成瓶颈。业界也发展了各类的性能加速手段,目前通过Intel DPDK套件可以大幅度提高VNF网元的业务表现,采用SR-IOV技术甚至可以达到近线速的性能。就在近期,Intel发布了100G的网卡,后面还有基于FPGA的网卡陆续提供。可以说,只要产业链健康发展,NFV的性能问题绝不会成为其一统天下的拦路虎,而且未来流量本地化比例将进一步提高,大量业务由边缘DC提供,分布式的计算架构能有效降低单点性能要求。
一切都看起来很美,那么城域网建设运营的问题到底是什么?我认为并非是设备吞吐性能不足,而是新业务开通速度过慢、用户业务无法达到随选的需求、管道被OTT化后带来的业务增长乏力以及内容源远离用户造成的实际业务体验较差。
运营商青睐NFV技术,本意是希望通过软件化的网元实现业务快速开通并且降低整体投资。因此NFV技术也罢,R-CORD建设模型也好,最上层始终围绕着业务编排在开展。今后运营商业务的比拼,一方面是价格,另一方面是能否研发出客户喜闻乐见的业务,或者通过厂家提供的单一网元快速实现用户定制化的网络需求。当“业务为王”的时代来临时,100M光宽带的接入,对于用户而言,只是购买业务的一个附加增值,运营商需要彻底从宽带/流量运营向内容/业务运营转型。
在与ON Lab的专家交流中了解到,目前已有基于容器的虚拟化网元,在一台物理服务器上同时运行上百个容器,通过编排实现不同用户的业务随选,每个用户独享按需的网络业务。在这种场景下,每台物理服务器能够提供大约20G的对外带宽,考虑到网络收敛,同时可为300个100M用户提供业务访问,已经达到了一定的投资收益比。
结语:而今迈步从头越
R-CORD是一个复杂的系统,它依托新技术和新业务形态,却又需要保留现有网络承载能力,任何一个技术的实现都耗费心力。R-CORD又是一个简单的系统,它简化了城域网建设模型,减小了扩容带来的割接难度,将运营商从网络运维中解放出来,专心于网络运营之中,提高利润。
因此,我们不妨步子迈得稍微大一些,思想再开拓些,热烈拥抱新型业务和新型网络,以互联网的思维开展建设,在某些程度上可以适当考虑“去电信化”,相信CORD能够重塑运营商业务体系,并成为下一阶段主要的增长点。
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