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        基于SRv6的云網(wǎng)融合承載方案

        2021-09-10 08:21:56王巍王鵬趙曉宇徐洪磊
        電信科學(xué) 2021年8期
        關(guān)鍵詞:骨干網(wǎng)云網(wǎng)跨域

        王巍,王鵬,趙曉宇,徐洪磊

        (中國電信股份有限公司研究院,北京 102209)

        1 引言

        隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和云計算技術(shù)的快速發(fā)展,云和網(wǎng)的深度融合與協(xié)同工作越來越受到人們的關(guān)注。2020年,我國將“新基建”作為國家的戰(zhàn)略發(fā)展方向,將網(wǎng)絡(luò)、云和算力視為重要的基礎(chǔ)設(shè)施,使得云網(wǎng)融合以及數(shù)字化平臺建設(shè)成為未來技術(shù)發(fā)展的重要目標(biāo)。

        依托于云網(wǎng)融合,傳統(tǒng)行業(yè)能夠乘著云技術(shù)發(fā)展的快車,進一步在業(yè)務(wù)形態(tài)、商業(yè)模式、服務(wù)模式等層面展開融合與創(chuàng)新,在傳統(tǒng)模式和承載方案的基礎(chǔ)上進行數(shù)字化改造,實現(xiàn)各個行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

        云網(wǎng)融合需要適應(yīng)不同應(yīng)用場景的需求,因此對網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求,包括以下3個方面。

        (1)網(wǎng)隨云動

        行業(yè)加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型,要求網(wǎng)絡(luò)具備靈活定制和快速交付能力,包括自主定制網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)、差異化保障參數(shù)、智能化能力、網(wǎng)絡(luò)安全能力等,并且當(dāng)用戶通過業(yè)務(wù)門戶對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)能力進行調(diào)整時,網(wǎng)絡(luò)能夠快速響應(yīng)。

        (2)網(wǎng)絡(luò)云化

        傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)難以實現(xiàn)對云業(yè)務(wù)的靈活響應(yīng),因此需要讓網(wǎng)絡(luò)從以硬件為主體的架構(gòu)向虛擬化、云化、服務(wù)化的方向發(fā)展。同時,需要建設(shè)具備統(tǒng)一承載與調(diào)度能力的運營系統(tǒng),對分布在全國范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)云資源池進行敏捷、靈活、高效的統(tǒng)一調(diào)度與管理,為網(wǎng)絡(luò)云化提供堅實的基礎(chǔ)。

        (3)云數(shù)聯(lián)動

        數(shù)字化平臺和云網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)同配合,能夠?qū)崿F(xiàn)對多云服務(wù)和多線接入的靈活配置和使用。云網(wǎng)資源及能力應(yīng)能通過服務(wù)的方式提供給數(shù)字化平臺,并滿足數(shù)字化平臺對于數(shù)據(jù)本地化存儲、分布式處理、跨云調(diào)度和多云備份的需求。

        為了響應(yīng)國家戰(zhàn)略,中國電信在2020年發(fā)布的《云網(wǎng)融合2030技術(shù)白皮書》[1]中,全面闡述了云網(wǎng)融合的內(nèi)涵、意義、需求、特征、愿景和原則等,對云網(wǎng)融合未來演進的重點技術(shù)領(lǐng)域進行了深入剖析,并介紹了中國電信云網(wǎng)融合的技術(shù)架構(gòu)和發(fā)展目標(biāo)。

        目前,運營商網(wǎng)絡(luò)多為“煙囪式”架構(gòu),即云網(wǎng)業(yè)務(wù)分離、管理分散,不是統(tǒng)一的架構(gòu),且入云和云間互聯(lián)業(yè)務(wù)多采用L3 VPN方式實現(xiàn),業(yè)務(wù)配置復(fù)雜、開通速度慢、難以實現(xiàn)端到端運維。SRv6技術(shù)作為一種新興的IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù),具有端到端路徑可編程和隨流檢測能力,在網(wǎng)絡(luò)的端到端快速配置、選路和業(yè)務(wù)傳輸方面具有天然的優(yōu)勢。采用支持面向云網(wǎng)融合/云網(wǎng)一體目標(biāo)的SRv6技術(shù),有利于拉通城域網(wǎng)和骨干網(wǎng),打通端、管、云,實現(xiàn)業(yè)務(wù)端到端可管可控,網(wǎng)絡(luò)能力的開放和服務(wù)化。

