中国电信陈仲华:SDN/NFV技术在城域网中的实践

大家下午好。前面很多专家也已经提过了关于SDN跟NFV最新的一些进展,其实SDN/NFV这一块在整个中国通信行业里面,大概是从2012年开始,就开始一直有探讨。很高兴看到我们从最一开始的大家在讨论SDN跟NFV到底是什么概念,这个行业到底会怎么玩,到现在我们开始讨论越来越多的场景,包括刚才上午我们北京院的张院长和下午广州院的唐所长这边介绍了整个系统里面进行很多的实践方面的工作。

我这边比较聚焦一些,想谈一下SDN/NFV技术在城域网当中我们所做的一些实践的工作。整个在城域网当中去做这个试验有这么一个过程,我们一开始大概从2013年、2014年的时候开始,我们考虑在边缘,因为我们那个时候判断SDN/NFV的技术相对来说从校园出身,应该从边缘开始做,整个技术适用的场景可能是边缘偏小的场景。到2014年、2015年的时候开始向数据中心这边发展,我们也在数据中心这块,其实中国电信在数据中心这块也做了很多的尝试工作。到2016年,我们也想在数据中心跟边缘基础上能够再进一步推向城域网,也就是更靠近核心的这一块内容。把这个技术运用在城域网当中,我们也梳理了一下到底有没有一些需求。这个曲线是2016年Gartner的新技术发展曲线,里面大概举了二三十个新技术发展的成熟度,我们从这个曲线的分布来说,总结了一下未来业务可能发展的趋势。首先是场景交互类的,也就是说整个环境是需要被感知,更能够跟网络做协同,把内容传输到网络上进行处理。这个代表性的应用包括虚拟现实、增强现实等。在远程控制类这块强调的是低时延控制的功能,这块更多的在智能计算、分析识别,包括手势控制、无人机、车联网等等这些应用上。最后是智能分析类,主要是提供一个大数据的分析,及时反馈给使用者进行智能的交互。基于这三类的分析,我们推测将来的业务对我们网络会有以下三个主要的要求,第一个是极低的延迟,我们推测是双向10ms以下,带宽上,由于将来像高质量的视频、虚拟现实、增强现实业务的发展,可能会带来双向1G以上的带宽的要求。第三是在物联网发展之后,我们判断在边缘的接入场景下会有每户100终端的海量终端接入的要求。

基于这个需求,我们提出了一个城域网演进的思路。我们传统的城域网就像这张图的上半部分画的,是一个云管端的架构,从终端的接入到接入层的OLT或者无线这一块,到业务控制层面,再到上面的感知包括云端处理的平台,这是一个传统的架构,但传统架构可能没有办法满足刚才提出的三个需求。未来我们判断城域网架构可能会是一个分流型的网络,这个分流型网络的概念有一些像上午提的CO重构的概念,有很多应用或者说需要有低时延、大带宽的这些应用,可能会到边缘数据中心的CO机房去实现。基于这个东西,整个城域网将来我们认为会有四个部分的演进。第一块,在接入机房OLT设备,我们希望OLT设备能够具备虚拟化和分片及SDN功能,这块具备以后,有助于我们对业务的分类,也有助于我们对业务差异化的处理。第二块是比较核心的,真正要把一些应用的流量或者有需求的流量分流到边缘数据中心来处理,达到一些比如说刚才提的这三个方面的要求。第三块,Co机房本身构造的问题,这块也牵涉到像上午有些专家提到的spine-leaf fabric这个架构。第四块是采用OSGi架构,这是现在我们这个阶段所能打倒的设想。为什么用OSGi架构实现业务的弹性部署,因为在Co机房本身是小范围的机房,比如端局这边,整体服务器的能力或者机架的能力不会很强,在这种场景下或者资源受限的场景下怎么做相关的应用,其实需要有一些额外的考量,至少从网络技术角度来说是没法解决的,所以考虑用一些OSGi架构后实现远程的弹性部署,把真正需要高质量服务跟高带宽服务的部分能够弹性部署到边缘数据中心,来达到更好的效果。

关于OLT设备的演进,我们目前做了几个方面的事,第一个方面是基于转控分离,部分OLT的管理控制功能进行云化,通过软件来实现,统一的管理接口/信息模型,缩短心功能和新技术的引入周期。第二块做网络虚拟化切片,这块也有比较现实的应用,支持全业务承载的同时还能差异化批发。第三块是隧道专线VXLAN的实现,这块也是在基于OLT设备去实现它的上连端口VXLAN的封装,通过这个方式能够实现城域专线的部署。当然这个跟我们的VPN也可以实现对接。在接入的OLT设备的演进过程当中,我们梳理了一下OLT设备整个的形态,我们把能够通过软件能够通过YANG模型的给抽象出来,这块在将来能够逐步通过虚拟化或者软件这种是来实现相关的功能。第二块是基于分流技术来实现边缘数据中心的流量处理,所谓分流技术,目前我们的研究或者我们相关的实验也做了四个方面的分流,第一个是传统物理的BNG,也就是BRAS、SR方向的分流,这块上连会到传统的物理的BRAS和SR设备,将来新技术部署以后,可能需要跟老的网络做一个结合。第二个方向,边缘数据中心的vBNG方向,这块实现了之后,能够通过分流面来实现转控分离。第三块是边缘应用方向的分流,包括流量能够根据目的App的位置,根据各类不同的协议栈,根据各类不同网元的要求,根据SDN调动来做一个流量流向的控制。最后一个是internet方向,这部分流量我们会直接进行转发,也不需要做额外的处理,或者说在其他方面要去做处理,我们也是在边缘这边直接进行转发。右上角这个图是四个方向上一个协议栈的情况,包括不同的封装,包括不同协议的要求,里面用到了VXLAN的技术也用到了SDN流表控制下发,也用到不同协议的处理。

