當前,以互聯網為代表的現有網絡架構,在業務種類繁多、個性需求不斷出現、用戶不斷增多、帶寬日益擴張的情況下,其網絡容量的擴展性和體系架構的靈活性都非常有限,已經難以滿足未來業務持續高速發展的要求,也無法給用戶提供差異化的業務體驗。以智能化和云化為主要特征構建新型的下一代網絡,目前已經得到了業界的廣泛認可,特別是結合運營商現有的成功運行多年的電信級網絡,打造一個支持云計算的新型智能承載網絡,是今后5至10年間網絡架構發展的主要趨勢。
支持云計算的新型智能承載網的內涵及特征
目前,業界一致認同未來的承載網絡將是一個高智能的網絡,即具有“WISE”特征的新型網絡。具體來說,就是具備Wide(高速廣覆蓋能力)、Instant(資源快速指配能力)、Smart(接入靈活協同能力)和Ensured(質量按需保障能力)的高效、集約化網絡。因此,以云計算為重要契合點,滿足云管端一體化發展的趨勢,在現有各種網絡形態上演變和發展起來的,滿足上述WISE特征的網絡架構,我們就可以認為其是一種支持云計算的智能承載網絡。
從狹義上看,支持云計算的智能承載網絡可以通過對現有網絡進行改造和升級,引入智能性,使之適應云計算各類應用和業務的承載需求;從廣義上看,支持云計算的智能承載網絡可以利用云計算的概念和技術(如分布化、虛擬化),在現網基礎上形成可持續演進的、具有高度智能性的網絡。對于智能化云管道的WISE特性,結合云計算的相關特點,可以解釋如下:
W/高速:為終端和用戶訪問云計算平臺,提供高帶寬接入和互聯能力;
I/快捷:對云計算特定資源進行快速指配,如VM遷移中的網絡資源分配和策略跟隨;
S/靈活:對網絡流量可以進行靈活的控制和調度,如客戶可定制化的路由處理;
E/保障:為云計算業務/應用提供所需的質量保障。
支持云計算的新型智能承載網關鍵技術
目前,可實現虛擬感知的技術有基于主機、網卡、網絡設備(交換機)三類。基于主機或網卡實現的虛擬交換機,一般只具有識別虛擬機的基本功能,或多或少需要占用主機資源,會對主機的性能造成一定的影響,因此擴展性相對較差;但由于歷史原因,其成熟度相對較好,成本也較低。
基于網絡設備實現的虛擬交換機(一般是頭端交換機),可以在識別虛擬機的基礎上實現流量監管等一系列高級功能,且不占據主機資源,能達到很高性能,擴展性較好。但其技術還處在發展過程中,成本也較高。從網絡承載的角度看,基于網絡設備實現的虛擬交換機,技術功能全面、性能高、易擴展,且運維的界面比較清晰(主機/虛擬機的維護和網絡的維護相互獨立),可以降低維護的技術難度,將成為未來的發展方向。
二層互聯技術(DCI):在支持云計算的智能承載網絡中,對虛擬機遷移所要求的大二層互聯,是一個新的挑戰。特別是針對現有以互聯網為主體的三層網絡互聯情況,如何在虛擬機遷移的IDC間實現端到端大二層連接,也就是DCI(Data Center Interconnect),將是一個新課題。
二層集群技術(DCN):在支持云計算的智能承載網絡中,為實現網絡資源的集約化運營,提高網絡使用的效率,需要將多個在地理上分散的資源平臺集合為一個,統一向外服務,在現階段主要是將多個IDC合成為一個使用,即DCN(Data Center Network)技術。
路由虛擬化技術(SDN):基于轉發和控制分離的思路,業界提出了SDN(Sof tware Def ine Network)的概念,其代表性技術為Openflow,根本思想是將網絡控制平面與網絡設備分離,控制平面提供開放接口,使得網絡對于用戶而言可編程、可配置,能更靈活地進行按需控制和網絡設計,體現了網絡虛擬化在路由層面的高度發展。
策略控制與調度技術:策略控制與調度技術是在智能型網絡融合覆蓋的基礎上,對通過固定網絡(包括Wi-Fi接入、固網寬帶接入)和移動網絡接入的用戶實現策略調度,能夠控制寬帶接入服務器(BRAS)和移動網絡的PDSN等設備,實現QoS策略的下發和映射,從而完成策略管控和QoS調度。
現網發展演進策略
由上可見,支持云計算的智能承載網絡可以提供一個新型的高智能網絡架構,在現階段可以應對云計算引入后各種云應用對網絡承載的特殊要求,在未來可以促成網絡的智能化轉變,形成對各類新型業務和應用的智能承載。當然,從原理上看上述幾類代表性技術各有千秋,在標準化進展上多數處于發展初期,總體上還處在技術研究階段,距離規模部署尚有一定距離。但是我們也要看到,技術的發展需要有一定的前瞻性,支持云計算的智能承載網絡將是未來網絡的一種重要形式,需要堅定不移地推動各項技術的成熟。
基于現有網絡架構,運營商該如何構建支持云計算的智能承載網絡?從現網引入的迫切性角度出發,運營商前期應關注虛擬感知技術在網絡設備(以交換機為代表)中的實現,可以在IDC內靠近服務器/虛擬機的頭端交換機上首先引入虛擬感知能力,配合相應的管理平臺或系統,實現網絡策略的跟隨和統一;同時,在廣域網上(主要是IDC間的網絡),考慮部署DCI二層承載方案,特別是兼容現有骨干網的狀況,實施端到端的大二層互聯。
通過兩者的結合,實現在網絡高速接入和資源靈活配置上的統一。中期,應推動DCN相關技術的統一和成熟,在不同IDC間構建統一的資源池,實現網絡資源的集約化運營和一體化服務;后期,應關注SDN在IDC側的實施,以IDC為試驗床提供面向特定應用的路由虛擬化服務,再結合骨干網和城域網設備的能力狀況,逐步考慮向骨干網和城域網推進。通過兩者的發展,提升網絡服務的快捷性和保障性。