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赵慧玲(中国电信):支持云计算的新型智能承载网

中国电信研究院 道普信息化

当前,以互联网为代表的现有网络架构,在业务种类繁多、个性需求不断出现、用户不断增多、带宽日益扩张的情况下,其网络容量的扩展性和体系架构的灵活性都非常有限,已经难以满足未来业务持续高速发展的要求,也无法给用户提供差异化的业务体验。以智能化和云化为主要特征构建新型的下一代网络,目前已经得到了业界的广泛认可,特别是结合运营商现有的成功运行多年的电信级网络,打造一个支持云计算的新型智能承载网络,是今后5至10年间网络架构发展的主要趋势。


支持云计算的新型智能承载网的内涵及特征


目前,业界一致认同未来的承载网络将是一个高智能的网络,即具有“WISE”特征的新型网络。具体来说,就是具备Wide(高速广覆盖能力)、Instant(资源快速指配能力)、Smart(接入灵活协同能力)和Ensured(质量按需保障能力)的高效、集约化网络。

因此,以云计算为重要契合点,满足云管端一体化发展的趋势,在现有各种网络形态上演变和发展起来的,满足上述WISE特征的网络架构,我们就可以认为其是一种支持云计算的智能承载网络。

从狭义上看,支持云计算的智能承载网络可以通过对现有网络进行改造和升级,引入智能性,使之适应云计算各类应用和业务的承载需求;从广义上看,支持云计算的智能承载网络可以利用云计算的概念和技术(如分布化、虚拟化),在现网基础上形成可持续演进的、具有高度智能性的网络。

对于智能化云管道的WISE特性,结合云计算的相关特点,可以解释如下:

● W/高速:为终端和用户访问云计算平台,提供高带宽接入和互联能力;

● I/快捷:对云计算特定资源进行快速指配,如VM迁移中的网络资源分配和策略跟随;

● S/灵活:对网络流量可以进行灵活的控制和调度,如客户可定制化的路由处理;

● E/保障:为云计算业务/应用提供所需的质量保障。

支持云计算的新型智能承载网关键技术

目前,可实现虚拟感知的技术有基于主机、网卡、网络设备(交换机)三类。基于主机或网卡实现的虚拟交换机,一般只具有识别虚拟机的基本功能,或多或少需要占用主机资源,会对主机的性能造成一定的影响,因此扩展性相对较差;但由于历史原因,其成熟度相对较好,成本也较低。

基于网络设备实现的虚拟交换机(一般是头端交换机),可以在识别虚拟机的基础上实现流量监管等一系列高级功能,且不占据主机资源,能达到很高性能,扩展性较好。但其技术还处在发展过程中,目前主流技术标准为IEEE802.1Qbg或IEEE802.1BR。另外,其成本也较高。

从网络承载的角度看,基于网络设备实现的虚拟交换机,技术功能全面、性能高、易扩展,且运维的界面比较清晰(主机/虚拟机的维护和网络的维护相互独立),可以降低维护的技术难度,将成为未来的发展方向。

二层互联技术(DCI)

在支持云计算的智能承载网络中,对虚拟机迁移所要求的大二层互联,是一个新的挑战。特别是针对现有以互联网为主体的三层网络互联情况,如何在虚拟机迁移的IDC间实现端到端大二层连接,也就是DCI(Data Center Interconnect),将是一个新课题。

二层集群技术(DCN)

在支持云计算的智能承载网络中,为实现网络资源的集约化运营,提高网络使用的效率,需要将多个在地理上分散的资源平台集合为一个,统一向外服务,在现阶段主要是将多个IDC合成为一个使用,即DCN(Data Center Network)技术。

路由虚拟化技术(SDN)

基于转发和控制分离的思路,业界提出了SDN(Sof tware Def ine Network)的概念,其代表性技术为Openflow,根本思想是将网络控制平面与网络设备分离,控制平面提供开放接口,使得网络对于用户而言可编程、可配置,能更灵活地进行按需控制和网络设计,体现了网络虚拟化在路由层面的高度发展。

策略控制与调度技术

策略控制与调度技术是在智能型网络融合覆盖的基础上,对通过固定网络(包括Wi-Fi接入、固网宽带接入)和移动网络接入的用户实现策略调度,能够控制宽带接入服务器(BRAS)和移动网络的PDSN等设备,实现QoS策略的下发和映射,从而完成策略管控和QoS调度。

现网发展演进策略

由上可见,支持云计算的智能承载网络可以提供一个新型的高智能网络架构,在现阶段可以应对云计算引入后各种云应用对网络承载的特殊要求,在未来可以促成网络的智能化转变,形成对各类新型业务和应用的智能承载。当然,从原理上看上述几类代表性技术各有千秋,在标准化进展上多数处于发展初期,总体上还处在技术研究阶段,距离规模部署尚有一定距离。但是我们也要看到,技术的发展需要有一定的前瞻性,支持云计算的智能承载网络将是未来网络的一种重要形式,需要坚定不移地推动各项技术的成熟。

基于现有网络架构,运营商该如何构建支持云计算的智能承载网络?从现网引入的迫切性角度出发,运营商前期应关注虚拟感知技术在网络设备(以交换机为代表)中的实现,可以在IDC内靠近服务器/虚拟机的头端交换机上首先引入虚拟感知能力,配合相应的管理平台或系统,实现网络策略的跟随和统一;同时,在广域网上(主要是IDC间的网络),考虑部署DCI二层承载方案,特别是兼容现有骨干网的状况,实施端到端的大二层互联。通过两者的结合,实现在网络高速接入和资源灵活配置上的统一。中期,应推动DCN相关技术的统一和成熟,在不同IDC间构建统一的资源池,实现网络资源的集约化运营和一体化服务;后期,应关注SDN在IDC侧的实施,以IDC为试验床提供面向特定应用的路由虚拟化服务,再结合骨干网和城域网设备的能力状况,逐步考虑向骨干网和城域网推进。通过两者的发展,提升网络服务的快捷性和保障性。

2011年,由中国电信牵头,联合中国移动、中国联通、工业和信息化部电信研究院、华为等单位共同提出的智能型网络NICE(Network Intelligence Capabilities Enhancement)正式在ITU立项。

NICE明确了智能型网络的定义和总体架构,通过多维感知、按需保障、灵活协同、资源优化、能力开放等五大能力集的描述,全面规范通信网络提供更加快捷、高效、安全的通信服务时所需具备的承载层、承载控制层和业务控制层功能。而支持云计算的智能承载网络将是实践NICE的一个具体体现,是网络更加智能地服务于新型应用的典范,代表了下一代网络架构发展的方向,值得大家关注和重视。

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