[摘 要] IP城域網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)管理的困難，業(yè)務(wù)的靈活性需求導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜扁平，本文據(jù)IP城域網(wǎng)的現(xiàn)狀及演進(jìn)特點(diǎn)，認(rèn)為若要實(shí)現(xiàn)IP城域網(wǎng)向更高的速度，更簡(jiǎn)化的管理及更加智能化進(jìn)化的發(fā)展目標(biāo)，需對(duì)IP城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中關(guān)鍵的業(yè)務(wù)控制層的進(jìn)化運(yùn)用云計(jì)算的概念。

[關(guān)鍵詞] 云計(jì)算；IP城域網(wǎng)；業(yè)務(wù)控制層；網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)；云網(wǎng)關(guān)

[中圖分類(lèi)號(hào)] TP399 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A

1 云計(jì)算概念

根據(jù)IBM的定義，云計(jì)算是一種新型的計(jì)算模式，把IT資源、數(shù)據(jù)、應(yīng)用作為服務(wù)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)提供給用戶(hù)。云計(jì)算也是一種基礎(chǔ)架構(gòu)管理的方法論，大量的計(jì)算資源組成IT資源池，用于動(dòng)態(tài)創(chuàng)建高度虛擬化的資源提供用戶(hù)使用。

Wiki定義：云計(jì)算是一種通過(guò)Internet以服務(wù)的方式提供動(dòng)態(tài)可伸縮的虛擬化資源的計(jì)算模式。

美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）定義：云計(jì)算是一種按使用量付費(fèi)的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)訪(fǎng)問(wèn)，進(jìn)入可配置的計(jì)算資源共享池（資源包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)、應(yīng)用軟件、服務(wù)），這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理工作，幾乎與服務(wù)供應(yīng)商進(jìn)行很少的交互?！霸朴?jì)算”概念現(xiàn)在被大量運(yùn)用到生產(chǎn)環(huán)境中，國(guó)內(nèi)的“阿里云”與云谷公司的XenSystem，以及在國(guó)外已經(jīng)非常成熟的Intel和IBM，各種“云計(jì)算”的應(yīng)服務(wù)范圍正日漸擴(kuò)大，影響力無(wú)可估量。

云計(jì)算的定義中，有四個(gè)關(guān)鍵要素，第一點(diǎn)，硬件和軟件都是資源，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)以服務(wù)的方式提供給用戶(hù)。第二點(diǎn)，這些資源都可以根據(jù)需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)擴(kuò)展和配置。第三點(diǎn)，這些資源在物理上以分布的共享方式存在，但最終在邏輯上以單一整體的形式呈現(xiàn)。第四點(diǎn)，用戶(hù)按需使用云中的資源，按實(shí)際使用量付費(fèi)，不需要管理。

“云”的概念主要是提供一種打包的服務(wù)，云中軟、硬件資源以分布式共享的形式存在，可以被動(dòng)態(tài)地?cái)U(kuò)展和配置，最終以服務(wù)的形式對(duì)用戶(hù)提供其所需的資源，在“云”內(nèi)部對(duì)資源進(jìn)行整合，統(tǒng)一管理。

2 IP城域網(wǎng)的現(xiàn)狀及面臨的挑戰(zhàn)

目前IP城域網(wǎng)從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上看，主要分為三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：核心層、業(yè)務(wù)控制層和二層接入層。其中核心層主要負(fù)責(zé)IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的匯聚和快速轉(zhuǎn)發(fā)，為城域網(wǎng)提供高速I(mǎi)P數(shù)據(jù)路由；IP網(wǎng)業(yè)務(wù)控制層主要由SR設(shè)備、ASBR設(shè)備和BAS設(shè)備組成，負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)接入和業(yè)務(wù)控制，能夠?qū)I(yè)務(wù)進(jìn)行QOS部署；IP城域網(wǎng)二層匯聚接入層負(fù)責(zé)匯聚分散的接入點(diǎn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換、提供流量控制和用戶(hù)管理功能。這樣的三層結(jié)構(gòu)比較清晰的定義了各個(gè)網(wǎng)絡(luò)層面所提供的主要功能，根據(jù)所提供的功能，可以將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備明確其網(wǎng)絡(luò)層次，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、管理提供了便利。在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃或管理中，可以把每個(gè)層次作為一個(gè)功能集合，提供其功能給其他層次的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。但與此同時(shí)，從規(guī)模上來(lái)看，網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備快速增加，網(wǎng)絡(luò)覆蓋的廣度、深度隨之飛速增長(zhǎng)，雖然對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了三個(gè)層次的劃分，但每個(gè)層次的網(wǎng)絡(luò)都包含了數(shù)量眾多的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)層次的大量網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供類(lèi)似的功能，其部署和使用乃至使用過(guò)程中的管理，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)建設(shè)者、網(wǎng)絡(luò)管理維護(hù)者都提出了挑戰(zhàn)。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的三個(gè)層次，核心層因其所處的網(wǎng)絡(luò)地位和作用，目前其規(guī)模較小，設(shè)備數(shù)量較少，管理較為容易。二層匯聚層提供海量的接入端口，但由于其簡(jiǎn)單的提供接入端口和帶寬，雖然數(shù)量大，但單一的功能使得自動(dòng)管理部署起來(lái)比較容易。處于網(wǎng)絡(luò)第二層的業(yè)務(wù)控制層需提供認(rèn)證、鑒權(quán)、計(jì)費(fèi)和QOS等功能，在設(shè)備眾多的情況下又需針對(duì)不同的業(yè)務(wù)和需求提供靈活的服務(wù)，從而為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和管理提出了挑戰(zhàn)。本文主要針對(duì)業(yè)務(wù)控制層的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和管理的難題，借助云計(jì)算概念，提出一個(gè)可行的解決方法。

