CloudBackbone：加速IP骨干網(wǎng)轉(zhuǎn)型

單彤

人們的生活已逐步邁入“云”時代，未來80%的應(yīng)用將部署在“云”上，因此，云業(yè)務(wù)的載體——數(shù)據(jù)中心（Data Center，簡稱DC）正逐漸成為網(wǎng)絡(luò)流量中心。骨干網(wǎng)作為重要的通信樞紐，不只是連接城域網(wǎng)絡(luò)形成廣域互聯(lián)網(wǎng)，同時也承擔(dān)著大型DC間互聯(lián)（Data Center Interconnection，DCI）的重任。

傳統(tǒng)骨干網(wǎng)在承載云業(yè)務(wù)時面臨諸多挑戰(zhàn)，例如云業(yè)務(wù)要求快速上市、流量隨機(jī)變化難預(yù)測以及不同業(yè)務(wù)需要差異化承載能力等。為了更好地應(yīng)對云業(yè)務(wù)發(fā)展，幫助運(yùn)營商骨干網(wǎng)面向云時代轉(zhuǎn)型，華為提出全新的骨干網(wǎng)解決方案CloudBackbone，旨在以DC為中心構(gòu)建超寬、敏捷、可靠的骨干網(wǎng)。CloudBackbone包含兩個部分：由骨干路由器和傳輸設(shè)備構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)物理層，以及由“智能大腦”網(wǎng)絡(luò)云化引擎（Network Cloud Engine，以下簡稱NCE）實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)控制層。

集群路由器匹配云間流量快速增長

隨著DC間信息互訪、數(shù)據(jù)備份等業(yè)務(wù)需求的增加，DC間流量增長非常迅速，年復(fù)合增長率超過30%。為了滿足未來云業(yè)務(wù)的帶寬訴求，華為發(fā)布了NE5000E 1T 2+8集群路由器，系統(tǒng)容量高達(dá)128Tbps，提升網(wǎng)絡(luò)容量達(dá)到2倍以上，同時華為傳輸設(shè)備可提供320T-640T全光交換平臺，通過OXC全光交叉，匹配OTN大容量，一次部署滿足未來5～10年業(yè)務(wù)發(fā)展，保護(hù)長期投資。

一套NE5000E 1T集群系統(tǒng)可以提供1024個100GE端口，滿足DC間海量100G端口互聯(lián)需求，構(gòu)建全互聯(lián)扁平化骨干網(wǎng)；同時，華為提供業(yè)界領(lǐng)先的400GE端口，與傳送設(shè)備協(xié)同支持端到端400G鏈路，端口傳輸效率提升4倍，大幅簡化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?jié)省光纖鏈路。截止到2017年第一季度，NE5000E集群路由器已在60多個國家和地區(qū)商用部署。

骨干路由器基于最新工藝的Solar5.0網(wǎng)絡(luò)處理芯片，設(shè)備能效比降至0.9W/G，僅為業(yè)界的50%，不但解決機(jī)房能源部署問題，同時大幅節(jié)省運(yùn)營成本。和業(yè)界同等性能的路由器相比，NE5000E 2+8集群滿配1T線卡時，每年可節(jié)省224萬kWh的功耗，少釋放二氧化碳2240噸，相當(dāng)于保護(hù)了6萬平方米的森林。

DCI與DCN端到端協(xié)同自動部署

DC內(nèi)網(wǎng)絡(luò)（DCN）業(yè)務(wù)部署和DC間網(wǎng)絡(luò)（DCI）部署通常由運(yùn)營商的不同部門管理，租戶訴求在不同部門間手工傳遞協(xié)調(diào)周期長，從下發(fā)需求到真正業(yè)務(wù)開通，往往需要數(shù)周甚至數(shù)月的時間，無法滿足云時代業(yè)務(wù)靈活多變的要求。CloudBackbone通過NCE，可以實現(xiàn)DCN和DCI的協(xié)同部署，租戶或業(yè)務(wù)需求在DC內(nèi)和DC間自動傳遞，從用戶需求下發(fā)到業(yè)務(wù)成功部署只需幾分鐘，大大縮短了上市時間，幫助運(yùn)營商實現(xiàn)快速業(yè)務(wù)創(chuàng)新。

在大型DC中通常承載著成千上萬的用戶，這些用戶對網(wǎng)絡(luò)的要求各不相同，例如金融交易有嚴(yán)苛的時延要求，而數(shù)據(jù)備份對帶寬要求高。傳統(tǒng)模式下，不同用戶使用同一鏈路進(jìn)行業(yè)務(wù)承載，相互搶占帶寬，無法保障服務(wù)質(zhì)量。NCE可以將DC內(nèi)云業(yè)務(wù)和用戶要求自動映射到不同能力的VPN隧道中，每租戶每隧道，實現(xiàn)端到端租戶級差異化SLA保障。運(yùn)營商可以根據(jù)不同網(wǎng)絡(luò)能力收取不同費(fèi)用，實現(xiàn)管道增值。

流量調(diào)優(yōu)實時應(yīng)對云業(yè)務(wù)流量變化

云業(yè)務(wù)具有隨機(jī)性，難以預(yù)測，比如DC間虛擬機(jī)隨機(jī)遷移、網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)事件等，都會造成局部鏈路流量突發(fā)導(dǎo)致?lián)砣W(wǎng)鏈路平均利用率不高。傳統(tǒng)流量工程是基于對網(wǎng)絡(luò)流量情況的預(yù)判，無法徹底解決該問題。NCE可以在這種情況下大顯身手。