        2 SRv6技術(shù)

        SRv6將分段路由(segment routing,SR)和IPv6技術(shù)結(jié)合,通過在IPv6報頭中插入段列表(segment list,SL),實現(xiàn)設(shè)備級的路徑控制。SRv6的轉(zhuǎn)發(fā)平面可直接使用IPv6協(xié)議,只需要對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行很小的改動即可使其支持 SRv6,并且對于不支持SRv6的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,也可直接通過IPv6報頭實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)。對于數(shù)據(jù)平面,只需要擴展內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(interior gateway protocol,IGP)和邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議(border gateway protocol,BGP),即可完成段列表的分發(fā)和同步,降低了控制平面的部署復(fù)雜度。

        為了實現(xiàn)SRv6轉(zhuǎn)發(fā),需要向IPv6報文頭中插入一個段路由頭(segment routing header,SRH)的擴展頭,其編碼格式[2]如圖1所示。

        圖1 SRH編碼格式

        其中,next header,8 bit,表示SRH之后的報文頭的類型;Hdr Ext Len,8 bit,表示SRH的長度(不包括next header字段);routing type,8 bit,表示路由頭的類型,SRH類型是4;segment left,8 bit,表示要到達的目的節(jié)點,仍需要訪問的中間節(jié)點數(shù);last entry,8 bit,表示段列表中最后一個元素的索引,指向segment list [0];flags,8 bit,表示數(shù)據(jù)包;tag:16 bit,表示同組數(shù)據(jù)包;segment list[n],128×nbit,表示段列表,其中包含多個SID。

        每個SID(segment ID)的長度為128 bit,編碼格式[3]如圖2所示。

        圖2 SID編碼格式

        其中,locator表示位置標(biāo)識,是網(wǎng)絡(luò)中分配給一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的標(biāo)識,可以用于路由和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。locator一般要在SR域內(nèi)唯一;function表示設(shè)備分配給本地轉(zhuǎn)發(fā)指令的一個ID值,該值可用于表達需要設(shè)備執(zhí)行的轉(zhuǎn)發(fā)動作;Args表示可選字段,轉(zhuǎn)發(fā)指令在執(zhí)行的時候所需要的參數(shù)。在給定流中的數(shù)據(jù)包中,Args值應(yīng)保持不變。

        SRv6技術(shù)可以通過SID的組合來指定數(shù)據(jù)包的傳輸路徑,實現(xiàn)流量的靈活調(diào)度。同時,由于SID中每個字段的長度都是可變的,因此可以對SID進行靈活編程,增加了網(wǎng)絡(luò)編程的靈活性。SRH后面的TLV(type-length-value)部分可用來攜帶一些報文頭中未包含的信息,并依靠TLV的靈活組合實現(xiàn)多種網(wǎng)絡(luò)功能。利用SRv6技術(shù)具有很強的可編程性、靈活性和可擴展性,使網(wǎng)絡(luò)能夠提供更加敏捷、高效的服務(wù)。

        3 基于SRv6的云網(wǎng)融合承載方案

        3.1 基于SRv6的SD-WAN

        3.1.1 場景描述

        (1)傳統(tǒng)SD-WAN方案

        大型企業(yè)可能存在多個企業(yè)分支,這些分支與總部之間通常需要通過廣域網(wǎng)(wide area network,WAN)傳輸數(shù)據(jù),實現(xiàn)統(tǒng)一的互聯(lián)網(wǎng)訪問管理和安全管控。隨著云時代的到來,許多企業(yè)業(yè)務(wù)搬遷到了云數(shù)據(jù)中心,因此企業(yè)分支連接云數(shù)據(jù)中心也成為了一種主流的場景。當(dāng)前企業(yè)WAN網(wǎng)絡(luò)互連主要可以分為以下3個場景。

