文靜（中國移動通信集團政企客戶分公司，北京 100053）

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專家視點

新業(yè)務模式下運營商網(wǎng)絡(luò)演進思路

文靜
（中國移動通信集團政企客戶分公司，北京 100053）

移動互聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)+、云計算等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對運營商網(wǎng)絡(luò)帶來很大沖擊。運營商傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)難以應對新業(yè)務變革帶來的需求挑戰(zhàn)。對此，提出新業(yè)務模式下運營商網(wǎng)絡(luò)演進思路。

NFV；SDN；網(wǎng)絡(luò)即服務

文 靜 高級工程師，現(xiàn)任中國移動通信集團公司政企客戶分公司云計算中心總經(jīng)理，資深電信行業(yè)專家，從事電信行業(yè)工作20年，主要研究方向為云計算、IDC、IT互聯(lián)網(wǎng)。多次榮獲中國移動科技進步獎、管理創(chuàng)新獎、服務創(chuàng)新獎等。發(fā)表論文多篇。

1 背景

例1：截至2015年12月，中國手機網(wǎng)民規(guī)模達 6.2億，較2014年底增加6 303萬人。網(wǎng)民中使用手機上網(wǎng)人群占比由2014年的85.8%提升至90.1%。

例2：2015年，中國企業(yè)計算機使用比例、互聯(lián)網(wǎng)使用比例、固定寬帶接入比例相比2014年分別上升了4.8個、10.3個和8.9個百分點。

從以上兩組數(shù)據(jù)（出自《中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展狀況統(tǒng)計報告》）可以看出，移動互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)“互聯(lián)網(wǎng)+”發(fā)展的迅速勢態(tài)。那么隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)+、云計算產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，運營商網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和流量快速增長，流向模型發(fā)生了重大變化，以上種種對運營商傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生了巨大的挑戰(zhàn)。

2 業(yè)務變革帶來的網(wǎng)絡(luò)挑戰(zhàn)

當前移動互聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)+、云計算的發(fā)展究竟對我們的網(wǎng)絡(luò)帶來哪些影響和挑戰(zhàn)呢？用4個字進行概括分別是“量、向、質(zhì)、智”。

第一個“量”是指數(shù)據(jù)流量的快速增長。家庭寬帶從2/4/8/20/50/100 Mbit/s，手機接入從2G/3G的64 k/2 Mbit/s到現(xiàn)在4G網(wǎng)絡(luò)的300 Mbit/s，用戶規(guī)模的增長加上用戶接入帶寬的不斷增加，智能終端及各種APP應用的使用，帶來互聯(lián)網(wǎng)流量爆發(fā)式增長，對運營商網(wǎng)絡(luò)的承載能力提出了巨大的挑戰(zhàn)。主要體現(xiàn)在投資與產(chǎn)出的剪刀差在擴大，迫使我們亟需改進網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實現(xiàn)低成本運營；骨干網(wǎng)整體利用率較低，卻存在局部鏈路擁塞問題，需要在網(wǎng)絡(luò)側(cè)提供智能、簡捷的流量優(yōu)化技術(shù)。移動用戶3G/4G月流量增長示意圖如圖1所示。

圖1　移動用戶3G/4G月流量增長示意圖

第二個“向”是流向模型的變化。傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)流量是用戶到數(shù)據(jù)中心的，以及用戶之間的（我們稱之為南北向流量），隨著云計算業(yè)務的發(fā)展，云資源池之間形成大量的數(shù)據(jù)交互（東西向流量）。運營商傳統(tǒng)的南北向設(shè)計網(wǎng)絡(luò)，不適合不斷增長的大量東西向流量承載。

思科公司發(fā)布的思科全球云端指數(shù)預測全球云端流量成長速度比全球數(shù)據(jù)中心整體流量成長快。在2013年，云端的流量（即東西向流量）占數(shù)據(jù)中心總流量為54%；至2018年，云端流量將持續(xù)成長，占數(shù)據(jù)中心總流量的76%。

第三個“質(zhì)”是對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求提升。云資源池間的東西向通信涉及企業(yè)級部署的應用、支撐、業(yè)務系統(tǒng)、災備等，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量將直接影響到企業(yè)的業(yè)務收入、更甚是品牌信譽，這些都是不可估量的損失。相對于南北向流量承載的普通用戶業(yè)務，東西向流量對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的要求更高。

第四個“智”是網(wǎng)絡(luò)智能化需求。云計算業(yè)務的用戶，需要業(yè)務自助開通。網(wǎng)絡(luò)管理者，需要網(wǎng)絡(luò)可見、可控，需要網(wǎng)絡(luò)具備自動選路、調(diào)優(yōu)。這些都對網(wǎng)絡(luò)提出了智能化需求。

