中興通訊 | 吳萍 張寶亞

擁抱SDN ZTE SDN Based IPRAN提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力

中興通訊 | 吳萍 張寶亞

隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的普及，人力成本逐年提高對運營商的運營能力提出了更高的要求。SDN在IPRAN網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用可實現(xiàn)全軟件自動化管理及按需應(yīng)用呈現(xiàn)，幫助運營商進一步簡化運維。

IPRAN網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用于移動回傳網(wǎng)，承載2G/3G/ LTE等移動業(yè)務(wù)。IPRAN全網(wǎng)采用IP/MPLS解決方案，接入層引入三層之后涉及到IGP/BGP/LDP/TE/PW/ BFD等大量配置，且一個IPRAN本地接入網(wǎng)往往有數(shù)千臺的龐大規(guī)模，網(wǎng)絡(luò)開通運維復(fù)雜，人員技術(shù)水平要求高。LTE時代eNB節(jié)點受頻點影響，覆蓋能力遠小于目前的基站，這意味著需要更多的基站來補充覆蓋，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴大將會給運營商帶來結(jié)構(gòu)設(shè)計、業(yè)務(wù)配置和運維等方面的一系列問題和壓力。

為應(yīng)對現(xiàn)階段尤其是LTE時代對IPRAN網(wǎng)絡(luò)的要求和挑戰(zhàn)，中興通訊推出SDN Based IPRAN解決方案，海量遠端接入層設(shè)備被虛擬成匯聚設(shè)備的板卡進行管理，匯聚層和接入層設(shè)備組成大的虛擬集群系統(tǒng)，使得接入層組網(wǎng)成為設(shè)備內(nèi)部處理，簡化IPRAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，提高網(wǎng)絡(luò)自動化部署、運維和管理能力，提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力。

一、中興通訊SDN Based IPRAN網(wǎng)絡(luò)模型

SDN Based IPRAN網(wǎng)絡(luò)主要由SDN控制器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備兩部分組成，如圖1所示。SDN控制器將實現(xiàn)對SDN控制器域內(nèi)的設(shè)備進行控制，支持標準的API接口開放給第三方，也提供網(wǎng)管接口接收來自網(wǎng)管的控制管理。SDN控制器是虛擬網(wǎng)絡(luò)的大腦，管理SDN網(wǎng)絡(luò)拓撲，根據(jù)拓撲計算轉(zhuǎn)發(fā)路徑、配置管理業(yè)務(wù)，最后形成表項下發(fā)到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要提供基本的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)、QOS等方面的能力，轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)表項由SDN控制器下發(fā)到設(shè)備，轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備不運行復(fù)雜的路由協(xié)議，轉(zhuǎn)發(fā)路徑的形成由SDN控制器進行計算下發(fā)到設(shè)備。

目前SDN尚屬于標準定義階段，現(xiàn)階段SDN標準尚不成熟，SDN在IPRAN上應(yīng)用必然遵循由局部到全局的發(fā)展過程。當(dāng)前在IPRAN接入層實現(xiàn)SDN，可大幅減少網(wǎng)元數(shù)量，簡化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力；網(wǎng)絡(luò)的匯聚核心側(cè)采用傳統(tǒng)的IP技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)自由靈活。

二、SDN Based IPRAN不同平面功能

圖1 SDN Based IPRAN的系統(tǒng)架構(gòu)

圖2 SDN Based IPRAN不同平面功能

引入SDN之后，IPRAN組網(wǎng)控制面板與轉(zhuǎn)發(fā)面分離，接入設(shè)備與匯聚設(shè)備集成Control Agent模塊，用于轉(zhuǎn)發(fā)面與控制面的協(xié)議交互。運用SDN的IPRAN網(wǎng)絡(luò)，三個平面的關(guān)系以及職能如圖2所示。

轉(zhuǎn)發(fā)面：業(yè)務(wù)發(fā)放不再關(guān)注網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間轉(zhuǎn)發(fā)路徑如何建立，只關(guān)注業(yè)務(wù)的接入點和業(yè)務(wù)的終結(jié)點，以及帶寬約束條件。