        · site to site:分支到分支。

        · site to cloud:分支到云(包含反向云到分支)。

        · cloud to cloud:云到云(也稱云間互聯(lián)或多云互聯(lián))。

        傳統(tǒng) WAN基本是基于多協(xié)議標(biāo)簽交換(multi-protocol label switching,MPLS)等專線進行連接,可以提供高保障的質(zhì)量服務(wù)。但 WAN專線成本高,部署周期長,并且某些流量不需要走 MPLS專線,例如備份流量就可以通過普通Internet連接降低企業(yè)WAN線路租用的成本。為了解決這些問題,業(yè)界提出了軟件定義廣域網(wǎng)(software defined WAN,SD-WAN)。

        SD-WAN是一種基于軟件定義的WAN,其支持通過軟件定義來靈活調(diào)度WAN,從而通過調(diào)度不同流量到不同質(zhì)量屬性的 WAN鏈路上來滿足業(yè)務(wù)需求,同時降低了 WAN的租用成本[4]。SD-WAN組網(wǎng)架構(gòu)如圖3所示。

        圖3 SD-WAN組網(wǎng)架構(gòu)

        (2)傳統(tǒng)方案局限性

        SD-WAN支持將流量調(diào)度到 MPLS專線或Internet等鏈路。當(dāng)流量通過Internet轉(zhuǎn)發(fā)時,可以通過虛擬擴展局域網(wǎng)(virtual extensible local area network,VxLAN)隧道轉(zhuǎn)發(fā)流量。但使用VxLAN隧道的缺點在于只能指定overlay的目的節(jié)點,無法指定隧道的underlay轉(zhuǎn)發(fā)路徑,因此無法支持嚴(yán)格路徑轉(zhuǎn)發(fā)的流量工程。這也是當(dāng)前SD-WAN方案無法解決的一個大問題。

        SRv6支持在頭節(jié)點顯式地指定數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)路徑,同時也支持虛擬專用網(wǎng)絡(luò)(virtual private network,VPN)。因此基于SRv6的SD-WAN可以實現(xiàn)在客戶終端設(shè)備(customer premise equipment,CPE)或入網(wǎng)點(point of presence,POP)等路徑首節(jié)點顯式地指定數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)WAN路徑,同時也支持?jǐn)?shù)據(jù)包的VPN隔離,是一種實現(xiàn)SD-WAN的優(yōu)選架構(gòu)。

        3.1.2 技術(shù)實現(xiàn)

        從現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求和痛點出發(fā),利用SRv6技術(shù)對傳統(tǒng)SD-WAN進行改進。根據(jù)SD-WAN組網(wǎng)中是否有POP GW,此處的承載方案分為有POP GW組網(wǎng)和無POP GW組網(wǎng)兩大類。

        (1)有POP GW組網(wǎng)

        1)underlay組網(wǎng)方案

        基于SRv6的有POP GW的SD-WAN架構(gòu)如圖4所示。在基于SRv6的SD-WAN中,為了更好地支持后續(xù)鏈路的轉(zhuǎn)發(fā),建議CPE支持IPv6,并通過IPv6上聯(lián)POP GW。

        圖4 基于SRv6的有POP GW的SD-WAN架構(gòu)

        從CPE1到CPE2整體上可以分為3段路徑:CPE1到POP GW1、POP GW1到POP GW2、POP GW2到CPE2。在POP GW上需要維護虛擬路由轉(zhuǎn)發(fā)(virtual routing forwarding,VRF),SD-WAN控制器可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備上報的 BSID(binding SID)信息和業(yè)務(wù)需求,向CPE1下發(fā)對應(yīng)的SRv6策略,其SID列表中包括POP GW1的SID、SRv6 TE(traffic engineering)路徑對應(yīng)的 BSID、POP GW2的SID以及CPE2的VPN SID等。

        首先,CPE1到POP GW1的路徑,可以采用Internet/4G/5G等多種方式進行連接。POP GW1根據(jù) SID的值將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給運營商邊緣(provider edge,PE)設(shè)備。

        其次,在PE處,BSID將展開為一段SID列表,設(shè)備根據(jù)SID列表和POP GW2 VPN SID的值,將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到對應(yīng)的POP GW2節(jié)點。

