劉泳平

（廣東南方電信規(guī)劃咨詢設計院有限公司，廣東 深圳 518038）

1 云網(wǎng)協(xié)同時代運營商IP承載網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀分析

IP承載網(wǎng)主要負擔著聚合用戶、應用以及網(wǎng)絡資源的效果，同時也為轉發(fā)流量的實現(xiàn)提供支持。由于IP承載網(wǎng)本質(zhì)上屬于地域性網(wǎng)絡，因此在運營商實際運行理念差異性的影響下，各個IP承載網(wǎng)的形態(tài)之間也具備較高的不同性。站在業(yè)務運營方面來看，可以將IP承載網(wǎng)細化為多業(yè)務分離承載、單一網(wǎng)絡融合承載這兩種類型。其中，多業(yè)務分離承載主要以業(yè)務定位為依據(jù)，在不同的IP骨干網(wǎng)中承載其服務質(zhì)量要求具有差異性的業(yè)務；單一網(wǎng)絡融合承載主要以同一IP骨干網(wǎng)承載所有的業(yè)務。站在拓撲結構方面來看，可以將IP承載網(wǎng)細化為格狀網(wǎng)絡、匯聚型網(wǎng)絡這兩種類型。其中，格狀網(wǎng)絡不設置核心節(jié)點，主要設計參數(shù)為節(jié)點間距，確保相鄰節(jié)點之間的距離可達即可。匯聚型網(wǎng)絡則必須要設置核心節(jié)點，且不對節(jié)點間距等參數(shù)展開重點規(guī)劃。

2 云網(wǎng)協(xié)同時代運營商IP承載網(wǎng)的新技術分析

2.1 虛擬化技術

虛擬化技術主要指的是計算元件運行在虛擬的基礎上，而不是真實的基礎上。在實踐過程中，可以同時運行多個操作系統(tǒng)，而且每一個操作系統(tǒng)中都有多個程序運行，每一個操作系統(tǒng)都運行在一個虛擬的CPU或者是虛擬主機上；可以在相互獨立的空間內(nèi)運行而互不影響，從而顯著提高計算機的工作效率[1]。

從本質(zhì)上來看，虛擬化技術對軟硬件資源邏輯實施抽象化處理，并依托對邏輯單元、流程等的優(yōu)化組合，實現(xiàn)功能升級。在IP承載網(wǎng)的發(fā)展中，傳統(tǒng)網(wǎng)元的分布式組網(wǎng)方式、“面向問題”發(fā)展模式為導致其整個體性能、運行可靠性下降的主要因素，而虛擬化技術的應用就能夠避免上述因素對IP承載網(wǎng)組網(wǎng)與運行的負面影響。對于虛擬化技術而言，其可以細化為計算機虛擬化、網(wǎng)絡虛擬化以及存儲虛擬化，將三者結合應用，能夠達到顯著強化IP承載網(wǎng)計算性能、存儲性能、可拓展性能、網(wǎng)絡彈性的效果。

2.2 SDN技術

SDN（軟件定義網(wǎng)絡）屬于一種軟件集中控制、網(wǎng)絡開放的三層體系架構，其中包含著控制層、應用層與轉發(fā)層這三個層次結構。其中，控制層主要承擔著實現(xiàn)網(wǎng)絡操作系統(tǒng)功能的任務，對網(wǎng)絡資源展開集中性給管理；應用層主要承擔著對網(wǎng)絡業(yè)務實施呈現(xiàn)和抽象網(wǎng)絡模型的任務；轉發(fā)層主要承擔著分組交換的功能。在SDN技術的支持下，依托可編程接口，上層應用以及下層網(wǎng)絡之間的資源交互現(xiàn)實效率得到大幅提升，推動了IP承載網(wǎng)相應能力、反應靈敏程度提高的效果，進一步強化了IP承載網(wǎng)的集約能力。

