張志亮，張 琳

（河南省信息咨詢設計研究有限公司，鄭州 450000）

高清視頻、在線游戲和各類即時通信等不同業(yè)務的快速發(fā)展，各運營商為解決流量擁塞和提升網(wǎng)絡質(zhì)量都投入巨大成本對寬帶IP城域網(wǎng)進行擴容改造，但增量不增收，如何將IP城域網(wǎng)從基礎連接型的網(wǎng)絡向智能型的功能網(wǎng)絡演進，以解決寬帶網(wǎng)絡的不靈活、不智能、業(yè)務如何快速部署等成為各大運營商關(guān)心的重點。

1 IP城域網(wǎng)現(xiàn)狀及問題分析

1.1 現(xiàn)狀

隨著“寬帶中國戰(zhàn)略”、“互聯(lián)網(wǎng)+”、IPTV、4K等高帶寬應用業(yè)務的增多，國內(nèi)三大運營商對各自的IP城域網(wǎng)進行了大規(guī)模的傳統(tǒng)擴容和優(yōu)化工作。

目前各大運營商的IP城域網(wǎng)從網(wǎng)絡層次上看，由核心層、業(yè)務控制層（匯聚層）、用戶接入層（接入層、用戶層）3個部分組成。

1.2 演進分析

（1）傳統(tǒng)演進

為了更好的支持國家寬帶中國和互聯(lián)網(wǎng)+等國家戰(zhàn)略，各運營商都對IP城域網(wǎng)進行了改造和演進，IP城域網(wǎng)傳統(tǒng)網(wǎng)絡目標架構(gòu)是向著扁平化、集群化及粗顆粒度帶寬方向演進。

（2）SDN和NFV技術(shù)應用下IP城域網(wǎng)彈性重構(gòu)

SDN和NFV技術(shù)應用下IP城域網(wǎng)彈性重構(gòu)可從三方面著手：運營重構(gòu)、業(yè)務重構(gòu)、網(wǎng)絡重構(gòu)，本文主要從IP城域網(wǎng)網(wǎng)絡重構(gòu)方面進行深挖研究，對于同一個運營商而言，建議在初始建設階段就標準進行統(tǒng)一的要求，可制定統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范要求，要求入圍廠家采用統(tǒng)一的北向功能開放接口和南向網(wǎng)絡控制接口標準，為后續(xù)的網(wǎng)元軟硬件結(jié)構(gòu)打下堅實的基礎。

1.3 問題分析

現(xiàn)有IP網(wǎng)傳統(tǒng)架構(gòu)下的三大痛點：業(yè)務控制層資源利用率不均衡；新業(yè)務部署周期長；分散配置運維工作量較大。

2 基于SDN/NFV的IP城域網(wǎng)網(wǎng)絡重構(gòu)落地方案研究

2.1 落地方案選擇原則

實施方案應適當?shù)挠兴?，要結(jié)合投資、實用性、便利性等各種條件進行取舍，但同時也要具有一定的前瞻性，需具有平滑過渡的延展性。主要從如下幾方面考慮：資源均衡利用，節(jié)約投資；結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)資源的適用情況進行分類部署；根據(jù)城域網(wǎng)的大小適當選擇網(wǎng)絡彈性重構(gòu)試點方案。

2.2 落地方案分析

網(wǎng)絡重構(gòu)之路也是一個循序漸進的過程，在IP城域網(wǎng)的現(xiàn)有架構(gòu)下，CR無明顯的重構(gòu)驅(qū)動力，BAS/BNG設備是城域網(wǎng)中最適合做SDN/NFV化的IP網(wǎng)元。通過vBAS的部署可實現(xiàn)控制面云化部署+新業(yè)務的快速靈活部署+靈活運維集中控制。這是網(wǎng)絡重構(gòu)的過渡階段理想的選擇方向。

2.3 部署架構(gòu)研究

vBAS架構(gòu)主要有三種形式：轉(zhuǎn)控一體化架構(gòu)，部署統(tǒng)一的VM云資源池；軟轉(zhuǎn)控分離：轉(zhuǎn)發(fā)和控制分離，轉(zhuǎn)發(fā)與控制模塊相互獨立，分別部署在不同的VM云資源池；硬轉(zhuǎn)控分離：轉(zhuǎn)發(fā)和控制分離，轉(zhuǎn)發(fā)與控制模塊相互獨立，控制面部署在VM云資源池，轉(zhuǎn)發(fā)面采用傳統(tǒng)高性能專用硬件實現(xiàn)。