        最后,POP GW2節(jié)點進行解封裝后,將數(shù)據(jù)包傳遞給CPE2。

        SRv6 TE路徑的起點和終點均為PE,為了實現(xiàn)SD-WAN選路和跨域,PE、P節(jié)點均需要支持SRv6。

        2)SID/locator組織與規(guī)劃

        SD-WAN服務(wù)提供商會在全國范圍內(nèi)提供幾個POP GW用于用戶接入,POP GW通過入云專線GW與最近的骨干網(wǎng)PE相連。運營商可以按照地域分布,為每個SD-WAN的POP GW規(guī)劃SRv6的locator,形成盡量少的匯聚prefix。

        3)對控制器的改造

        SD-WAN控制器根據(jù)各差異化保障平面的預(yù)設(shè)參數(shù),通過SR policy預(yù)先開展骨干網(wǎng)的差異化平面SRv6路徑計算,并生成policy對應(yīng)的BSID。根據(jù)上層業(yè)務(wù)編排器發(fā)送的業(yè)務(wù)訂單信息(頭尾節(jié)點、差異化服務(wù)需求、帶寬等),SD-WAN控制器能夠從預(yù)先計算好的路徑中選出最優(yōu)路徑,并將該路徑的 BSID到對應(yīng)節(jié)點(骨干網(wǎng)PE)上。

        4)差異化業(yè)務(wù)承載方案

        骨干網(wǎng)中的 PE作為差異化路徑的頭、尾節(jié)點,需要每兩個一組預(yù)先計算SR policy對應(yīng)不同差異化平面的保障路徑(candidate path對應(yīng)的SID-list)并生成BSID,每個BSID對應(yīng)一種服務(wù)等級。根據(jù)用戶訂購的服務(wù)等級,將 BSID編排進用戶業(yè)務(wù)對應(yīng)的路徑中,實現(xiàn)用戶業(yè)務(wù)流量的導(dǎo)入。

        這種方案比傳統(tǒng)SD-WAN方案更加簡潔,部署復(fù)雜度更小。且端到端SRv6可以支持更多的網(wǎng)絡(luò)編程需求,可以實現(xiàn)更加優(yōu)化的全局路徑選擇,相比傳統(tǒng)方式的多段路徑拼接方案可以更好地支持SD-WAN業(yè)務(wù)。

        (2)無POP GW點組網(wǎng)

        無POP GW的組網(wǎng)方式,即SRv6可以從企業(yè)的CPE1開始,結(jié)束在對端分支的CPE2,實現(xiàn)了真正的端到端SRv6連接,其架構(gòu)如圖5所示。從CPE1到CPE2為一段端到端的SRv6路徑。這種方案不要求路徑經(jīng)過POP點,因此只需運營商給 CPE分配 BSID用于選路即可。這種方式的SRv6 SD-WAN部署最簡單,但將SD-WAN管理的壓力轉(zhuǎn)移到了CPE側(cè),適合企業(yè)的自主管理能力較強的中型或大型企業(yè)。

        圖5 基于SRv6的無POP GW的SD-WAN架構(gòu)

        3.2 基于SRv6的跨域組網(wǎng)

        3.2.1 傳統(tǒng)跨域組網(wǎng)方案

        (1)傳統(tǒng)方案描述

        大型政企用戶的站點可能分布在全國范圍內(nèi)多個城域網(wǎng),站點之間需要進行跨域組網(wǎng)。由于運營商骨干網(wǎng)的PE只部署于地市級,因此用戶需要通過光纖、多業(yè)務(wù)傳送平臺(multi-service transport platform,MSTP)等方式連接用戶站點到PE,完成跨域組網(wǎng)。

        傳統(tǒng)光纖接入方式導(dǎo)致成本較高,且開通效率低,為解決此痛點,運營商開發(fā)出MPLS跨域組網(wǎng)架構(gòu)如圖6所示。

        圖6 基于MPLS的跨域組網(wǎng)架構(gòu)

