依托智能管道實(shí)施云計(jì)算數(shù)據(jù)中心帶寬保障

中國(guó)電信江蘇公司云計(jì)算運(yùn)營(yíng)中心 丁晉 李網(wǎng)燦 袁開(kāi)信

依托智能管道實(shí)施云計(jì)算數(shù)據(jù)中心帶寬保障

中國(guó)電信江蘇公司云計(jì)算運(yùn)營(yíng)中心 丁晉 李網(wǎng)燦 袁開(kāi)信

在電商促銷期間，隨著用戶數(shù)、交易額的井噴，越來(lái)越多電商的云計(jì)算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞，嚴(yán)重影響電商客戶的購(gòu)物體驗(yàn)。如何在電商促銷大戰(zhàn)中為電商提供端到端QoS（服務(wù)質(zhì)量）保障成為目前頗受關(guān)注的難題。介紹一種依托智能管道RACS（資源接納控制子系統(tǒng)）架構(gòu)為電商提供端到端QoS帶寬保障應(yīng)用的方案，經(jīng)現(xiàn)網(wǎng)驗(yàn)證，能有效提升電商客戶購(gòu)物體驗(yàn)，從而提升電商客戶的服務(wù)滿意度。

智能管道；云計(jì)算；數(shù)據(jù)中心；帶寬保障

1 智能管道RACS架構(gòu)簡(jiǎn)介

資源接納控制子系統(tǒng)（RACS）是NGN（下一代網(wǎng)絡(luò)）中的一個(gè)重要子系統(tǒng)，TISPAN（電信和互聯(lián)網(wǎng)融合業(yè)務(wù)及高級(jí)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議）和ITU-T（國(guó)際電信聯(lián)盟-電信標(biāo)準(zhǔn)化部門(mén)）對(duì)RACS都有相應(yīng)的規(guī)定。TISPAN中稱為RACS（資源接納控制子系統(tǒng)）；ITU-T中稱為RACF（資源接納控制功能）。RACS架構(gòu)見(jiàn)圖1。

RACS位于業(yè)務(wù)控制平面和傳送平面之間，提供對(duì)傳送網(wǎng)的資源接納控制，它向業(yè)務(wù)應(yīng)用層提供傳送網(wǎng)絡(luò)的抽象視圖，使業(yè)務(wù)應(yīng)用層能夠確定具體的傳送可用性，如網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⑦B通性、資源可用性和QoS（服務(wù)質(zhì)量）機(jī)制等。RACS與業(yè)務(wù)應(yīng)用層和傳送功能進(jìn)行交互，為各種應(yīng)用提供服務(wù)，例如基于SIP（會(huì)話初始協(xié)議）的呼叫、視頻業(yè)務(wù)等，對(duì)NGN傳送資源進(jìn)行控制，包括QoS控制、NAPT（網(wǎng)絡(luò)地址端口轉(zhuǎn)換）/FW（防火墻）控制和NAT（網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換）穿越等。

2 云計(jì)算數(shù)據(jù)中心臨時(shí)帶寬保障

國(guó)內(nèi)電商在舉辦雙十一、雙十二等活動(dòng)時(shí)，均存在大用戶量并發(fā)訪問(wèn)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，造成帶寬不夠、訪問(wèn)體驗(yàn)變差的問(wèn)題。本項(xiàng)目依托RACS架構(gòu)，通過(guò)已部署的策略控制中心，為某電商提供針對(duì)江蘇省內(nèi)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心資源全程全網(wǎng)的端到端業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)保障，滿足該電商業(yè)務(wù)需求，提升該電商客戶的體驗(yàn)與粘性。

根據(jù)對(duì)電商業(yè)務(wù)特點(diǎn)、用戶訪問(wèn)特點(diǎn)以及江蘇電信網(wǎng)絡(luò)的分析，在雙十一、雙十二期間影響用戶網(wǎng)上購(gòu)物體驗(yàn)的主要是下述3個(gè)因素。

2.1 用戶帶寬

目前用戶帶寬不提供針對(duì)特定業(yè)務(wù)的保障服務(wù)，所以用戶接入層帶寬由所有上網(wǎng)業(yè)務(wù)共享，存在接入層擁塞的情況。

2.2 訪問(wèn)該電商門(mén)戶的數(shù)據(jù)流優(yōu)先級(jí)

在骨干網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流，如果沒(méi)有標(biāo)記優(yōu)先級(jí)，則會(huì)與其他業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)資源，當(dāng)骨干資源繁忙時(shí)，該電商業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流可能出現(xiàn)延時(shí)、丟包的情況。

