中國聯通作為CORD的創始成員也加入了CORD董事會,并且在2016年12月成立了中國聯通CORD產業聯盟,推進CORD技術在中國聯通以及中國的應用。
CORD項目的目標是提供一個網絡運營商的服務交付平臺的參考實現。 其核心輸出包括一個軟件平臺、系列硬件規范和服務模型等。
作為一個集成系統,CORD并不是一個在共同旗幟下相關項目的松散集合,而是要從開源組件出發構建一個完全集成的系統來支持現場測試。同時,開放也是CORD的另一個重要特性,它并不要求CORD的所有模塊都開源(例如專有服務也可以在平臺上運行)。重要的是,CORD平臺基于開源,同時作為一個整體通過開源服務展示其平臺能力。
CORD最早是ONOS的一個用例場景,該場景提出是AT&T,其核心背景是AT&T的Domain2.0需求。AT&T在2013年11月發布了Domain2.0白皮書,目標是使AT&T網絡業務和基礎設施能夠像數據中心內的云服務一樣被使用、配置和調度。其特點在于用一套豐富的API按需并接近實時地管理、操縱和消費信息服務。此外,這些網絡業務將被實體化,使其在通用基礎設施上實現。簡言之,Domain 2.0希望未來AT&T的網絡業務能夠以類似云計算的方式提供。屆時整個AT&T的公共基礎設施將以類似POD支持云數據中心業務的方式被購買和配置。
將AT&T的業務遷移至多業務、多租戶平臺意味著替換或擴充現有網元(一般是被集成去完成某一單向功能)。這種替換技術包括底層連網能力(通常稱為“網絡功能虛擬化基礎設施”(NFVI))或只是接受軟件和軟件定義網絡(SDN)協議指令去完成多種網絡功能和業務的基礎設施。這種基礎設施最典型的是支持NFV的服務器,其次是基于商業芯片的分組數據轉發能力(通常被稱為白盒設備)。 CORD正是嘗試去實現從云端的服務擴展到接入網側的服務敏捷性的基礎設施的一種解決方案。
CORD的場景主要分為家庭接入業務(R-CORD)、企業業務(E-CORD)和移動業務(M-CORD),同時在上述場景中,CORD還開發了監控分析(A-CORD)。A-CORD的目標包括:
(1)建立一個通用的監控框架,對CORD中的物理設備和軟件模塊進行性能探測和度量,并完成收集、存檔和傳遞;
(2)該框架能夠在感知工作負載和異常事件基礎上動態地適應CORD的分析應用。
在以上三個場景中,目前R-CORD是發展最快的,已具備了商用的基礎;也正是R-CORD的快速成功,促進了CORD從ONOS獨立出來形成新的開源社區。
CORD核心架構和重要項目介紹
CORD核心是利用數據中心中的“leaf-spine架構”和白盒設備來重構運營商的端局。其中leaf-spine架構也稱為分布式核心網絡,核心節點包括兩種:第一種leaf葉節點負責連接服務器和網絡設備;第二種spine針節點連接交換機,保證節點內的任意兩個端口之間提供延遲非常低的無阻塞性能,從而實現3級CLOS網絡。通過一定的端口收斂比/超配比來滿足數萬臺服務器的線速轉發。一種典型的架構如圖1。
圖1 CORD中的leaf-spine架構
CORD項目就是以圖1架構為核心,結合不同的接入場景,從而實現從接入到云平臺的敏捷服務。
以R-CORD為例,圖2為傳統的家庭寬帶接入架構,由于CPE等設備均是專用設備,相關業務修改、發放和配置管理都需要很長的周期。
圖2 基于傳統網絡的家庭寬帶接入架構
圖3 基于CORD的家庭寬帶接入架構
如圖3所示,由于接入側的CPE和ONU只保留了簡單的數據處理,復雜的業務邏輯處理都放在了局端。而在局端,通過vOLT、vSG、vRouter、vCDN等虛擬化技術,一方面實現控制與轉發分離,另一方面實現控制面集中管理,從而實現整網業務策略的統一部署,提高業務上線速率,增強市場競爭力。用戶可以通過用戶Portal訂閱相關業務,由CORD平臺完成網絡的相關配置,實現業務按需服務。
R-CORD架構可以實現設備資源虛擬化,因此可采用云技術進行業務承載,從而實現彈性伸縮,可根據業務的具體需求,動態擴容或縮減資源。同時也使增強融合業務和增值業務變得更簡單,通過相關API,實現新的第三方專有業務功能,用戶可以在第三方Portal上直接啟動新的業務,如圖4所示。
圖4 通過第三方Portal啟動業務