        企業(yè)站點可以通過城域網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(passive optical network,PON)或無線電接入網(wǎng)IP化(IP radio access network,IPRAN)等方式接入。跨域業(yè)務(wù)流量傳輸需要經(jīng)過城域網(wǎng),跨越骨干網(wǎng),MPLS跨域可以為連接到不同城域網(wǎng)中的用戶站點提供全國級的端到端組網(wǎng)服務(wù),同時還能夠降低施工成本,縮減施工周期。

        (2)傳統(tǒng)方案的局限性

        MPLS協(xié)議的控制層比較復(fù)雜,標(biāo)簽只在單個域內(nèi)有效,無法跨域,也無法提供差異化服務(wù),并且MPLS跨域一般采用的optionA配置方式,配置復(fù)雜,資源協(xié)調(diào)困難。

        隨著云網(wǎng)融合需求的發(fā)展,在全新的云網(wǎng)互聯(lián)場景中用戶需要便捷接入、智能隨選、差異化服務(wù)、一點入多云的新型組網(wǎng)服務(wù)。隨著近年來SRv6、隨路檢測、網(wǎng)絡(luò)切片等相關(guān)新技術(shù)的發(fā)展,運營商需要借助這些新技術(shù)為用戶提供更好的組網(wǎng)產(chǎn)品,基于SRv6的跨域組網(wǎng)產(chǎn)品可以有效解決原有跨域組網(wǎng)產(chǎn)品中的痛點,為用戶帶來更好的體驗。

        3.2.2 基于SRv6的跨域組網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)方案

        (1)underlay組網(wǎng)方案

        基于SRv6的跨域組網(wǎng)架構(gòu)如圖7所示,為了實現(xiàn)端到端的SRv6業(yè)務(wù)傳輸,需要進行端到端的SRv6技術(shù)部署。

        圖7 基于SRv6的跨域組網(wǎng)架構(gòu)

        針對傳統(tǒng)的組網(wǎng)場景,需要對骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)分別進行升級改造。

        對于城域網(wǎng),SRv6跨域VPN服務(wù)需要城域網(wǎng)進行SRv6改造,成為新型城域網(wǎng)。新型城域網(wǎng)中的設(shè)備按照spine-leaf架構(gòu)組網(wǎng),增加擴展性,且新型城域網(wǎng)與骨干網(wǎng)通過路由反射器(route reflector,RR)打通VPN路由。用戶站點可選擇PON方式或通過 IPRAN/STN(smart transmit network)方式接入。

        對于骨干網(wǎng),SRv6跨域VPN服務(wù)同樣需要骨干網(wǎng)進行SRv6改造,且PE需要直接與相鄰的城域網(wǎng)對接互通。骨干網(wǎng)中的PE需要與骨干網(wǎng)RR建立IBGP鄰居,骨干網(wǎng) RR與城域網(wǎng) RR之間建立MP-BGP鄰居,以便VPN路由的傳遞。用戶可以通過光纖直驅(qū)的方式,直接連接到骨干網(wǎng)的PE。

        (2)SID/locator組織與規(guī)劃

        · 城域網(wǎng):按照城域網(wǎng)POD嚴(yán)格劃分SRLB、SRGB、BSID地址空間并進行路由匯聚,形成盡量少的匯聚prefix,通過B-leaf宣告到對接的骨干網(wǎng)PE,或通過城域網(wǎng)RR與骨干網(wǎng)RR對接宣告。

        · 骨干網(wǎng):需要為SRv6跨域組網(wǎng)業(yè)務(wù)在骨干網(wǎng)中使用的 SRLB、SRGB、BSID地址空間統(tǒng)一規(guī)劃匯聚,形成盡量少的匯聚prefix,之后通過PE將此部分prefix宣告進入所有與骨干網(wǎng)對接的新型城域網(wǎng)。

        (3)對控制器的改造

        · 骨干網(wǎng)控制器:①差異化平面路徑預(yù)先計算??刂破鞲鶕?jù)各差異化保障平面的預(yù)設(shè)參數(shù),通過SR policy預(yù)先開展骨干網(wǎng)的差異化平面 SRv6路徑計算,并生成 policy對應(yīng)的BSID。②業(yè)務(wù)路徑生成。根據(jù)上層業(yè)務(wù)編排器發(fā)送的業(yè)務(wù)訂單信息(頭尾節(jié)點、差異化服務(wù)需求、帶寬等),將多個域的對應(yīng)服務(wù)質(zhì)量/路徑的 BSID、尾端end.SID進行拼接,生成客戶業(yè)務(wù)對應(yīng)的完整 SID-list。③路徑下發(fā)??刂破魍ㄟ^與RR對接,通過BGP-SR policy地址族下發(fā)SR policy路徑到對應(yīng)節(jié)點。