2.3 電商接入的云計(jì)算數(shù)據(jù)中心出口帶寬

當(dāng)大用戶量并發(fā)訪問(wèn)電商位于云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的資源時(shí)，可能存在云計(jì)算數(shù)據(jù)中心帶寬資源不足的情況，從而影響用戶體驗(yàn)。

對(duì)于第一種情況，用戶帶寬提速可在江蘇電信前向策略控制中心發(fā)起提速申請(qǐng)，在本文方案中暫不考慮。本文主要討論依托RACS架構(gòu)，通過(guò)策略控制中心同時(shí)調(diào)整數(shù)據(jù)流優(yōu)先級(jí)和電商位于云計(jì)算數(shù)據(jù)中心出口帶寬兩部分網(wǎng)絡(luò)資源，從而完成該電商在省內(nèi)全程全網(wǎng)保障。

3 數(shù)據(jù)中心帶寬保障應(yīng)用基本原理

依托智能管道RACS架構(gòu)實(shí)現(xiàn)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心臨時(shí)帶寬保障基本原理是，在云計(jì)算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)內(nèi)引入RACS作為全網(wǎng)策略控制中心，通過(guò)RACS與IP設(shè)備綜合網(wǎng)管和地市數(shù)據(jù)中心出口核心交互，根據(jù)客戶提出的臨時(shí)帶寬保障申請(qǐng)，生成動(dòng)態(tài)帶寬QoS調(diào)整策略，動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)地調(diào)整地市數(shù)據(jù)中心核心設(shè)備上客戶接入的物理端口和QoS等級(jí)，滿足電商類、游戲類客戶臨時(shí)突發(fā)帶寬的需求。圖2為數(shù)據(jù)中心臨時(shí)帶寬保障網(wǎng)絡(luò)圖。

云計(jì)算數(shù)據(jù)中心臨時(shí)帶寬保障的業(yè)務(wù)流程如下：

①客戶登錄自服務(wù)界面申請(qǐng)開(kāi)通。電商類客戶登錄云計(jì)算數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)自服務(wù)門(mén)戶，根據(jù)業(yè)務(wù)需求或網(wǎng)絡(luò)情況開(kāi)通相應(yīng)業(yè)務(wù)保障產(chǎn)品；云計(jì)算數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)自服務(wù)門(mén)戶根據(jù)客戶需求，發(fā)起智能提速訂單，包括物理帶寬提升和DSCP（差分服務(wù)代碼點(diǎn)）優(yōu)先級(jí)標(biāo)記調(diào)整，實(shí)現(xiàn)指定時(shí)段（電商促銷期間）、指定端口的提速申請(qǐng)。圖3為客戶登錄自服務(wù)門(mén)戶提交帶寬提升請(qǐng)求。

②策略控制中心下發(fā)提速指令給IP設(shè)備綜合網(wǎng)管。策略控制中心調(diào)用與IP設(shè)備綜合網(wǎng)管的接口，提升電商的云計(jì)算數(shù)據(jù)中心出口帶寬。提速指令包括客戶名稱、IP地址、物理端口信息、初始速率和目標(biāo)速率、DSCP優(yōu)先級(jí)標(biāo)記等。圖4為策略控制中心下發(fā)提速指令給IP設(shè)備綜合網(wǎng)管。

就在這個(gè)創(chuàng)意下，如今的佟慶富在沈陽(yáng)已經(jīng)擁有了一家集養(yǎng)殖、捕撈、包裝、印刷為一體的大型漁業(yè)禮品公司，年產(chǎn)值達(dá)數(shù)千萬(wàn)元。“只要有想法就去做，只要去做就有可能成功——哪怕是像把活魚(yú)裝進(jìn)禮品盒這樣看上去荒唐的事情！”現(xiàn)在儼然已是千萬(wàn)富翁的佟慶富經(jīng)常會(huì)這樣鼓勵(lì)別人。

③策略控制中心下發(fā)提速指令給云計(jì)算數(shù)據(jù)中心核心設(shè)備。策略控制中心通過(guò)COPS（公共開(kāi)放策略服務(wù)協(xié)議）/COA（授權(quán)更改協(xié)議）接口調(diào)用與地市數(shù)據(jù)中心核心的接口，提升客戶的出口帶寬。提速指令包括客戶名稱、IP地址、物理端口信息、初始速率和目標(biāo)速率、DSCP優(yōu)先級(jí)標(biāo)記等。圖5為策略控制中心下發(fā)提速指令給地市核心設(shè)備。

