ODL应用实践 – 中兴通讯IP+光解决方案

背景:

随着云计算、4K视频、VR、物联网等新兴业务的快速发展,运营商骨干网络的流量规模越来越大,增长速度已经超过了摩尔定律的速度,而传统的扩容方式主要通过增加网络节点和网络层次来实现,这会带来CAPEX和OPEX的飙升。在收入增长缓慢的情况下,运营商的利润空间将日益降低。同时,在业务云化时代,流量模型具有事件性、突发性,需要网络具备灵活调整、快速响应业务变化的能力,给现有网络带来巨大的压力。各大运营商都在积极探索通过SDN/NFV等新技术重构网络架构,基于SDN的“IP+光”协同则是其中骨干网架构变革的目标。

中兴通讯基于ODL开源控制器平台,提出IP+光解决方案,实践SDN在“IP+光”领域的应用,丰富开源ODL的用户场景和技术实践。

现状与挑战:

当前骨干网络采用层叠模型,由IP/MPLS路由器和波分设备共同组成,IP网络解决灵活组网、多点互访的问题,光网络解决大容量、超长距传送的问题,两者技术侧重点不同,解决的问题不同,相互独立。随着业务的快速发展,这种组网模型存在以下几个挑战:

  • 挑战一:跨层业务开通和部署效率低 - 由于IP网络和光网络相互独立,涉及光网络资源调整的业务开通需跨多个管理运维部门协作完成,缺乏统一的协调,导致效率低下。
  • 挑战二:跨层转发效率低,成本高 - 典型IP骨干网需要经过6次转发,中间4次转发的处理过程不产生价值,相反,大量的穿透流量会降低核心路由器的转发效率。随着流量增长,路由器需要不断扩容,产生高昂的扩容成本。
  • 挑战三:多层规划缺少协同,保护规划困难 - 业务映射层次多,涵盖IP/MPLS层、ODU电层和WDM光层,多层规划要能够满足各个层次的性能、可靠性要求。传统网络缺少统一规划工具,规划IP层网络无法考虑光层的SRLG信息,一个光层故障可能导致IP层的多个故障,业务体验差。同时,为了保证业务的可靠性,IP层和光层为业务提供了多重冗余保护,造成大量的资源浪费。
  • 挑战四:网络调整不够灵活,缺乏弹性 - 互联网业务具有事件性、突发性,以业务和用户体验为中心的网络需要实时、动态调整以满足业务突发的需求。现有网络调整不够灵活,难以动态适配流量变化。

中兴通讯基于SDN的“IP+光”协同解决方案

面对上述的诸多挑战,中兴通讯积极探索,借助SDN/NFV新技术,提出面向未来的基于SDN的“IP+光”协同解决方案,为骨干网重构提供新的思路。

总体架构图如下:

统一控制,统一规划

引入层次化SDN控制器,为IP网络和光网络带来集中智能控制系统,大大提升网络的灵活性和开放性。协同控制器(HCO)负责IP网络和光网络的资源协同,通过先进的“IP+光”协同算法,可实现IP网络与光网络的动态协同。

中兴通讯可为运营商提供定制的“IP+光”多层规划工具。该工具可以根据不同的用户策略,自动对IP网络和光网络进行联合规划,输出多层最优路径(包含详细路径和抽象路径)、网络建网总成本、每个层次网络的建网成本及网络部署情况和建议,帮助运营商提高网络带宽和性能的同时尽可能降低承载网的建网成本。同时,通过多层规划工具,可以基于SRLG制定协同保护策略,提升网络可靠性,降低保护风险。

一键开通,极速运维

中兴通讯利用“IP+光”协同,可为运营商构建统一运维系统,实现快速业务开通、网络监控和故障处理。只需要在APP的操作界面上,选定头尾路由器,配置必要参数,然后控制器就会自动激活从L0到L3的业务通道,大大简化了业务部署流程及出错概率。对于故障检测与处理,协同控制器可对海量的告警信息进行归类整理,分析得出根源告警,帮助运维人员快速定位网络故障,并进行相关处理,提升网络的运营效率。

光层直达,成本最优

我们知道,IP网络中的P路由器和光网络设备一样,主要功能均为流量转发,而光网络具有每bit成本低,功耗小,带宽高的特点。通过中兴通讯“IP+光”协同方案,可实现业务光层直达,不经过P路由器,减少路由器流量中转的处理,从而降低整体路由器的资源消耗,提升传送效率。

网随云动,弹性网络

中兴通讯“IP+光”协同可为运营商提供多层BoD功能。对于IP网络而言,光网络整体作为一个资源池,可以按需提供。通过这种方式,IP网络可以真正地去适应业务的变化,不需要再去改变网络的拓扑就可以实现网络优化。网络的带宽可以随业务的需求自动化伸缩,解决网络拥塞、流量不平衡的问题,使整体网络更加富有弹性,满足云时代业务的发展需求。

中兴通讯采用基于ODL的控制器平台,并基于“IP+光”协同场景对部分模块与内容进行了扩展与改进:
1、增加VNTM和UNI Link Manager两个模块用于支持协同算路;
2、扩展PCEP在GMPLS体系架构中的应用;
3、Netconf支持Tapi扩展,丰富“IP+光”应用场景;
4、采用先进集群算法,扩展控制器集群功能,增强控制器可靠性;
5、优化Netconf断链重连问题,当控制器下发Netconf RPC调用时出错,Netconf会话会断开重连,导致其他RPC也不可用,我们的解决方案是RPC调用出错时,不断开Netconf会话,只针对出故障的RPC进行处理,这样就不会影响其他RPC调用。

应用和展望

未来,中兴通讯将持续在“IP+光”领域探索、研究,并积极投身于ODL开源平台项目,为项目贡献力量,SDN带来的多层资源优化、网络能力开放、网络运维简化的优势,将进一步加快基于SDN的“IP+光”协同的商用步伐。


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SDNLAB君 发表于16-12-27
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