軟件定義城域網

虛擬化、云計算、移動互聯網等技術的興起和成熟,帶來了新的業務交付方式,也改變了舊的商業創新模式。在這一變革中,互聯網廠商充分發揮了新技術的優勢,靈活創新、快速交付,為用戶提供了豐富的業務和良好的體驗,在市場競爭中優勢越來越大,而電信運營商卻逐步變成了單純的網絡管道提供商,面臨著越來越大的競爭壓力。

為適應互聯網業務的飛速發展和市場競爭,運營商需要引入互聯網模式,采用虛擬化、SDN、NFV等新技術,對整個網絡架構進行革新,實現軟件定義城域網。

一、 軟件定義城域網的思路和步驟

隨著SDN、NFV等技術的不斷發展,及產業鏈的逐漸成熟,將這些技術應用到POP點,對傳統的城域網POP進行改造升級,實現軟件定義城域網,已經成為運營商的普遍共識。但是也應該看到,這個改造過程不可能一蹴而就,更不能將現有建設推倒重來,而是需要結合實際情況逐步進行演進,可以分為以下三個階段。

1. 采用NFV技術,實現POP硬件和軟件解耦

NFV由運營商首先提出,主要目標就是為了解決運營商面臨的網絡問題和業務挑戰,它通過基于行業標準的x86服務器、存儲和交換設備,來取代運營商網絡中的那些私有專用的網元設備。

CPE虛擬化

圖1 vCPE部署示意圖

如上圖所示,CPE的虛擬化是將原來部署在用戶家庭的物理CPE設備的3層以上功能上收到POP,形成一個新的vCPE產品形態,家庭側的物理CPE簡化為簡單的二層CPE,負責有線、無線等設備的接入,大大的降低了設備投資和維護成本,整個方案組成如下:

? 簡化的二層CPE設備:低成本、易管理,部署在家庭側。

? 新增的vCPE設備:采用NFV技術,運行在標準的x86服務器上,部署在POP點,是用戶業務的關鍵入口。

? 智能管理平臺:統一的自助門戶,智能應用和增值業務推送平臺。

BRAS虛擬化

圖2 vBRAS部署示意圖

如上圖所示,vBRAS主要是利用NFV技術,將物理BRAS設備的硬件和軟件進行解耦,實現:

? 虛擬化:BRAS設備虛擬化,用標準的x86服務器替代原有物理BRAS設備,負責用戶的接入認證、及業務功能。

? 高可靠性:兩臺vBRAS使用IRF技術進行1:1堆疊,在提供業務級熱備和高可靠的同時,體現了傳統BRAS備份不可比擬的成本優勢。

? 性能擴展:部署多臺vBRAS,各vBRAS間相互獨立;使用QinQ標簽標識用戶,交換機根據QinQ標簽進行分流,將不同用戶的流量引入不同vBRAS。

2. 引入SDN技術,實現POP資源池化和彈性擴展

第一階段通過NFV技術對POP點的設備進行虛擬化、標準化之后,這些設備還是一臺臺x86服務器,整個POP點的部署還不能自動化、性能不能彈性擴展、資源也無法共享,這個時候就需要引入SDN技術。

圖3基于NFV和SDN架構的POP

如上圖所示,基于NFV和SDN架構的POP完成以下功能:

? 自動部署:VNF Manager完成vBRAS和vCPE等設備的自動部署及初始配置的加載。

? 彈性伸縮:實時監控vBRAS/vCPE的資源占用情況,結合用戶設定的彈性策略,按需增加或減少vBRAS/vCPE資源,并將vBRAS/vCPE和SDN Controller、POP應用、交換機聯動,實現vBRAS/vCPE等資源的靈活分流和彈性伸縮。

? 資源共享:POP點內實現資源池化,可以面向用戶、面向業務靈活調整資源。

3. 引入VXLAN技術,實現POP資源集中化和業務鏈

第二階段已經實現單個POP點的資源池化,可以按業務需要隨時彈性擴展,但還僅限于一個POP點內的資源調度,無法跨POP進行共享,因此要將POP點的資源集中上收,建設云POP,實現整個城域網的資源共享和統一調度。

圖3云POP示意圖

如上圖所示,云POP以云計算、數據中心的模式建設,通過引入統一的控制器,實現了業務管道根據業務需求隨需而動,使得運營商在新的互聯網時代能夠更為靈活的應對業務挑戰。

  • 資源集中化:BRAS資源集中部署形成大POP點資源池,方便資源的動態調整和調度;使用VXLAN技術,解決VLAN標簽不足的問題,實現跨多個POP局點甚至整個城域范圍POP點整合。
  • 服務鏈:通過控制器配合VXLAN構建業務鏈(FW、DPI、CDN、上網控制等),實現業務的靈活定制和快速交付,為用戶提供個性化的增值業務;
  • 個性化服務:用戶撥號上網后,vBRAS基于每用戶每終端(含移動終端)推送個性化Portal頁面,進行深度營銷、定向營銷,增加用戶黏性,提高運營商的收入。

結束語

面對互聯網廠商的競爭,如何快速向用戶提供新業務就成為運營商急需解決的課題。城域網POP作為用戶接入和認證、流量匯聚和控制的關鍵點,是互聯網入口,對運營商來說是為用戶提供增值業務的最佳平臺,因此,通過軟件定義城域網對城域網POP點改造升級,解決當前存在的問題,基于SDN和NFV技術搭建一個資源彈性、業務豐富、靈活定義、穩定可靠的具有云特征的大POP,就成為運營商和互聯網廠商爭奪用戶和入口的關鍵,只有具備了這樣的平臺,才具備了互聯網的創新基因,成功實現互聯網時代的業務轉型。

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