        · 城域網(wǎng)控制器:業(yè)務(wù)初期,由于新型城域網(wǎng)內(nèi) spine-leaf架構(gòu)相對簡單,可以采用BE快速開通業(yè)務(wù),此階段對城域網(wǎng)控制器需求較少,跨域VPN業(yè)務(wù)可由骨干網(wǎng)控制器統(tǒng)一收集各城域網(wǎng)內(nèi)拓?fù)浜吐酚尚畔⑦M行統(tǒng)一計算,并通過RR直接向城域網(wǎng)leaf設(shè)備下發(fā)SR policy;若城域網(wǎng)內(nèi)出現(xiàn)路徑計算和差異化承載需求,則由城域網(wǎng)控制器進行差異化平面預(yù)先計算,生成對應(yīng)BSID;城域網(wǎng)控制器負(fù)責(zé)城域網(wǎng)內(nèi)業(yè)務(wù)的計算的SID-list下發(fā)給頭尾節(jié)點。

        (4)差異化業(yè)務(wù)承載方案

        · 骨干網(wǎng)差異化平面:骨干網(wǎng)中通過單 AS內(nèi)的 SR policy技術(shù)實現(xiàn)差異化服務(wù),PE每兩個一組預(yù)先計算SR policy對應(yīng)不同差異化平面的保障路徑(candidate path對應(yīng)的SID-list)并生成BSID,每個BSID對應(yīng)一種差異化網(wǎng)絡(luò)服務(wù),如最低時延、最高可靠性、大帶寬等,通過將BSID編排進用戶業(yè)務(wù)對應(yīng)的路徑中,實現(xiàn)用戶業(yè)務(wù)流量的導(dǎo)入。

        · 跨域組網(wǎng)業(yè)務(wù):在跨域組網(wǎng)場景中 VPN的頭尾節(jié)點位于業(yè)務(wù)站點所在的城域網(wǎng)leaf設(shè)備或骨干網(wǎng)PE,VPN起點為城域網(wǎng)的用戶接入設(shè)備,如城域網(wǎng) leaf設(shè)備或 IPRAN-U設(shè)備,端到端業(yè)務(wù)路徑通過選擇不同的骨干網(wǎng)BSID可提供差異化的業(yè)務(wù)保障策略。

        3.3 基于SRv6的入云專線

        3.3.1 傳統(tǒng)入云專線方案

        (1)傳統(tǒng)方案

        隨著云計算相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,越來越多企業(yè)用戶通過多云部署、高性能云邊協(xié)同、一體化開通服務(wù)等幫助其提升競爭優(yōu)勢。大型企業(yè)用戶站點可能分布在全國范圍內(nèi)多個城域網(wǎng),用戶站點需要跨域進行入云。傳統(tǒng)方案中,用戶站點和云資源池可能上聯(lián)城域網(wǎng),也可能通過光纖、MSTP等方式直接上聯(lián)云骨干網(wǎng)的 PE,骨干網(wǎng)利用MPLS VPN提供高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)傳輸,如圖8所示。

        圖8 基于MPLS的入云專線組網(wǎng)架構(gòu)

        (2)傳統(tǒng)方案局限性

        目前,運營商云、網(wǎng)業(yè)務(wù)開通流程割裂,導(dǎo)致入云專線的開通流程不暢,用戶可能要分別在云、網(wǎng)的服務(wù)提供商門戶上訂購相應(yīng)的服務(wù),再由服務(wù)提供商之間進行業(yè)務(wù)配置的對接。且入云專線的建立基本由項目驅(qū)動,只有用戶下單后才會開始準(zhǔn)備相關(guān)資源,導(dǎo)致業(yè)務(wù)開通周期長。目前骨干網(wǎng)中采用MPLS VPN技術(shù),無法進行端到端的業(yè)務(wù)保障,也難以提供差異化服務(wù)。