3 云計(jì)算概念在城域網(wǎng)業(yè)務(wù)控制層的應(yīng)用

業(yè)務(wù)控制層作為一個(gè)提供QOS、業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)等功能的網(wǎng)絡(luò)層，成為IP城域網(wǎng)的命脈，同時(shí)這一層也是網(wǎng)絡(luò)資源（包括地址資源、鏈路資源）的最大消耗點(diǎn)，目前的分布主要是通過(guò)分布在各個(gè)局端的SR、BRAS等設(shè)備提供功能。每個(gè)端局負(fù)責(zé)某個(gè)范圍的用戶(hù)接入，如圖1。分散部署，分散管理，各自相對(duì)獨(dú)立，一個(gè)端局的設(shè)備中斷會(huì)造成整個(gè)區(qū)域的業(yè)務(wù)阻斷。目前城域網(wǎng)結(jié)構(gòu)的基本以此模型為主進(jìn)行部署。

業(yè)務(wù)控制層作為業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)提供者，最好能實(shí)現(xiàn)高效資源協(xié)同，減輕資源壓力。所以業(yè)務(wù)控制層的下一步發(fā)展應(yīng)該實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)的業(yè)務(wù)熱備，不同端局互備或同端局多臺(tái)業(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)熱備，如圖2。業(yè)務(wù)熱備的業(yè)務(wù)控制層網(wǎng)關(guān)設(shè)備提高了業(yè)務(wù)安全性，并可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，提高設(shè)備性能的利用率。但是對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理者來(lái)說(shuō)仍舊有很大工作量。

下一步的網(wǎng)絡(luò)可采取虛擬技術(shù)，通過(guò)虛擬技術(shù)，將互為熱備的二臺(tái)或多臺(tái)設(shè)備虛擬成一臺(tái)設(shè)備，可簡(jiǎn)化運(yùn)維和管理，同時(shí)提升可靠性，如圖3。

進(jìn)一步的發(fā)展將可以運(yùn)用云計(jì)算的概念，利用設(shè)備的40G或100G平臺(tái)，將業(yè)務(wù)控制網(wǎng)關(guān)設(shè)備進(jìn)行池組化，整個(gè)業(yè)務(wù)控制層設(shè)備虛擬成一個(gè)業(yè)務(wù)提供池，形成云網(wǎng)關(guān)，為下層用戶(hù)（二層匯聚層及用戶(hù)）提供本網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)提供的業(yè)務(wù)，為上層用戶(hù)（核心層）提供集中、簡(jiǎn)化、匯聚后的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，如圖4。

4 云計(jì)算與IP城域網(wǎng)結(jié)合為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及維護(hù)帶來(lái)的益處

IP城域網(wǎng)業(yè)務(wù)控制層向云計(jì)算概念的演進(jìn)可能要經(jīng)歷冗余熱備、虛擬集群、業(yè)務(wù)資源池這三個(gè)階段，每個(gè)階段的目標(biāo)都提供了比上一階段更好的網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)部署上的益處：

4.1 安全性

提供高價(jià)值業(yè)務(wù)永遠(yuǎn)在線(xiàn)服務(wù)，當(dāng)單點(diǎn)故障出現(xiàn)時(shí)，用戶(hù)由其他BRAS負(fù)荷分擔(dān)方式接管，業(yè)務(wù)體驗(yàn)不受影響，并且云網(wǎng)關(guān)內(nèi)部即刻實(shí)現(xiàn)設(shè)備資源的調(diào)度。

4.2 簡(jiǎn)單性

簡(jiǎn)化運(yùn)維，多臺(tái)設(shè)備虛擬化后只需要維護(hù)一臺(tái)的配置即可。簡(jiǎn)化建設(shè)部署，部署一臺(tái)新的設(shè)備時(shí)可根據(jù)現(xiàn)有的硬件設(shè)施條件決定安裝部署地點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)云網(wǎng)關(guān)的擴(kuò)容，提供整個(gè)云網(wǎng)關(guān)覆蓋區(qū)域的擴(kuò)容。

4.3 靈活性

利用統(tǒng)一策略自動(dòng)配置和管理云網(wǎng)關(guān)設(shè)備和業(yè)務(wù)，云網(wǎng)關(guān)內(nèi)新增設(shè)備時(shí)能發(fā)出動(dòng)態(tài)負(fù)荷分擔(dān)，并且云網(wǎng)關(guān)內(nèi)用戶(hù)總數(shù)低于設(shè)定的閾值時(shí)，所有用戶(hù)能分配到一臺(tái)業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)設(shè)備上，其他設(shè)備進(jìn)入休眠狀態(tài)，節(jié)省資源。反之能自動(dòng)喚醒，提供業(yè)務(wù)。

綜上所述，利用云計(jì)算概念實(shí)現(xiàn)IP城域網(wǎng)業(yè)務(wù)控制層的云網(wǎng)關(guān)在提高可靠性的同時(shí)，可有效提升設(shè)備資源利用率。結(jié)合IP城域網(wǎng)技術(shù)40G、100G核心平臺(tái)的技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)IP城域網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的全業(yè)務(wù)永久在線(xiàn)、實(shí)現(xiàn)大容量業(yè)務(wù)控制點(diǎn)、簡(jiǎn)化管理提供了一種可實(shí)現(xiàn)的解決方案。

參考文獻(xiàn)

[1]IBM主頁(yè)

[2]cisco主頁(yè)

[3]《虛擬化與云計(jì)算》“虛擬化與云計(jì)算”小組，電子工業(yè)出版社