3 運營商骨干網(wǎng)絡(luò)演進思路

運營商網(wǎng)絡(luò)以服務客戶業(yè)務為目的，終端移動化、業(yè)務云化、網(wǎng)絡(luò)寬帶化等，帶來的量、向、質(zhì)、智的網(wǎng)絡(luò)需求，運營商的網(wǎng)絡(luò)也需要隨之演進與變革，通過新架構(gòu)、新技術(shù)的引入，由“業(yè)務被動適應網(wǎng)絡(luò)”向“網(wǎng)絡(luò)主動、快速、靈活適應業(yè)務應用”轉(zhuǎn)變。

4 頂層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計

面對業(yè)務變革帶來的網(wǎng)絡(luò)需求，未來的運營商網(wǎng)絡(luò)服務不僅提供端到端的連接功能，而是提供寬帶和泛在的網(wǎng)絡(luò)連接、智能化的運營及網(wǎng)絡(luò)即服務（即一站式“網(wǎng)絡(luò)+云資源+平臺”服務）。整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計如圖2所示。

圖2　頂層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計

應用層：對接用戶應用，實現(xiàn)用戶最終操作管理。

控制層：承上啟下，承接上層的指令信息，對下層進行集中化控制?？煞譃闃I(yè)務控制、網(wǎng)絡(luò)控制、資源控制，實現(xiàn)對全網(wǎng)業(yè)務層面、網(wǎng)絡(luò)層面、資源層面的集中化控制管理。

資源層：為運營商的基礎(chǔ)資源，分為用戶接入網(wǎng)、數(shù)據(jù)承載平面、云化資源池。由用戶接入網(wǎng)實現(xiàn)客戶的業(yè)務接入，其基礎(chǔ)能力包括超無線接入網(wǎng)和家庭寬帶；數(shù)據(jù)承載平面包括傳輸平面、IP網(wǎng)平面共同構(gòu)成，實現(xiàn)業(yè)務的網(wǎng)絡(luò)承載。云化資源池作為內(nèi)容源及云計算資源，向客戶業(yè)務提供內(nèi)容資源及云端業(yè)務系統(tǒng)。

4.1 泛在超寬的用戶接入網(wǎng)

寬帶接入網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)演進發(fā)展的基礎(chǔ)，3G/4G移動寬帶接入的發(fā)展極大的促進了寬帶的泛在化，無處不在的泛在接入也促進了云服務的快速發(fā)展。更高速度、更大容量、更廣覆蓋一直是移動接入的不斷追求。同時光纖到戶的家庭寬帶、WLAN彌補了移動接入的不足，形成移動接入的廣覆蓋、靈活性與光纖接入的高帶寬、高可靠的有機結(jié)合，最終實現(xiàn)移動接入、家庭寬帶、WLAN接入的高效協(xié)同。

4.2 網(wǎng)絡(luò)即服務的數(shù)據(jù)承載平面

移動互聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)+、云計算等新型業(yè)務對網(wǎng)絡(luò)需求的突發(fā)性、不可控性強，相對于傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)訪問，新型業(yè)務對網(wǎng)絡(luò)的性能要求更高，而作為運營商，網(wǎng)絡(luò)上承載業(yè)務的不確定性更導致了網(wǎng)絡(luò)流量的多變需求。針對這些業(yè)務需求，引出了彈性網(wǎng)絡(luò)需求的概念。類同于云計算的資源即服務，網(wǎng)絡(luò)資源虛擬化是建設(shè)彈性網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵，基于網(wǎng)絡(luò)資源虛擬化，可以在軟件靈活控制下進行網(wǎng)絡(luò)能力調(diào)配。實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)即服務的彈性網(wǎng)絡(luò)有3個方面，一是網(wǎng)絡(luò)資源的彈性配置，實現(xiàn)資源利用最大化，需要從光傳輸、IP層面均可實現(xiàn)資源的按需配置；二是網(wǎng)絡(luò)管理的智能化，減少人工配置的響應時間，提高管理效率，提升網(wǎng)絡(luò)可靠性；三是網(wǎng)絡(luò)快速構(gòu)建，在標準化硬件+軟件控制，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)能力的快速擴容、搭建，滿足業(yè)務對網(wǎng)絡(luò)的需求。

4.3 云+網(wǎng)絡(luò)的高效化資源池

未來的云數(shù)據(jù)中心是云計算資源的載體，更是互聯(lián)網(wǎng)所有內(nèi)容源的載體，通過高速、高效、直連的網(wǎng)絡(luò)將分散的云計算、內(nèi)容資源進行網(wǎng)絡(luò)連結(jié)，形全一體化的計算、內(nèi)容資源池，實現(xiàn)云化應用與網(wǎng)絡(luò)服務的協(xié)同，滿足用戶端到端的最優(yōu)體驗。