        運營商可以借助SRv6技術(shù)來解決原有入云專線產(chǎn)品中的痛點,SRv6技術(shù)在跨域時無需復(fù)雜的配置,能夠減少業(yè)務(wù)開通時的工作量,縮短開通時間。同時,利用SRv6的路徑編程能力,可以為用戶提供差異化服務(wù),滿足不同用戶對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的需求。

        3.3.2 技術(shù)實現(xiàn)

        (1)underlay互通方案

        基于 SRv6的入云專線業(yè)務(wù)組網(wǎng)架構(gòu)如圖9所示。為了實現(xiàn)基于 SRv6技術(shù)的端到端一跳入云,除了要對城域網(wǎng)和骨干網(wǎng)進行相應(yīng)的改造以外,還需要將與公有云資源池云網(wǎng)關(guān)連接的 PE(此處稱為云 PE)下沉到離用戶更近的地方,節(jié)省在為用戶開通業(yè)務(wù)時,協(xié)調(diào)物理資源的時間。并且,云資源池中的云網(wǎng)關(guān)(云 GW)需要通過VLAN與云PE相連,并負(fù)責(zé)將不同用戶的流量映射到對應(yīng)的VLAN或VxLAN隧道中。

        圖9 基于SRv6的入云專線組網(wǎng)架構(gòu)

        (2)SID/locator組織與規(guī)劃

        目前,跨域組網(wǎng)的用戶站點分布在全國各城域網(wǎng)中,部分用戶會選擇通過城域網(wǎng)接入跨域業(yè)務(wù),還有部分成本不敏感的用戶會直接通過光纖、MSTP等接入骨干網(wǎng)PE。云資源池大多建在骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)機房中,地理位置較分散,為減少SRv6入云專線場景中的設(shè)備路由壓力,運營商可以按照地域分布,為每個云資源池規(guī)劃SRv6的locator,通過locator與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的業(yè)務(wù)進行隔離。

        (3)對控制器的改造

        骨干網(wǎng)控制器除了需要具備路徑編程和BSID拼接能力以外,還應(yīng)支持能力開放。通過對外暴露標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用程序接口(application programming interface,API),向第三方提供原子服務(wù)能力,支持第三方業(yè)務(wù)平臺調(diào)用開放業(yè)務(wù)及網(wǎng)絡(luò)能力。同時,骨干網(wǎng)控制器還應(yīng)支持與云服務(wù)商控制器之間的業(yè)務(wù)參數(shù)傳遞,滿足用戶對業(yè)務(wù)的按需定制、快速開通等要求。

        (4)差異化業(yè)務(wù)承載方案

        在入云專線場景中業(yè)務(wù)頭尾節(jié)點位于與業(yè)務(wù)站點相連的云PE,入云專線的頭尾節(jié)點分別為用戶接入設(shè)備和云PE,端到端業(yè)務(wù)路徑通過選擇不同的骨干網(wǎng) BSID可提供差異化的業(yè)務(wù)保障策略。

        綜上所述,新方案通過骨干網(wǎng)云PE的下沉、提前配置好用戶入云所需的線路資源、接口資源等方式,縮短因為協(xié)調(diào)物理資源而耗費的時間。同時,通過控制器進行網(wǎng)絡(luò)能力開放,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)能力服務(wù)化,滿足用戶入云業(yè)務(wù)任意門戶一點開通的需求。

        3.4 基于SRv6的云間互聯(lián)

        3.4.1 傳統(tǒng)云間互聯(lián)方案

        (1)傳統(tǒng)方案

        大型企業(yè)用戶的數(shù)據(jù)可能保存在幾個不同公有云的資源池中,這些資源池可能分布在全國多個地域,云資源池之間需要通過跨域的方式進行數(shù)據(jù)互通。傳統(tǒng)方案中,云資源池可以通過虛擬局域網(wǎng)(virtual local area network,VLAN)方式直接上聯(lián)骨干網(wǎng)的 PE,骨干網(wǎng)利用 MPLS VPN提供高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)傳輸,實現(xiàn)全國級的云間互聯(lián)業(yè)務(wù),如圖10所示。