④網(wǎng)絡(luò)側(cè)QoS優(yōu)先級(jí)調(diào)度。地市數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備針對(duì)用戶的數(shù)據(jù)流進(jìn)行QoS優(yōu)先級(jí)標(biāo)記；在業(yè)務(wù)活動(dòng)期間，策略控制中心將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中心帶寬流量，如果帶寬資源消耗達(dá)到告警門(mén)限，平臺(tái)將再次動(dòng)態(tài)調(diào)高數(shù)據(jù)中心帶寬，在活動(dòng)結(jié)束后，自動(dòng)恢復(fù)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心控制策略，并提供統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。圖6為QoS優(yōu)先級(jí)調(diào)度。

4 數(shù)據(jù)中心帶寬保障應(yīng)用現(xiàn)網(wǎng)部署

針對(duì)某電商每年雙十一、雙十二促銷期間大流量臨時(shí)帶寬保障需求，經(jīng)現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試由策略控制中心進(jìn)行云計(jì)算數(shù)據(jù)中心出口帶寬的動(dòng)態(tài)調(diào)整。具體是對(duì)該電商接入的匯聚層SR（業(yè)務(wù)路由器）物理帶寬動(dòng)態(tài)提升、同時(shí)將DSCP優(yōu)先級(jí)標(biāo)記調(diào)高。

4.1 業(yè)務(wù)時(shí)序圖

業(yè)務(wù)時(shí)序見(jiàn)圖7。

1）電商客戶輸入賬號(hào)、密碼等登入數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)自服務(wù)門(mén)戶；

2）電商客戶在界面上選擇云計(jì)算數(shù)據(jù)中心保障功能，填寫(xiě)相應(yīng)提速參數(shù)，點(diǎn)擊提速；

3）數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)自服務(wù)門(mén)戶將提速請(qǐng)求發(fā)送給策略控制中心；

4）策略控制中心從界面獲取提速參數(shù)，將策略發(fā)給IP設(shè)備綜合網(wǎng)管；

5）IP設(shè)備綜合網(wǎng)管根據(jù)接收到的提速請(qǐng)求，下發(fā)修改數(shù)據(jù)中心出口設(shè)備端口速率的指令；

6）數(shù)據(jù)中心出口設(shè)備執(zhí)行修改后的速率配置，提升數(shù)據(jù)中心出口帶寬，并將執(zhí)行結(jié)果返回給IP設(shè)備綜合網(wǎng)管；

7）IP設(shè)備綜合網(wǎng)管將響應(yīng)消息按規(guī)范封裝后，返回給策略控制中心；

8）策略控制中心將請(qǐng)求響應(yīng)返回給數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)自服務(wù)門(mén)戶；

9）頁(yè)面展示此次提速請(qǐng)求的響應(yīng)結(jié)果（提速成功/失敗）。

4.2 業(yè)務(wù)開(kāi)展情況

在雙十一購(gòu)物節(jié)期間，江蘇電信配合該電商對(duì)各地所在數(shù)據(jù)中心出口帶寬進(jìn)行了動(dòng)態(tài)調(diào)整，并將DSCP優(yōu)先級(jí)標(biāo)記調(diào)高。有效幫助該電商應(yīng)對(duì)促銷期間服務(wù)器突增的用戶訪問(wèn)量，保障了用戶能快速、穩(wěn)定的購(gòu)物，與未提速前對(duì)比，用戶訪問(wèn)電商門(mén)戶界面更加流暢，滿意度提升35%。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文介紹的依托智能管道能力實(shí)現(xiàn)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心重要客戶臨時(shí)帶寬保障的方法，該方法通過(guò)RACS與云計(jì)算數(shù)據(jù)中心設(shè)備網(wǎng)管和地市數(shù)據(jù)中心核心交互，按需提升云計(jì)算客戶臨時(shí)帶寬，從而實(shí)現(xiàn)客戶端到端QoS保障。該解決方案對(duì)現(xiàn)有云計(jì)算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)改造小，在保證現(xiàn)有流程不受影響的前提下，能有效實(shí)現(xiàn)電商類、游戲類等客戶帶寬保障。此方法已在江蘇電信云計(jì)算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中規(guī)模部署，經(jīng)評(píng)估，能有效滿足電商類、游戲類客戶在業(yè)務(wù)流量高峰時(shí)對(duì)帶寬的突發(fā)需求，有效改善客戶體驗(yàn)，并且在網(wǎng)絡(luò)側(cè)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化流程、動(dòng)態(tài)部署，有效提升了云計(jì)算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)效率。◆