NCE如同城市的交通指揮中心一樣具有全局網(wǎng)絡(luò)視角，可以收集整網(wǎng)鏈路帶寬使用情況，根據(jù)帶寬均衡策略，重新計算路由，將部分流量或者指定流量由擁塞鏈路疏導(dǎo)至輕負(fù)載鏈路，實現(xiàn)流量實時調(diào)整，帶寬鏈路利用率可提升50%。此外，CloudBackbone還能夠基于時延等因素進(jìn)行流量調(diào)整，VIP業(yè)務(wù)使用低時延鏈路，普通業(yè)務(wù)調(diào)整繞行，保障用戶體驗。目前，流量調(diào)優(yōu)技術(shù)已經(jīng)在中國電信、騰訊等廠商進(jìn)行商用部署。

CloudBackbone還可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)帶寬隨需定制。比如用戶可以根據(jù)業(yè)務(wù)周期性特點(diǎn)，將某一日期設(shè)置為200Mbps帶寬，其余時間保障100Mbps帶寬即可。

支持IP+光跨層協(xié)同規(guī)劃

傳統(tǒng)骨干網(wǎng)中，IP層與光層獨(dú)立規(guī)劃與維護(hù)，鏈路的開通部署需要人工溝通協(xié)調(diào)，一條鏈路開通往往需要數(shù)周時間，而且備份鏈路規(guī)劃相互割裂，導(dǎo)致冗余設(shè)計，資源浪費(fèi)。

CloudBackbone引入IP+光協(xié)同解決方案，通過Super控制器將IP層與光層控制器協(xié)同起來，實現(xiàn)協(xié)同規(guī)劃、協(xié)同保護(hù)、協(xié)同管理維護(hù)等，提升網(wǎng)絡(luò)資源利用率和維護(hù)效率。通過IP層與光層跨層鏈路規(guī)劃，實現(xiàn)物理鏈路規(guī)劃最優(yōu)，比如原保護(hù)鏈路為N∶N模式可變?yōu)镹∶1模式，減少冗余鏈路設(shè)置，降低建設(shè)成本；在多點(diǎn)鏈路故障情況下，IP層很可能由于無法找到恢復(fù)鏈路而導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷，保護(hù)協(xié)同為IP層通過光層鏈路直達(dá)對端提供了可能，提升了整網(wǎng)可靠性。通過Super控制器，IP層與光層鏈路自動打通，開通時間由原來的數(shù)周縮短為分鐘級，大幅簡化運(yùn)維，降低維護(hù)成本。

拉美運(yùn)營商America Movil采用了IP+光協(xié)同方案后，節(jié)省了40%的TCO，還可實現(xiàn)業(yè)務(wù)自動發(fā)放，分鐘級部署。華為IP+光解決方案不僅獲得了用戶的認(rèn)可，還獲得2016年Infovision創(chuàng)新大獎。

使能多業(yè)務(wù)融合、可靠承載

隨著承載業(yè)務(wù)的不斷增多，骨干網(wǎng)需要由單一業(yè)務(wù)承載向多業(yè)務(wù)融合承載轉(zhuǎn)變，以最大化利用網(wǎng)絡(luò)資源，避免重復(fù)投資建設(shè)。CloudBackbone支持將一臺骨干路由器物理設(shè)備虛擬為多個獨(dú)立的虛擬化系統(tǒng)（Virtual System，以下簡稱VS），每個VS邏輯上是一個獨(dú)立的切片單元，可以共享基礎(chǔ)的整機(jī)硬件資源如背板、供電等，但控制平面和轉(zhuǎn)發(fā)平面實現(xiàn)隔離，由每個VS系統(tǒng)獨(dú)享。轉(zhuǎn)發(fā)資源和控制資源可以按照不同業(yè)務(wù)需求進(jìn)行靈活配置，且各VS之間相互隔離互不干擾。

CloudBackbone基于VS技術(shù)可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)切片，用一張物理網(wǎng)絡(luò)虛擬出不同網(wǎng)絡(luò)平面來承載不同業(yè)務(wù)。切片技術(shù)不僅可以幫助運(yùn)營商提升資源利用率，減少網(wǎng)絡(luò)物理節(jié)點(diǎn)數(shù)量，降低建設(shè)成本，同時不同業(yè)務(wù)間控制管理和物理資源隔離，每個網(wǎng)絡(luò)平面可以獨(dú)立管理和升級，由專門的團(tuán)隊來進(jìn)行維護(hù)，專網(wǎng)專用保證網(wǎng)絡(luò)安全可靠，確保用戶體驗。

在掘金云時代的浪潮中，骨干網(wǎng)能否更好地適應(yīng)云業(yè)務(wù)的變化和要求，是運(yùn)營商面向云時代轉(zhuǎn)型成功的關(guān)鍵。華為CloudBackbone解決方案能夠幫助運(yùn)營商打造超寬、敏捷、可靠的下一代骨干網(wǎng)，提升運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的競爭力，最終取得商業(yè)成功。endprint