基于SDN/NFV 的新型IP 城域網架構及演進研究

冼文杰

（廣西通信規劃設計咨詢有限公司，南寧 530007）

1 運營商IP 城域網的基本現狀及問題

傳統的IP 城域網網絡結果圖分為核心層、業務控制層和大二層交換。

當前的IP 城域具備較為明晰的網層級結構，與此同時還是有許多缺陷與不足需要進一步改進完善，而對網絡結構進行重新構造是其中一個較為優質的解決辦法。

（1）缺乏較強的業務能力與問題處理能力。現有的網絡沒有辦法全方位滿足客戶在業務方面的需要，尤其無法優化業務的時間延遲性問題，沒有辦法適配客戶帶寬與優先級的差異化，再加上新業務需要很長的一段時期才能夠全然得到部署，這些缺陷都無法跟上時代的步伐，也很難推動相關業務的革新。

（2）需要較高的資金成本投入。當前，具有專門用途的網絡設備一直具有較高的擴容成本，成本不足，網絡的建設工作與性能優化都無法得到滿足。

（3）不具備專業的網絡管理能力。傳統的IP 城域網配置無法滿足當前業務的需求，整體而言還未實現自動化，業務配置能力不夠靈活。再加上其動態網絡帶寬往往不具備合適的分配力，甚至無法在網絡情況發生改變的情況之下第一時間調整鏈路帶寬。與此同時，網絡運行維護的響應時間過長，沒有辦法十分迅速地挖掘出當前網絡存在的問題，修復有關問題的速度自然需要更長的時間。

2 IP 城域網的發展思路及調整策略

對于目前的IP 城域網而言，未來必將演變成具備低運營成本的高效率彈性業務網絡。而這一演變必須借助SDN 與NFV 技術，讓IP 城域網更加的智能，實現云化的轉變，進而推動網絡的優化與升級，最大程度上提升網絡的運營能力與服務能力。

一般而言，在規劃IP 城域網時，首先要對IP 城域網的重構進行重新架構，其次智能化其網絡架構、優化其業務能力，提升其管理效率，同時實現整體的云化，推動資源的共享。

2.1 SDN/NFV 的部署

借助SDN 智能化管控系統的引入，用戶的網絡使用體驗能夠得到進一步的優化，云化管理將得以實現，網絡運行維護功能將更加的透明化與可視化，管理功能也能夠與用戶需求得到適配，帶寬也將更加的靈活，數據的傳送過程具備更低的時間延遲性，與此同時，網絡也會更加的安全，用戶的隱私得到進一步的保障。

通過SDN 架構，可以實現北向接口的開放性，推動網絡環境的革新，進而讓網絡軟件能夠具備可以被定義的功能；該架構具備集中式控制器，能夠虛擬化當前網絡所具備的功能，讓一個網絡多種功能成為現實，提高業務創新與優化的速度；SDN 所給出的解決策略是針對端口對端口的有效方案，有利于大型網絡的組織與構建。

NFV 主要是采取虛擬化技術，可以對電信設備內的硬件和軟件進行解耦，將計算機的網絡設備和存儲設備作為基礎，對電信網絡的功能進行全方位的優化，有效的提高維修護理和網絡管理工作的效率，加強系統應有的靈活程度，從而改善通信設備效率低下的問題，加速通信設備的更新換代，使得專用通信設備的建設成本更加具有經濟性。

借助SDN 技術與NFV 技術來對IP 城域網進行全新架構，能夠實現傳統網絡下的控制管理設備云端化，讓傳統設備的分散管理模式轉變成新型的集中管理模式、讓本地管理的模式轉化成遠程管理的模式，從而提高業務調整與業務分配的靈活程度，確保新業務能夠不斷涌現，提升網絡的開放性。進行了重新架構之后的IP 城域網框架參照下圖1的內容，主要由通用交換網絡、SDN控制設備和云化資源池等組成。

圖1 重構后的新型IP城域網架構圖

2.2 網絡的演進策略

（1）vBRAS 的演進策略

在傳統城域網框架之下，BRAS 設備往往具備不少的缺點。首先其建造成本十分不經濟，其次該設備不具備較高的資源使用效率，再而該設備的更新周期較長無法跟上時代。虛擬化BRAS 設備的同時，借助X86服務器，全方位地發揮BRAS 設備的網絡功能，這樣做既能夠顯著降低該設備的建造成本，又能夠提高資源使用的靈活性，提升資源使用效率。

傳統的BRAS 設備要想實現虛擬化具備下述兩種方式：①轉發和控制相統一的方式；②轉發和控制相分離的方式。

前者往往實在標準的X86服務器基礎之上發揮自身的網絡功能，轉發與控制面都被安置在X86服務器之上，而vBRAS 則被當作是一個整體。經過多年的研究與檢驗證明，這種方式容易操作，而且能夠成為現實，不過同時也具備一些缺陷，例如X86服務器不具備較高的轉發能力。

后者則是借助標準X86服務器來讓控制面功能得以發揮，轉發面則需要看所使用設備的種類，依據設備種類又可以劃分出兩條路線，一條為專用轉發面，另一條為通用轉發面。對于前者而言，當前的BRAS 設備能夠實現對通用交換網絡的轉化與架構。對于后者而言，往往借助的設備是通用轉發硬件，例如X86服務器，借助這種方式來進行架構重組能夠實現業務的精細化，優化流量的調控工作。

（2）通用交換網絡的演進策略

以SDN 技術與NFV 技術為基礎重新構建的IP 城域網往往將通用交換網絡看作一張巨大的網，而這網絡之中涉及到的相關設備只起到轉發作用，簡化了設備的功能，設備的建造成本自然顯著降低。要想讓通用交換網絡滿足更高的標準，交織矩陣網絡架構則是一個不錯的架構模式。

這種模式的內部具有十分復雜與相互交錯的鏈路，能夠借助每個網絡節點實現不同層級之間互相連通或者全界面互相連通。具體的架構模式參照下圖2所示的內容。

圖2 交織網絡架構

3 結束語

綜上所述，憑借著SDN/NFV 技術來重新構建IP 城域網對于現如今的網絡運營商而言，既是一個機遇又是一個挑戰。SDN/NFV 技術的出現給IP 城域網重新構建提供了一個全新的方式，借助流量引進、流量監控、流量測量、流量調整、流量取用、策略適配等方式，建造出一個具備彈性的智能化網絡結構，從而全方位地實現網絡服務增值與優化。