CORD代表著運營商網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的一個重要方向,也是今后運營商需要著力實施的一個工作,但是目前業(yè)界在這方面的研究還只是起步階段。
隨著“網(wǎng)絡(luò)隨選、彈性部署、快速配置”等行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢的引領(lǐng),國內(nèi)外主流運營商紛紛開始以智能化為主要特征開展網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型和重構(gòu),希望深化開源技術(shù)應(yīng)用,積極引入SDN、NFV、云等新興技術(shù),構(gòu)建簡潔、集約、敏捷、開放的新一代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。國外主流運營商如AT&T、Verizon,國內(nèi)運營商如中國電信、中國聯(lián)通和中國移動,都發(fā)布了自己的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)計劃。
在這些網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)計劃中,CORD(Center Office Re-architected as Datacenter),網(wǎng)絡(luò)機房的DC化改造,已經(jīng)是一個核心熱詞,諸如AT&T的Domain2.0計劃中就專門提到了這一點,國內(nèi)運營商的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)計劃中也紛紛提出了類似的設(shè)想和規(guī)劃。
AT&T的CORD從本意上說,是希望將運營商傳統(tǒng)端局(交換中心)轉(zhuǎn)變?yōu)轭愃圃品?wù)提供商的數(shù)據(jù)中心,總體上達到降本增效的目標。
(1)降本:通過部署白牌SDN交換機、x86服務(wù)器、開放OLT刀片、Open ROADM刀片等開放化標準化硬件以及部署ONOS、OpenStack、XoS等開源軟件等來避免廠商鎖定、降低成本。
(2)增效:利用SDN和NFV技術(shù)來降低OPEX,并能夠像Google、Facebook、 Amazon等云服務(wù)提供商那樣提供靈活的服務(wù)。
從具體應(yīng)用場景上,CORD大致可分為3類:
(1) R(Residential)-CORD :面向家庭住宅場景
(2) M(mobile)-CORD:面向4G/5G移動場景
(3) E(Enterprise)-CORD:面向政企用戶場景
在AT&T網(wǎng)絡(luò)中,這3類場景的關(guān)系如圖1所示。
圖1 AT&T的CORD典型場景
目前,AT&T已經(jīng)開展了一系列的CORD研究和試驗(如圖2),如在接入網(wǎng)環(huán)境中試驗R-CORD,具體來說就是將傳統(tǒng)接入網(wǎng)改造成SDN/NFV架構(gòu),其中的數(shù)據(jù)平面由白盒交換機和VNF處理。其網(wǎng)絡(luò)示意如圖2所示,該模式實現(xiàn)了CPE、匯聚交換機/BNG和OLT的3級解耦,以vCPE 、vOLT為中心,vOLT作為終端認證管理中心,基本上是純軟架構(gòu),顛覆了傳統(tǒng)光纖寬帶的接入網(wǎng)架構(gòu)。
圖2 AT&T的R-CORD場景
同時,AT&T也考慮了數(shù)據(jù)中心DC的分層設(shè)置。其中,接入和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)部署在本地云DC,控制面與CDN、VAS部署在區(qū)域云DC。
應(yīng)該說,AT&T提出的CORD場景和構(gòu)思,為我國運營商提供了很好的借鑒和參考。比如“轉(zhuǎn)發(fā)和控制分離,提升網(wǎng)絡(luò)軟件能力”,是傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的演進方向;數(shù)據(jù)中心DC內(nèi)部采用Spine-Leaf架構(gòu),實現(xiàn)內(nèi)部無阻塞交換,是提升網(wǎng)絡(luò)能力支撐CORD的基礎(chǔ)。
CORD對現(xiàn)有CO與DC的影響