圖5給出了CORD系統的軟件協議棧。這里,通過ONOS實現對應用的控制,通過運行在OpenStack 虛擬機和Docker容器上的可擴展服務和XOS等協同器來實現多租戶服務等。
圖5 CORD軟件協議棧
表1 CORD在研項目
在這些項目中,XOS和Trellis是核心項目。其中XOS依托CORD架構實現Everything-as-a-Service(XaaS)。通常XOS被認作編排器(Orchestrator),但隨著CORD架構的完善, XOS的功能逐步擴展,包括(1)實現無縫集成控制平面(以SDN技術為主)和數據平面(以NFV等虛擬化技術為主);(2)支持接入服務和常規云服務的能力;(3)支持多個安全域;(4)協助增強CORD架構的擴展性和可控性。
在SDN實際部署中,對新建網絡可以采用Underlay方案實現網絡SDN服務。但對于原有網絡,由于設備功能的局限,通常更多是通過Overlay方案實現網絡SDN服務。事實上,很多廣域的業務都會跨新建網絡和原有網絡。Trellis項目就是通過一個統一運行在Underlay網絡和Overlay網絡的SDN控制器,將基于leaf-spine fabric實現Underlay方案同基于虛擬網絡的Overlay方案整合成一個整體方案。
圖6 Trellis架構
CORD項目也啟動了Composer項目研究。Composer項目主要是業務抽象模型建模,涉及用來組合業務的實例、網絡、切片、控制器等基礎模型。該項目包含三個目標:(1)定義嚴謹的模型,(2)建立服務仿真環境,(3)簡化服務登記。在業務抽象建模過程中,目前已有業務建模成果被大量采用,包括OPNFV的應用模型,OpenConfig的服務配置模型和ONF的信息模型。目前以Tosca模型為主,也在逐步支持Yang 模型。
CORD與開源社區/標準的關系
CORD項目和ONOS項目都是由ON.lab(開放網絡實驗室)發起并管理的SDN領域開源項目,2016年10月ON.lab宣布計劃同SDN標準組織ONF(開放網絡基金會)合并。新的ONF目標是幫助擁有大型網絡的運營商降低了其資本開支和運營成本,并且更容易創建和部署新服務。新的ONF將開源社區軟件開發和標準制定結合起來,形成“Software Defined Standards(軟件定義的標準)”。在這個軟件定義標準的流程中,首先是運營商作為需求方,提出用例場景,推動ONF開展開源軟件用例和平臺的研發,實現相關POC(概念驗證);然后ONF根據POC的反饋情況,確定關鍵API和數據模型;再后ONF形成具體文檔,最后完成軟件定義標準。在這個過程中,軟件開發人員和標準制定人員需要在典型場景產生、接口需求、標準文檔等環節通力合作,同步形成標準文檔、POC、實驗室和外場測試、產品,縮短從標準到產品的現有周期以及減少由于對標準理解不一致所帶來的互通等問題,加快新業務和新功能上線。
新的ONF跟相關開源社區和其他標準組織也開展了深入合作,如圖7所示,包括開源組織OPNFV、OPEN Computer Project、ODL,以及標準組織MEF、BBF等。
圖7 新ONF與相關開源社區及標準組織
CORD項目產業鏈發展
CORD項目受到業界的強烈關注,其董事單位包括ON.lab、AT&T、Verizon、Comcast、Google、SKT、NTT、Radisys、Nokia、Cisco、Intel、Ericsson、NEC等,全面涵蓋了互聯網企業、電信運營商、有線電視運營商和設備商等。中國聯通作為CORD的創始成員也加入了CORD董事會,并且在2016年12月成立了中國聯通CORD產業聯盟,推進CORD技術在中國聯通以及中國的應用。2017年巴塞羅那的MWC展會上,Radisys、中國聯通、AT&T、Verizon、Google等也將共同展示CORD研究成果。
CORD項目展望
開源社區是支撐當前技術發展的重要創新體系,開源社區同傳統標準組織的結合也越來越緊密。中國政府在“十三五”國家信息規劃”中也明確指出:支持開源社區創新發展。鼓勵我國企業積極加入國際重大核心技術的開源組織,從參與者發展為重要貢獻者,在優勢技術領域爭當發起者,積極維護我國相關標準專利在國際開源組織中的權益。
相信未來會有越來越多的企業參與到CORD等網絡領域開源社區工作中來,充分利用開源資源,構建新的生態體系。