软件定义城域网

虚拟化、云计算、移动互联网等技术的兴起和成熟,带来了新的业务交付方式,也改变了旧的商业创新模式。在这一变革中,互联网厂商充分发挥了新技术的优势,灵活创新、快速交付,为用户提供了丰富的业务和良好的体验,在市场竞争中优势越来越大,而电信运营商却逐步变成了单纯的网络管道提供商,面临着越来越大的竞争压力。

为适应互联网业务的飞速发展和市场竞争,运营商需要引入互联网模式,采用虚拟化、SDN、NFV等新技术,对整个网络架构进行革新,实现软件定义城域网。

一、 软件定义城域网的思路和步骤

随着SDN、NFV等技术的不断发展,及产业链的逐渐成熟,将这些技术应用到POP点,对传统的城域网POP进行改造升级,实现软件定义城域网,已经成为运营商的普遍共识。但是也应该看到,这个改造过程不可能一蹴而就,更不能将现有建设推倒重来,而是需要结合实际情况逐步进行演进,可以分为以下三个阶段。

1. 采用NFV技术,实现POP硬件和软件解耦

NFV由运营商首先提出,主要目标就是为了解决运营商面临的网络问题和业务挑战,它通过基于行业标准的x86服务器、存储和交换设备,来取代运营商网络中的那些私有专用的网元设备。

CPE虚拟化

图1 vCPE部署示意图

如上图所示,CPE的虚拟化是将原来部署在用户家庭的物理CPE设备的3层以上功能上收到POP,形成一个新的vCPE产品形态,家庭侧的物理CPE简化为简单的二层CPE,负责有线、无线等设备的接入,大大的降低了设备投资和维护成本,整个方案组成如下:

• 简化的二层CPE设备:低成本、易管理,部署在家庭侧。

• 新增的vCPE设备:采用NFV技术,运行在标准的x86服务器上,部署在POP点,是用户业务的关键入口。

• 智能管理平台:统一的自助门户,智能应用和增值业务推送平台。

BRAS虚拟化

图2 vBRAS部署示意图

如上图所示,vBRAS主要是利用NFV技术,将物理BRAS设备的硬件和软件进行解耦,实现:

• 虚拟化:BRAS设备虚拟化,用标准的x86服务器替代原有物理BRAS设备,负责用户的接入认证、及业务功能。

• 高可靠性:两台vBRAS使用IRF技术进行1:1堆叠,在提供业务级热备和高可靠的同时,体现了传统BRAS备份不可比拟的成本优势。

• 性能扩展:部署多台vBRAS,各vBRAS间相互独立;使用QinQ标签标识用户,交换机根据QinQ标签进行分流,将不同用户的流量引入不同vBRAS。

2. 引入SDN技术,实现POP资源池化和弹性扩展

第一阶段通过NFV技术对POP点的设备进行虚拟化、标准化之后,这些设备还是一台台x86服务器,整个POP点的部署还不能自动化、性能不能弹性扩展、资源也无法共享,这个时候就需要引入SDN技术。

图3基于NFV和SDN架构的POP

如上图所示,基于NFV和SDN架构的POP完成以下功能:

• 自动部署:VNF Manager完成vBRAS和vCPE等设备的自动部署及初始配置的加载。

• 弹性伸缩:实时监控vBRAS/vCPE的资源占用情况,结合用户设定的弹性策略,按需增加或减少vBRAS/vCPE资源,并将vBRAS/vCPE和SDN Controller、POP应用、交换机联动,实现vBRAS/vCPE等资源的灵活分流和弹性伸缩。

• 资源共享:POP点内实现资源池化,可以面向用户、面向业务灵活调整资源。

3. 引入VXLAN技术,实现POP资源集中化和业务链

第二阶段已经实现单个POP点的资源池化,可以按业务需要随时弹性扩展,但还仅限于一个POP点内的资源调度,无法跨POP进行共享,因此要将POP点的资源集中上收,建设云POP,实现整个城域网的资源共享和统一调度。

图3云POP示意图

如上图所示,云POP以云计算、数据中心的模式建设,通过引入统一的控制器,实现了业务管道根据业务需求随需而动,使得运营商在新的互联网时代能够更为灵活的应对业务挑战。

  • 资源集中化:BRAS资源集中部署形成大POP点资源池,方便资源的动态调整和调度;使用VXLAN技术,解决VLAN标签不足的问题,实现跨多个POP局点甚至整个城域范围POP点整合。
  • 服务链:通过控制器配合VXLAN构建业务链(FW、DPI、CDN、上网控制等),实现业务的灵活定制和快速交付,为用户提供个性化的增值业务;
  • 个性化服务:用户拨号上网后,vBRAS基于每用户每终端(含移动终端)推送个性化Portal页面,进行深度营销、定向营销,增加用户黏性,提高运营商的收入。

结束语

面对互联网厂商的竞争,如何快速向用户提供新业务就成为运营商急需解决的课题。城域网POP作为用户接入和认证、流量汇聚和控制的关键点,是互联网入口,对运营商来说是为用户提供增值业务的最佳平台,因此,通过软件定义城域网对城域网POP点改造升级,解决当前存在的问题,基于SDN和NFV技术搭建一个资源弹性、业务丰富、灵活定义、稳定可靠的具有云特征的大POP,就成为运营商和互联网厂商争夺用户和入口的关键,只有具备了这样的平台,才具备了互联网的创新基因,成功实现互联网时代的业务转型。