控制面：主要做業(yè)務(wù)級的控制平面定義，基于Openflow協(xié)議擴展，完成網(wǎng)絡(luò)拓撲的發(fā)現(xiàn)、業(yè)務(wù)配置下發(fā)，業(yè)務(wù)PW/LSP路徑的計算及表項的下發(fā)。

管理面：轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備仍然具有獨立的管理面，在網(wǎng)管上可作為獨立網(wǎng)元管理。但是由于業(yè)務(wù)已經(jīng)由Controller進行集中控制，因此網(wǎng)元管理面只提供網(wǎng)元設(shè)備管理功能，如轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點設(shè)備本身的管理接口，如電源、電壓、單板等管理功能。Controller提供基于網(wǎng)絡(luò)的北向接口，提供給網(wǎng)管和第三方應(yīng)用。

三、SDN Based IPRAN的控制器設(shè)置方式

IPRAN網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)Controller的部署方式，可以分為外置獨立的Controller和內(nèi)置的Controller。內(nèi)置式的實現(xiàn)方式是：SDN Controller內(nèi)置在匯聚設(shè)備ASG上，CSG作為Agent；外置式的方式是采用獨立的設(shè)備作為S DN Controller，CSG和ASG都作為Agent存在。

內(nèi)置式SDN Controller模式，可以利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，進行軟件的升級，即可在接入層應(yīng)用SDN技術(shù)，對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)管理模式改動小，快速部署SDN。但是它受限于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的處理性能，SDN Controller控制的范圍局限在現(xiàn)有設(shè)備匯聚的網(wǎng)絡(luò)大??；更為關(guān)鍵的是SDN Controller附著的設(shè)備沒有轉(zhuǎn)發(fā)與控制分離，從SDN技術(shù)以及應(yīng)用場景來看，升級影響大，APP開發(fā)周期長，在一定成都上影響應(yīng)用程序和后續(xù)功能的開通。

而外置獨立式SDN Controller可以利用服務(wù)器等IT硬件，處理能力強，能夠控制更大范圍和更多節(jié)點；獨立SDN Controller運行的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不再參與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量的轉(zhuǎn)發(fā)，可部署到遠端數(shù)據(jù)中心，不受限于網(wǎng)絡(luò)物理位置；運行程序獨立，可以直接在控制器加載和卸載新的APP應(yīng)用軟件，快速開通新的應(yīng)用，開發(fā)周期和難度大幅度降低，能夠快速響應(yīng)和跟隨SDN技術(shù)的發(fā)展。

從長遠的角度考慮，我們選用了控制器外置獨立式的方式。外置獨立式的SDN Controller，軟件運行在獨立的服務(wù)器上，服務(wù)器不參與網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量的轉(zhuǎn)發(fā)；CSG 和ASG都集成Control Agent模塊，用于向Controller上報狀態(tài)，接受Controller控制等；獨立式的SDN Controller，一個網(wǎng)絡(luò)中也可以部署多個Controller，控制器做主備方式或者負載分擔(dān)方式；外部的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以認為SDN域就是一臺路由器。如果SDN域外的設(shè)備與SDN域內(nèi)的設(shè)備之間，在傳統(tǒng)組網(wǎng)情況下建立有傳統(tǒng)路由協(xié)議，ASG作為IPRAN虛擬化網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)IPRAN網(wǎng)絡(luò)分界轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點設(shè)備，與周邊非SDN域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備建立傳統(tǒng)的路由協(xié)議。

作為IPRAN領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，基于對移動業(yè)務(wù)分組化趨勢的深刻理解，中興通訊SDN Based IPRAN采用控制器外置獨立式的方式，能夠快速響應(yīng)和跟隨SDN技術(shù)的發(fā)展；采用標準的Openflow協(xié)議，兼容其它廠家，可實現(xiàn)跨廠家的業(yè)務(wù)部署，符合SDN理念和發(fā)展趨勢，深刻體現(xiàn)了中興通訊在IPRAN領(lǐng)域和SDN領(lǐng)域的技術(shù)積累和持續(xù)創(chuàng)新。