刚才说到边缘数据中心协议栈转发和数据分离的处理装置,主要的协议是PPPoE的协议,我们现在上网的用户都是采用PPPoE拨号来的,有一个发起点和隧道终结点,如果隧道终结点不去做处理,它都会在同一个点来完成,说白了,如果你采用vBNG技术,所有流量都会在vBNG这边来处理。一个方面处理的能力有待提升,第二个,即使提升之后,它的成本也是有待考量的,这块我们还是做了协议栈的处理。经过这个处理以后,PPPoE整个的协议会被打散成为两大块,第一块是PPPoE的信令,包括PPPoE本身的四个信令,包括它上层的PPP的LCP这块协议的处理。剩下的信息是作为直接转发或者后期处理的单元的要求。转发到后面的处理的内容还存在一个,我要根据它的IP地址来做一个分流的转发,这块尤其是到IP处理的报文。整体来说,我们在转发面上户有两级一级是做PPPoE隧道代理,第二级是实现IP分开报文分流,运用这些技术,包括我们采用了一些比较通用的控制协议,包括OVSDB的静态流表,包括OFP1.3的动态流表。同时我们在业内跟一些主流的厂商也已经有一些合作了,包括中兴、华三等等这些公司,这些公司也是在他们的主流设备上去实现这些相关的功能,通过商用版本的开发,也希望能够推动业界的发展。

在边缘数据中心也就是Co这块的组网技术,我想分两块讲,一块是本身Co机房内的组网技术,Co机房内这块我们也是关注在整个应用能够在Co机房里更好的分布,更或的调,Co机房采用leaf-spine的架构。在边缘数据中心之间,我们怎么去组网这块,目前存在不同技术的,而且这个技术的抉择也是有待于在后期引进的技术来看,同时技术的引进对我们前面说的分流设备的设计存在一些变数。总体来说,在城域这块组网的技术主要分为两大类,一类是基于SDN控制器的技术来组建,所有转发的流表都是通过SDN控制器来集中管理、统一下发。第二种是采用类似于类似于BGP/EVPN方式。另外一个方面,整个城域这张大二层网组建起来,也可以给边缘用户的混合云这块的业务来做一个实践,这块我们也开发了一个混合云政企的网关,刚才联通的同事也提到了关于混合云的这块,我们这里面做了一块比较有特色的内容,基于VXLAN隧道的技术认证机制,我们在这里面沟通了VXLAN接入的流程,把它嵌入到现网的流程当中,去做接入的VXLAN隧道的接入认证。

关于应用部署技术,我们目前在实验室已经建设了一拖容器云的平台,为什么会考虑到容器云这一块,也是从整个Co资源的局限性来看的,因为Co本身的资源,如果你采用比较主流的技术,你大概会发觉你的虚机能力不过几百个,对于整个应用来说是远远不够的,基于VM的部署方式可能资源会比较浪费。我们希望在边缘这一块能够基于Docker技术或者其他技术来做资源使用率的提升。

前面说了那么多,其实是想将来的业务怎么去实现。我这边举了一个例子,不一定恰当,设想将来有一种视频的服务,它是通过VR和AR的方式提供的,也就是通过虚拟化眼镜的方式提供的。整个流程会这样,用户侧会有一个VR眼镜,我的要求就是在这个VR场景里嵌入我的视频,这个时候VR使用者就会像ICP发送请求,访问视频的业务,你把这个视频的内容发送给我,同时你编排计算场景里的这个视频放在什么位置、什么角度。ICP提前会把一些资源部署到边缘数据中心,把一些计算的软件、模块部署到我们的边缘数据中心,同时也把视频的内容注入到存储里。当用户发起这个信息之后,ICP应用回给用户的最后真正去访问这些视频和场景的地址会是边缘数据中心的地址,在边缘的分流设备上可能就会捕获这些地址,基于这些地址的判别,会把流量导到边缘数据中心。通过这种方式,其实我非实时的业务访问还是通过internet访问的,但是实时的业务可能在边缘数据中心提供了,这样的场景下希望能够满足大带宽、超低时延业务的需求,为用户真正能够提供一些比较有趣的应用。

最后说一下进一步优化的方向。在接入网的优化,我们判断将来希望能够做的是云资源池的进一步下沉。刚才说的三个指标,我们认为还只是一个入门的指标,现在移动MEC提的指标是1ms的延时,这个对网络来说是非常有挑战性的事,将来云资源池是不是能下沉到接入机房,将来接入机房的资源能不能做到固移融合,都是需要考量的事。分流技术的优化,一个是需要设备本身还是需要YANG模型的优化,第二个,分流本身有个矛盾的地方在它的流表的容量和转发能力方面其实矛盾,我们希望在这个里面能够引入一些P4的白盒技术,解决大表项与高带宽的矛盾。第三个是基于SFC classify的分流技术演进,我们对SFC classify前面的分类器这块比较感兴趣,将来是不是能对这块实现或者提升我们的分流技术,一步到位把流量定位到应用去。边缘数据中心涉及到东西向、南北向组网的问题,解决边缘数据中心中VNF网元的测量、监控等问题,真正能和测量、监控做得非常清晰的或者能把网络侧的问题和应用侧的问题能够真正区分开的,相对来说还是非常少。最后一块是应用不属于新运营模式,第一块是实时弹性部署,因为应用场景实在太复杂,本身的效率有待提升,甚至将来可能会有新的技术。第二块是新的运营模式当中的授权、计费、运维等系统的开发,能够使这个技术真正运维起来。

我的分享就到这里,谢谢大家。


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SDNLAB君 发表于17-02-24
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