在我國的運營商網(wǎng)絡(luò)中,CO指的是網(wǎng)絡(luò)機房,主要放置專有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和系統(tǒng)(軟硬件一體、垂直專業(yè)化設(shè)備),因為不同專業(yè)化設(shè)備和系統(tǒng)間的差異性,目前形成了大量專有封閉的電信機房。而DC主要包含了IDC和云DC兩類,IDC是提供互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用訪問的數(shù)據(jù)中心,以提供物理資源和虛擬資源出租服務(wù)為主;云DC主要是承載云資源池,面向大規(guī)模數(shù)據(jù)匯聚、存儲、處理和管理需要的數(shù)據(jù)中心機房。這3者的差別如表1所示。
表1 我國運營商的CO和DC現(xiàn)狀
業(yè)務(wù)及網(wǎng)絡(luò)承載定位 |
基礎(chǔ)設(shè)施部署特點 |
規(guī)模現(xiàn)狀 |
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CO |
完全對內(nèi),采取專用硬件設(shè)備、虛擬網(wǎng)元設(shè)備(vIMS/vBRAS等) 。 |
傳統(tǒng)機房一般分4級部署;部分機房開展DC化改造,部署NFVI。 |
機樓近萬,機架過百萬。 |
云DC |
對外:公有云/私有云等(占比小) 對內(nèi):業(yè)務(wù)/應(yīng)用/IT/大數(shù)據(jù)等 |
采取“集團+大區(qū)+分省”部署;以虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施為主,形成“一云多池” |
機房百余個,機架近萬 |
IDC |
完全對外,面向互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)為主,機架及帶寬出租為重點。 |
采取“集團+省”部署,以通用化基礎(chǔ)設(shè)施為主(物理出租)。 |
機房數(shù)百個,機架十余萬。 |
如果從通信局所的分類角度看,目前有兩個維度區(qū)分不同的局所。從網(wǎng)絡(luò)功能維度,可以分為電信機樓和接入局所,前者又可以再細分為核心機樓、一般機樓和專業(yè)機樓。從服務(wù)區(qū)域的維度,則可以分為面向集團和省級的A類機樓、面向本地網(wǎng)的B類機樓、面向區(qū)縣的C類機樓和面向接入端局的D類機樓。圖3是這兩個維度下通信局所典型分類。目前CO主要涉及核心機樓/一般機樓的各專業(yè)網(wǎng)絡(luò)機房,用于承載交換/數(shù)據(jù)/傳輸/核心/業(yè)務(wù)平臺等不同的專用網(wǎng)設(shè)備 ,總體規(guī)模及覆蓋廣泛;而云DC和IDC位于核心機樓(樞紐樓)的綜合機房,與CO機房同局點。
圖3 典型維度的通信局所分類
同時需要特別指出,CORD不僅涉及到上述通信局所的分類和設(shè)計,還關(guān)系到承載網(wǎng)絡(luò)的連接關(guān)系。圖4是現(xiàn)有CO機房的典型分布示意,其中核心機樓中的CO一般承載CR路由器、核心網(wǎng)設(shè)備及省集中的CDN設(shè)備,以及少量的BRAS/MSE;一般機樓的CO主要部署絕大部分的BRAS/MSE以及少量的OLT;接入居所的CO則主要放置大量的OLT和BBU。
圖4 典型層次化CO連接關(guān)系
運營商對CORD的關(guān)注點
如上分析可知,CORD的出發(fā)點是面向網(wǎng)絡(luò)智能化的要求,特別是SDN/NFV/云計算等技術(shù)的引入后網(wǎng)絡(luò)功能的變化,對機房和DC布局等的帶來影響,重新設(shè)計和構(gòu)建新一代網(wǎng)絡(luò)機房。對于運營商現(xiàn)行的體制來說,CORD的研究范疇跨越了現(xiàn)有機房基礎(chǔ)設(shè)施專業(yè)的管轄范疇,需要從虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能等上層需求出發(fā),貫穿通用基礎(chǔ)設(shè)施,進一步落實到對機房空間、空調(diào)電源等的整體改造升級。
圖5 CORD的研究范疇
從具體的關(guān)注點來說,CORD應(yīng)該重點考慮以下幾個方面:
(1) 核心需求:從需求看,目前重點關(guān)注兩點。一是網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)云化后,未來不同“云”均將部署于不同層面DC機房,比如網(wǎng)絡(luò)NFV后既要求高性能計算也有高轉(zhuǎn)發(fā)要求,一般來說,控制面網(wǎng)元可以部署于中心/區(qū)域DC,位置敏感性網(wǎng)元可部署于本地DC;政務(wù)云等私有云需要按照政企用戶規(guī)模分布于不同的DC中,其中中小型政企一般要求靠近客戶,而且物理隔離,因此建議部署于本地DC。二是網(wǎng)元形態(tài)變革驅(qū)動DC層級化變化,如圖6所示,相比當前機房設(shè)置,未來機房局點層級、承載網(wǎng)元、數(shù)量規(guī)模等都將發(fā)生較大變化。CO將由傳統(tǒng)4級逐步向3級演變,在城域內(nèi)更趨向分布式部署,而且需要滿足NFVI物理和虛擬網(wǎng)元長期共存。
圖6 網(wǎng)元變化對CO的潛在影響
(2) 基礎(chǔ)設(shè)施云化和機房改造:統(tǒng)一的NFVI和云資源池必然是今后CO的主要需求來源,為此需要考慮硬件資源層(云基礎(chǔ)設(shè)備,包括服務(wù)器+存儲+網(wǎng)絡(luò))和虛擬化層的協(xié)同,特別是對承載在硬件上的虛擬資源的管理。目前來看,運營商現(xiàn)有的云資源池服務(wù)器基本滿足NFV承載需求,但是在服務(wù)器的定制、對VIM能力的實現(xiàn)上還需要進一步加強。目前國內(nèi)運營商正在經(jīng)歷PSTN退網(wǎng)的過程,該工作理論上也將為CORD工作提供機房資源,需要特別注意的是,這些退網(wǎng)機房在空間面積、電源空調(diào)、承重凈高等方面需要符合一定的條件(比如面積在100平米以上、承重在6KN/平米以上),才能為今后網(wǎng)絡(luò)DC所用,否則進行改造的代價太大反而可能得不償失。
(3) CO/DC的布局:結(jié)合我國運營商現(xiàn)有機樓布局的特點和未來演進方向,我們認為無論是商業(yè)云服務(wù)、還是電信網(wǎng)絡(luò)NFV,可采用“區(qū)域DC+本地DC”部署,兼顧集中化、屬地化和最佳體驗。在骨干層面,可以設(shè)置全國中心DC和區(qū)域(省級)DC,部署按集團/省集約的網(wǎng)絡(luò)功能,通常設(shè)置在省會及有需求大中型本地網(wǎng)。在本地層面,由本地DC解決因為部署與接入控制相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)功能,在本地網(wǎng)范圍需進行分布式設(shè)置,不再劃分層級。
圖7 層級化的網(wǎng)絡(luò)DC分布
(4) 網(wǎng)絡(luò)組織:DC化改造之后,特別是分層布局的演變,承載網(wǎng)絡(luò)的連接需要解決本地DC內(nèi)外的互聯(lián)問題,特別是多個DC間流量的合理調(diào)度和疏導(dǎo)。以城域網(wǎng)為例,現(xiàn)行的流量主要終結(jié)于BRAS/MSE的狀況需要加以改變,不同的流量需要分流部署在不同網(wǎng)絡(luò)DC內(nèi)的虛擬化網(wǎng)元中,因此存在著不同分流點的模式,比如可以在MSE位置進行分流,也可以在匯聚交換機的位置進行分流。同時,跨DC間的橫向流量也會逐步上漲,采用扁平化、健壯性Spine-Leaf二層組網(wǎng)架構(gòu),任意兩點之間任意邏輯互聯(lián)一跳可達,將是城域網(wǎng)今后的一個趨勢。
圖8 城域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)承載的示例
小結(jié)
總體來講,CORD代表著運營商網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的一個重要方向,也是今后運營商需要著力實施的一個工作,但是目前業(yè)界在這方面的研究還只是起步階段。尤其是與現(xiàn)網(wǎng)資源和網(wǎng)絡(luò)條件深度結(jié)合的具體操作方案上還比較缺乏,比如具體R-CORD、E-CORD如何落地部署,尚未看到可實施的案例。要真正推進落實,不僅是理念、概念層面的分析,還需要結(jié)合具體可量化的業(yè)務(wù)場景和明確的業(yè)務(wù)定義,給出CORD的規(guī)范,才能指導(dǎo)實際大規(guī)模部署應(yīng)用。
本文分享了我們在CORD專項研究方面的一些思考,以及部分省市試點工作遇到的問題和經(jīng)驗,希望拋磚引玉,加強運營商在這方面的實際推進力度,探索出一條中國運營商的CORD之路。