三種vBAS架構(gòu)圖如下圖所示：

圖1 vBAS架構(gòu)主要三種形式示意圖

結(jié)合當前的技術(shù)應用和硬件資源能力現(xiàn)狀，三種架構(gòu)的優(yōu)劣對比如表1所示：

表1 vBAS架構(gòu)主要三種形式優(yōu)劣對比表

通過上述比較表格可以看出，轉(zhuǎn)控一體架構(gòu)未實現(xiàn)轉(zhuǎn)控分離，不利于與SDN技術(shù)的融合，且芯片轉(zhuǎn)發(fā)能力有限；軟轉(zhuǎn)控分離架構(gòu)雖實現(xiàn)了轉(zhuǎn)控分離，但轉(zhuǎn)發(fā)面采用通用的x86服務器實現(xiàn)，轉(zhuǎn)發(fā)性能有限。硬轉(zhuǎn)控分離架構(gòu)既實現(xiàn)了轉(zhuǎn)發(fā)和控制面的分離，也彌補了現(xiàn)有通用X86服務器轉(zhuǎn)發(fā)性能有限的缺點。

雖然造價相對較高，但可通過對現(xiàn)網(wǎng)資源的充分利舊實現(xiàn)大規(guī)模的投資節(jié)約，X86做基礎數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的性能還低于物理設備，但復雜邏輯的計算和處理能力優(yōu)勢較明顯，兩者可揚長避短，是IP城域網(wǎng)架構(gòu)由傳統(tǒng)模式向SDN/NFV模式轉(zhuǎn)換的理想方式。

2.4 硬轉(zhuǎn)控分離部署方案研究

硬轉(zhuǎn)控分離架構(gòu)下，又可根據(jù)控制面的部署位置和相關(guān)業(yè)務實現(xiàn)方式分為以下幾種落地部署方案：

方案一：轉(zhuǎn)控分離，集中部署控制平臺（中心集中部署模式，主備省中心），省干側(cè)；

方案二：轉(zhuǎn)控分離，分散部署控制平臺N大區(qū)中心（大區(qū)制，類似軟交換分幾個區(qū)域，如XX大區(qū)、YY大區(qū)、ZZ大區(qū)、MM大區(qū)、NN大區(qū)，每大區(qū)覆蓋幾個地市）；

方案三：轉(zhuǎn)控分離，分散部署N地市中心（每地市部署一個控制平臺，部署在CR側(cè)）；

方案四：轉(zhuǎn)控分離，分層混合部署中心+邊緣結(jié)構(gòu)控制平臺（省中心控制云+每地市部署N個控制平臺，部署在業(yè)務控制層側(cè)或地市CR側(cè)，根據(jù)城域網(wǎng)大小而確定。）

2.5 方案比較分析及試點落地建議

成熟階段以上四種部署方案將會存在各自的優(yōu)缺點，對于小型城域網(wǎng)而言集中部署和分層混合部署都有一定的傾向性，主要根據(jù)城域網(wǎng)的規(guī)模和各網(wǎng)絡所傾向的需求而定。

對于中、大型城域網(wǎng)而言無論從安全可靠性、便捷性，還是從網(wǎng)絡穩(wěn)定性等各方面考慮，分層混合部署模式將是較為理想的選擇。

2.6 通用服務器高性能轉(zhuǎn)發(fā)+軟轉(zhuǎn)控分離升級方案研究

隨著通用服務器的高性能轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)的實現(xiàn)，可適時的引入從硬轉(zhuǎn)控分離向軟轉(zhuǎn)控分離的過渡。當采用軟轉(zhuǎn)控分離架構(gòu)下轉(zhuǎn)發(fā)面的能力和硬轉(zhuǎn)控分離架構(gòu)下轉(zhuǎn)發(fā)能力給用戶帶來的通量體驗想當?shù)臅r候就是升級過渡的恰當時機。

在引入軟轉(zhuǎn)控分離的初期將會存在混合分離的架構(gòu)，隨著硬轉(zhuǎn)控分離和軟轉(zhuǎn)控分離的逐步演進，將向軟轉(zhuǎn)控分離全面過渡，最終升級為軟轉(zhuǎn)控分離架構(gòu)。

3 結(jié)束語

面對增量不增收的窘境，借助SDN/NFV技術(shù)，實現(xiàn)IP城域網(wǎng)網(wǎng)絡的重構(gòu)，是現(xiàn)階段運營商所面臨的較大的機遇?；赟DN/NFV技術(shù)為城域網(wǎng)網(wǎng)絡構(gòu)建提供了新的思路，通過引入流量監(jiān)測、策略控制和流量調(diào)度等新能力，打造新型智能彈性網(wǎng)絡架構(gòu)，解決資源均衡利用、業(yè)務快速部署、便捷運維等各項問題，實現(xiàn)網(wǎng)絡服務的持續(xù)增值。

[1] 曾楚軒.基于SDN技術(shù)的IP城域網(wǎng)BRAS改造思路研究.無線互聯(lián)科技，2017（7）.

[2] 周光濤，郭愛鵬，唐雄燕.SDN/NFV技術(shù)在寬帶IP城域網(wǎng)中的應用.信息通信技術(shù)2015（2）.

[3] 胡淑軍，黃璐，韓瑞波.以SDN/NFV之力重塑運營商固網(wǎng)架構(gòu).通信世界雜志2017（8）.