        圖10 基于MPLS的云間互聯(lián)組網(wǎng)架構(gòu)

        (2)傳統(tǒng)方案局限性

        目前,云間互聯(lián)業(yè)務(wù)也存在業(yè)務(wù)開通流程不暢、周期長的問題。同時,云、網(wǎng)控制系統(tǒng)之間的對接沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化接口,而是采用點對點開發(fā)的模式,造成效率低下、業(yè)務(wù)上線緩慢。

        SRv6技術(shù)中的SR策略可以簡化不同控制器之間的傳輸參數(shù),降低系統(tǒng)對接時的開發(fā)難度,縮短業(yè)務(wù)上線周期。同時,可通過資源的預(yù)配置,提前配置好云資源池間的連接資源,可以縮短業(yè)務(wù)的開通周期,保證用戶能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)的一點開通。

        3.4.2 技術(shù)實現(xiàn)

        (1)underlay互通方案

        基于SRv6的云間互聯(lián)業(yè)務(wù)組網(wǎng)架構(gòu)如圖11所示。云網(wǎng)關(guān)的不同子接口對應(yīng)不同租戶,每個租戶分配一個 SID。同時,不同子接口的流量向資源池內(nèi)映射到不同VLAN或VxLAN隧道。

        圖11 基于SRv6的云間互聯(lián)組網(wǎng)架構(gòu)

        (2)SID/locator組織與規(guī)劃

        公有云會在全國范圍內(nèi)提供幾個接入點,接入點直接與最近的骨干網(wǎng)云PE相連,運營商可以按照地域分布,為每個公有云提供商的云資源池規(guī)劃SRv6的locator,通過locator與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的業(yè)務(wù)進行隔離。

        (3)對控制器的改造

        骨干網(wǎng)控制器與公有云云控制器都應(yīng)對外開放標(biāo)準(zhǔn)化API,拉通控制層的流程,方便互相之間的對接以及傳遞業(yè)務(wù)配置的相關(guān)參數(shù)信息,保證用戶可以從任意系統(tǒng)的門戶進行云間互聯(lián)業(yè)務(wù)的一點開通。同時,借助SR策略簡化控制器之間傳遞的配置參數(shù),降低點對點開發(fā)的難度。云側(cè)、網(wǎng)側(cè)控制器的拉通,不僅為業(yè)務(wù)的端到端開通提供了保障,還能讓用戶可以從后臺獲取全網(wǎng)狀態(tài)視圖,隨時了解網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生的擁塞和故障。

        (4)差異化業(yè)務(wù)承載方案

        在云間互聯(lián)場景中,頭尾節(jié)點(骨干網(wǎng)云PE)除了需配置骨干網(wǎng)差異化保障的SR policy之外,還需要配置為云間互聯(lián)業(yè)務(wù)引流用的SR policy。需要在 SRv6業(yè)務(wù)的頭尾節(jié)點(兩端為云 PE)作為業(yè)務(wù) SR policy的起始點,此業(yè)務(wù)SR policy定義了端到端的SRv6路徑,頭尾節(jié)點的路由器需要為用戶的業(yè)務(wù)路由打上對應(yīng)的差異化服務(wù)color標(biāo)記。

        4 結(jié)束語

        云網(wǎng)融合已成為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)未來長期發(fā)展的方向,且與6G網(wǎng)絡(luò)“泛在、智聯(lián)、數(shù)融、開放、安全”的愿景一致。隨著大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈、VR/AR等技術(shù)的快速發(fā)展,云網(wǎng)融合可以為智慧城市、智慧園區(qū)、智慧產(chǎn)業(yè)提供強大的推動力,促進產(chǎn)業(yè)升級和數(shù)字化轉(zhuǎn)型。SRv6技術(shù)的靈活性和親和性,能夠加快實現(xiàn)云網(wǎng)融合。云網(wǎng)融合是一個長期、不斷演進的過程,需要運營商、設(shè)備提供商、應(yīng)用開發(fā)商、科研機構(gòu)和高校的共同努力。

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