注：以上僅為從概念及功能需求進行的整體架構(gòu)設(shè)想，不作為實際建設(shè)參考。

5 SDN/NFV技術(shù)應用

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務是緊耦合的，更多考慮穩(wěn)定性和安全性，專業(yè)化網(wǎng)元和接口眾多，整體網(wǎng)絡(luò)設(shè)計復雜。設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務在設(shè)計和建設(shè)時已經(jīng)緊緊捆綁在一起，缺乏靈活的應變和調(diào)整能力，導致升級困難和迭代周期長。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴大，網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與管理變的越來越“重”，難以應對業(yè)務的變革。SDN/NFV新技術(shù)的出現(xiàn)，對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的變革拓展了方向。NFV和SDN技術(shù)是CT與IT深度融合，成為網(wǎng)絡(luò)未來能滿足移動互聯(lián)網(wǎng)時期市場和業(yè)務快速上線、頻繁迭代、定制化的必須選擇，也成為實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)低成本、高效運營的主要策略之一。

NFV這項技術(shù)將傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)硬件功能改由軟件實現(xiàn)，硬件部分統(tǒng)一化、標準化，通過NFV技術(shù)，運營商擺脫了多樣的硬件設(shè)備、各類復雜的專用端口、復雜的業(yè)務和服務開通流程，專有、多樣、非統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)能力被統(tǒng)一標準化了。

來自全球主流運營商和廠家的86%的受訪者認為容量的彈性伸縮是NFV最大的驅(qū)動力，其次是業(yè)務軟件化帶來的新業(yè)務上線快和硬件通用化。

SDN提出了采用軟件定義網(wǎng)絡(luò)的思路，具有轉(zhuǎn)發(fā)和控制分離、控制邏輯集中、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、網(wǎng)絡(luò)能力開放化等特點。

通過這兩種技術(shù)的結(jié)合，數(shù)據(jù)平面的控制被從專有設(shè)備上提取出來，并且標準化，使得網(wǎng)絡(luò)和應用的革新無需網(wǎng)絡(luò)設(shè)備硬件升級。業(yè)務開通的速度、可靠性、靈活性得到了極大的提升。NFV/SDN功能示意如圖3所示。

圖3　NFV/SDN功能示意

6 總結(jié)

網(wǎng)絡(luò)是運營商最核心的資源，面對業(yè)務變革帶來的挑戰(zhàn)，運營商的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)越來越顯現(xiàn)其弊端。新架構(gòu)的設(shè)計、SDN/NFV技術(shù)的引入、網(wǎng)絡(luò)和IT深度融合、一體云+網(wǎng)絡(luò)等，是未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展方向。也許在不遠的將來，我們的網(wǎng)絡(luò)將展現(xiàn)出新的形態(tài)：泛在寬帶接入網(wǎng)+網(wǎng)絡(luò)即服務的數(shù)據(jù)承載平面+云網(wǎng)一體化資源池+分層分域的集中控制。

［1］ 陳志峰， 王潔萍， 李海波. 云計算數(shù)據(jù)中心參考架構(gòu)及標準研究［J］. 信息技術(shù)與標準化，2013，05（39）

［2］ 王征， 林葉鋒， 傅永斌. 云數(shù)據(jù)中心新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)應用和實現(xiàn)［J］. 郵電設(shè)計技術(shù)， 2013，02（170.

［3］ 朱明明， 夏寅賁， 徐小飛. 基于SDN的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)研究［J］.郵電設(shè)計技術(shù)， 2014，03（23）.

［4］ 陳琳， 吳強. 基于SDN技術(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)中心虛擬網(wǎng)絡(luò)［J］. 互聯(lián)網(wǎng)天地， 2013，01（40）.

［5］ 席小霞. 提升運營商互聯(lián)網(wǎng)訪問質(zhì)量的思路探討［J］. 電信工程技術(shù)與標準化， 2014，04（11）.

Study of the operators' network evolution under the new business model

WEN Jing
（China Mobile Communications Corporation Government and Enterprise Service Company， Beijing 100053， China）

The development of mobile Internet， Internet + and cloud computing is increasingly to impact the operators' network. The traditional operators' network is diffi cult to meet challenges of the new business marketing. In this regard， the purpose of this paper is to propose ideas of operators’ network evolution under the new business model.

NFV； SDN； network as a service

TN915

A

1008-5599（2016）06-0001-04

2016-05-18