2.3 NFV技術

NFV（網(wǎng)絡功能虛擬化）技術主要依托對x86等通用性硬件以及虛擬化技術的應用，實現(xiàn)對具備很多功能的軟件處理的承載。在NFV技術的支持下，網(wǎng)絡設備功能的實現(xiàn)不再過多依賴專用硬件，因此總體設備成本表現(xiàn)出極為明顯的下降趨勢；資源之間的靈活性共享也成為現(xiàn)實，且可以根據(jù)業(yè)務的現(xiàn)實需求完成自動部署等。總體而言，NFV技術為CT技術與IT技術的加速融合提供有力支持，也為云網(wǎng)協(xié)同時代下IP承載網(wǎng)的優(yōu)化升級提出新的技術思路。

3 云網(wǎng)協(xié)同時代運營商IP承載網(wǎng)的發(fā)展趨勢分析

3.1 架構優(yōu)化

在當前的云網(wǎng)協(xié)同時代背景下，用戶對于網(wǎng)絡服務的及時程度更為關注，而在長時間的發(fā)展中，IP承載網(wǎng)更加側重于快速數(shù)據(jù)分組、可靠轉發(fā)的實現(xiàn)，主要目標為對流量整體實施優(yōu)化。此時，IP骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)等的協(xié)同實效性偏低，雖然整體架構具有較高的可靠性與穩(wěn)定性，但是也難以在更短的時間內(nèi)達到明顯變化流量與應用的效果?；谶@樣的情況，出于對提升用戶實際體驗的考量，以“體驗圈”為核心實現(xiàn)IP承載網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)整是必然選擇。對于“體驗圈”來說，其主要代表著擁有相同或是相似流量、用戶特征，或是依托特定地域范圍為核心構建起的網(wǎng)絡區(qū)域。以此為基礎展開網(wǎng)絡架構的調(diào)整，可以達到強化網(wǎng)絡流量流向集中程度與有序程序的效果，并為相應區(qū)域內(nèi)的用戶提供更好服務，豐富用戶體驗。實踐中，需要依托現(xiàn)有網(wǎng)絡架構，將城域網(wǎng)、IDC以及IP骨干網(wǎng)展開連接，形成在特定范圍內(nèi)擁有更高網(wǎng)絡體驗的網(wǎng)絡體系，即完成“體驗圈”的構建。

基于“體驗圈”構建的架構優(yōu)化策略具體如下：依托“體驗圈”中所設定出的區(qū)域范圍，在IP骨干網(wǎng)內(nèi)設置出區(qū)域中心節(jié)點，即IP骨干網(wǎng)的樞紐節(jié)點，承擔起疏導、轉接“體驗圈”內(nèi)外流量的任務；盡可能在大型IDC或是城域網(wǎng)的所在區(qū)域內(nèi)設定區(qū)域中心節(jié)點，避免相應區(qū)域內(nèi)部的主要流量產(chǎn)生路徑繞轉的問題；在同一“體驗圈”內(nèi)，需要引入至少一對IP骨干網(wǎng)區(qū)域中心節(jié)點，滿足組網(wǎng)穩(wěn)定性需求；參考地域范圍、行政區(qū)域、節(jié)點重要程度等設定除區(qū)域中心節(jié)點之外的區(qū)域接入節(jié)點，且不與區(qū)域外的節(jié)點展開連接，相應區(qū)域接入節(jié)點主要承擔著的接入、轉發(fā)本地流量的任務。

3.2 IP-傳輸協(xié)同

對于IP-傳輸協(xié)同組網(wǎng)來說，其主要承擔著降低IP流量物理路徑繞轉的任務，以此實現(xiàn)對IP-傳輸之間的拓普網(wǎng)絡一致性的穩(wěn)定。出于對資源調(diào)度動態(tài)化、精細化的考量，必須要完成資源協(xié)同，主要完成以下幾項問題的有效處理：第一，為了更加匹配IP業(yè)務統(tǒng)計的特點，傳輸技術在更新發(fā)展中更為傾向于分組化內(nèi)核的應用，并突破以往的波分、時分復用方式，拓展復用方式，以此達到增高數(shù)據(jù)鏈路層以及下層次資源整體利用率的效果。第二，引入靈活度更高的容器、封裝與映射技術，推動傳輸單元中數(shù)據(jù)分組實際承載效率提升的目標，以此保證所有顆粒度IP都可以在傳輸網(wǎng)絡中獲取匹配的承載。第三，對傳輸層與IP層實施協(xié)同調(diào)度，推動整體資源的利用效率。

