SDN/NFV:重构网络架构  建设未来网络
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1.3 网络重构愿景

1.3.1 新一代网络关键特征

现有的电信网络长期追求高性能和高质量的保障,由大量垂直一体化的专用硬件和专业网络构成的整个生态系统较为封闭,产业链更新相对缓慢,同时CAPEX和OPEX较高,对业务的响应比较慢,已经越来越难以满足未来网络随选的要求,特别是自动适应业务和应用变化的智能化需求。智能化的未来网络应该具备以下几个特征。

(1)结构简化。网络的层级、种类、类型等尽量减少,降低运营和维护的复杂性和成本,也有助于业务和应用的保障能力提升。比如:通过网络层级简化、业务路由优化,在全国90%的地区实现不大于30ms的传输网时延,这对于时延敏感型业务是非常有益的。

(2)敏捷高效。网络能够满足业务快速上线、灵活调整等需求,通过软件定义的方式使得网络具备弹性可伸缩的能力,从而实现网络业务的快速部署和扩/缩容。比如:面向最终客户的“随选网络”可以提供分钟级的配套开通和调整能力,使得客户可以按需来实时调整网络连接。

(3)泛在安全。一方面,网络可以满足人们无论何时何地的无缝接入;另一方面,网络在保证信息接入高可用性的同时,也注重各种安全防护系统的配套建设,从而对承载信息的可信性提供保障。

(4)个性灵活。网络能够针对不同客户、不同业务的要求,进行差异化的资源提供及服务保障。比如:可以根据不同应用对网络能力的不同要求(QoS、带宽、时延等),差异化地提供网络资源。

(5)集中控制。网络管理改变目前分层、分级、分段的管理模式,通过软件定义以及控制与转发分离的方式,实现网络的集中控制,实现面向全局的最优化网络管理,为客户提供全网一致性的体验。比如:一点受理全国性的跨域VPN(Virtual Private Network,虚拟专用网)业务,并能实现即时开通。

1.3.2 新一代网络参考架构

要实现上述目标,未来网络在架构上应分为图1-1所示的3个层面。

(1)基础设施层

基础设施层可分为3类资源:第一类是可虚拟化的通用基础设施,一般由云资源池提供,之上承载各类虚拟化的网元;第二类是可以将控制与转发进行分离的专用基础设施,其控制层可抽象出来由上层SDN控制器直接进行管理;第三类是高性能专用设施,一般指一些无法进行升级改造的传统设备,依靠现在的传统网管系统进行管理。

图1-1 新一代网络架构示意图

(2)网络功能层

网络功能层主要面向软件化的网络功能实现,结合虚拟资源和物理资源的管理系统/平台,实现逻辑功能和网元实体的分离,便于资源的集约化调度管控。其中,云管理平台主要负责对虚拟化资源的管理协同,包括计算、存储和网络的统一管控;VNFM(Virtual Network Function Management,虚拟网络功能管理)主要负责对基于NFV实现的虚拟网络功能的管控;SDN控制器实现基础设施的管控。

(3)协同编排层

协同编排层主要提供对网络功能的协同和对业务能力的编排(Orchestration),以及对上层应用的接口及能力开放。其中,网络协同和业务编排主要负责向上对业务需求的网络进行语言翻译和能力封装,向下对网络功能层中的不同系统和网元进行协同,保障网络端到端打通;IT系统和业务平台则主要服务于网络资源的能力化和开放化封装,支持标准化的调用。

这个参考架构与现有的电信网络架构相比,主要变化如下。

(1)硬件通用化。绝大多数功能网元都是通过标准化的云资源池进行承载,除了少数必须采用专用设施的。

(2)功能软件化。网元功能与底层硬件进行充分解耦,主要以软件的形式存在,能够充分发挥弹性、灵活、敏捷的特性。

(3)管控集中化。各网元的控制部分进行剥离,由上层云管理平台、VNFM、SDN控制器、传统网管等进行管理,并由上层协同编排器进行集中协调与控制,更加体现了全程全网以及端到端的理念。

(4)能力标准化。将网络能力封装为标准的接口及服务,与上层业务及应用进行互动,网络不再仅仅是简单的哑管道,而是能够及时感知业务需求并能随之进行灵活调整的开放式能力平台。