IP-傳輸協(xié)同調(diào)度的主要目標在于，利用傳輸層、IP層之間得信息互通共享，可以達到按照實際需求分配資源的效果，并同時強化流量傳輸效果。實踐中，可以應用通用多協(xié)議標簽交換協(xié)議，在統(tǒng)一控制平面的支持下完成對轉發(fā)平面、IP層協(xié)同性調(diào)度。就當前的情況來看，IP-傳輸協(xié)同組網(wǎng)模式已然成為現(xiàn)實，且IP與傳輸正分別展開著SDN場景與相關技術的驗證。在未來的發(fā)展中，統(tǒng)一控制面的融入成為主流趨勢，通過分別對南北接口、兩專業(yè)控制器實施對接，能夠達到提升調(diào)度協(xié)同層次的效果。

3.3 網(wǎng)絡-應用協(xié)同

在網(wǎng)絡-應用協(xié)同的支持下，網(wǎng)絡承載效率及應用部署均得到較為明顯的優(yōu)化，為用戶提供更好的服務體驗。依托CDN實現(xiàn)“存儲換寬帶”以及“內(nèi)容就近推送”，即可達到網(wǎng)絡-應用協(xié)同組網(wǎng)的現(xiàn)實需求，為視頻業(yè)務的大規(guī)模展開提供更優(yōu)質(zhì)條件[2]。同時，受到當前網(wǎng)絡應用范圍、程度不斷提升的影響，處于部署更多業(yè)務與應用的考量，強化網(wǎng)絡能力開放是必然選擇。對于網(wǎng)絡能力開放來說，其主要指在網(wǎng)絡分層解耦的基礎上，對網(wǎng)絡能力進行抽象、封裝，用以實現(xiàn)用戶與上層應用調(diào)用，是網(wǎng)絡-應用協(xié)同的一種形式。

傳統(tǒng)網(wǎng)絡模式中，包含網(wǎng)元管理、路徑管理、業(yè)務管理、轉發(fā)能力等均在“盒子”內(nèi)被封裝，此時，網(wǎng)絡資源調(diào)配、業(yè)務部署等工作則難以達到理想水平，且整體工作量相對較大。而實現(xiàn)網(wǎng)絡-應用協(xié)同就能夠避免上述問題的發(fā)生，實踐中，要逐漸對網(wǎng)元中包含的多種能力展開抽象，并在封裝的支持下，為上層應用的運行提供支持。依托網(wǎng)絡能力開放的實現(xiàn)，上層應用能夠迅速調(diào)用出底層資源，促使業(yè)務上線速度得到進一步提升，達到業(yè)務運轉效率提高的效果，并實現(xiàn)對運營商資源的優(yōu)化配置。

就當前的情況來看，對網(wǎng)絡能力開放的研究依舊處于初級階段，普遍依托協(xié)議擴展、路徑?jīng)Q策能力抽象與封裝的方式，提升流量調(diào)度能力。這樣的模式屬于增強型能力開放，以特定場景下局部流量調(diào)度單為例進行說明，在實踐中，需要在區(qū)域核心節(jié)點附近完成集中控制器的安裝，并結合成熟度相對較高的南向接口協(xié)議（包括BGO flowspec等），對設備下發(fā)策略與指令，以此實現(xiàn)設定的目的。在未來的發(fā)展中，完成對網(wǎng)絡資源的多顆粒度、多維度的調(diào)度是主要發(fā)展方向，需要積極促進用戶管理能力逐步向上層開放。

4 結束語

綜上所述，在云網(wǎng)協(xié)同時代背景下，其在業(yè)務、技術等方面均發(fā)生較大變化，推動著IP承載網(wǎng)的技術升級。依托虛擬化技術、SDN技術、NFV技術的應用，IP承載網(wǎng)的功能實現(xiàn)升級。同時，在當前與未來的發(fā)展中，架構優(yōu)化、IP-傳輸協(xié)同、網(wǎng)絡-應用協(xié)同為云網(wǎng)協(xié)同時代運營商IP承載網(wǎng)研究與發(fā)展的重點內(nèi)容。