省級云網融合架構及系統(tǒng)演進發(fā)展策略研究

孫淳曄 趙秋爽 龐亞南

中國移動通信集團設計院有限公司河北分公司 石家莊 050021

引言

隨著我國云計算發(fā)展進入應用普及階段，企業(yè)上云成為大勢所趨。尤其是從2020年開始，國家把“新基建”作為戰(zhàn)略發(fā)展方向[1]，云網融合已成為新基建時代的重要實踐。

所謂“云網融合”，云就是云計算，網就是通信網。云網融合又可稱為云網一體，云網一體是基于業(yè)務需求和技術創(chuàng)新并行驅動帶來的網絡架構深刻變革，使得云和網高度協(xié)同，互為支撐，互為促進的一種模式。從行業(yè)角度看，就是IC和IT的融合。

云網融合的發(fā)展打造將帶來極高的商業(yè)價值，體現(xiàn)在多個方面：通過構建多云多網融合產品服務能力，滿足差異化客戶業(yè)務需求，加速2B業(yè)務的發(fā)展；提升業(yè)務開通、產品上線的敏捷性，提升客戶體驗；云網融合能力開放，將使能行業(yè)生態(tài)，使能行業(yè)解決方案，構建粘性的行業(yè)解決方案。

在企業(yè)上云市場，運營商是后進入者，面臨來自云服務商等多個維度OTT的激烈競爭，目前來看處于劣勢。但運營商具備強大的基礎網絡能力，擁有遍布全國的光纖網絡資源和大量經驗豐富的一線營銷和運維人員，提供安全、屬地化服務，迫切需要把握住這一機遇，打造具備差異化特色的云網綜合服務，充分借助“云”的觸點能力，充分發(fā)揮“網”的資源優(yōu)勢[2]，打好云網融合攻堅戰(zhàn)，成為抗衡OTT，贏得未來持續(xù)發(fā)展的新手段。

1 行業(yè)分析

對于云網融合，各運營商均做出了較快反應。中國電信推出天翼云，一方面進行了基礎設施方面的動作，一方面進行了適當?shù)慕M織調整；中國移動發(fā)布了移動云；中國聯(lián)通則依托“混改”，在產業(yè)互聯(lián)網基礎上推出了云聯(lián)網及相關云服務產品。

1.1 中國電信

2017年，中國電信確定了“2+4+31+X+O”的全國總體布局，“2”是兩個覆蓋全國的大規(guī)模中央數(shù)據中心；“4”是在京津冀、長三角、粵港澳、陜川渝4個重點區(qū)域部署區(qū)域節(jié)點；“31”是指每一個省都有一個數(shù)據中心；“X”指廣泛分布的邊緣節(jié)點，其部署于離用戶最近的接入層面，實現(xiàn)網隨云動、入云便捷、云間暢達，滿足用戶按需選擇和低時延需求；“O”指的是海外節(jié)點，以布局海外業(yè)務。

在基礎設施方面的動作之外，為了順應云網融合的發(fā)展趨勢，中國電信進行了組織架構調整，正式宣布撤銷網絡運行維護事業(yè)部、企業(yè)信息化事業(yè)部，設立云網運營部(數(shù)據中心)。

1.2 中國聯(lián)通

2018年，中國聯(lián)通推出了包括云聯(lián)網、云組網、云專線、云寬帶、聯(lián)通云盾、視頻智能精品網、金融精品網在內的七大產品，力求通過貼近用戶、跨界部署云資源的方式構建云網融合新生態(tài)。

此外依托自身優(yōu)勢，與業(yè)界主流云服務提供商深入合作，構建了面向政企客戶的線上云網一體自服務平臺——云聯(lián)網系統(tǒng)。目前云聯(lián)網產品已為多個行業(yè)的數(shù)字化轉型保駕護航，客戶涵蓋金融、地產、交通等各行業(yè)，并在許多行業(yè)的重大變革中發(fā)揮了重要作用。

1.3 中國移動

中國移動以對標第一陣營，更高起點規(guī)劃，發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，快速彌補差距，力爭1～2年內建成國內領先云基礎設施為目標。一方面完善資源布局，“N+31+X”三層架構的全網資源布局，加大基礎設施建設規(guī)模；一方面通過“自建+合營”建設模式優(yōu)化全網資源布局，加強自主研發(fā)和產業(yè)合作，并提升IaaS/PaaS/SaaS多樣化產品服務能力，打造具備競爭優(yōu)勢的行業(yè)云解決方案；一方面圍繞企業(yè)客戶構建云寬帶、云專線、云互聯(lián)等優(yōu)質競爭性云網融合產品能力，打造云網協(xié)同，網隨云動的新優(yōu)勢。

2 省級公司云網融合發(fā)展驅動力分析

隨著移動集團層面的云網演進規(guī)劃建設的推進，目前省級層面在開展云網協(xié)同建設，已經具備了省節(jié)點移動云資源池，同時建設了云專網，包括云PE和網PE，初步具備了云網條件，但云網沒有形成可控閉環(huán)，在云網一體化業(yè)務開展方面同時存在以下諸多問題。

1)流程獨立，云網流程存在斷點，協(xié)同效率低，云虛機開通流程與專線開通流程相互獨立，跨系統(tǒng)、跨部門無法銜接及同步，郵件流轉、電話跟蹤，溝通成本高。

2)網絡受限，受限網絡架構，云專線為點到點開通，專線資源占用高、成本高。

3)效率低下，跨地市云專線，開通流程長、自動化程度低。

4)產品固化，現(xiàn)有專線產品類型固定，資費較高，用戶門檻高，銷售策略不靈活。

本文從省級公司實際情況出發(fā)，研究省級公司的云發(fā)展目標，明確省級公司云專網資源配置策略，研究云網界面層、協(xié)同層、管控層的整體架構，包括業(yè)務編排器、SDN控制器的引入策略等，進一步提出分場景的業(yè)務推廣建議，構建公司“云+網+應用”[3]的差異化競爭優(yōu)勢。

3 云網融合架構演進分析

如圖1所示，云網整體架構包括省級公司接入網、云專網(包括云PE及網PE以及之上部署的協(xié)同層、控制層等)以及云資源池，是一個支持多種接入方式，實現(xiàn)“網+云”的全鏈路可控，且能夠實現(xiàn)云網服務的統(tǒng)一開通。

圖1 端到端云網目標架構

3.1 省級公司接入網

云網融合業(yè)務應支持PTN、OTN、PON+VPN[4]接入方式，根據不同的接入方式，設置不同的省級公司落地設備。

1)SPN網

SPN(切片分組網)作為在PTN基礎上提出的新一代切片分組網技術，在物理層、鏈路層和轉發(fā)控制層采用創(chuàng)新技術，主要滿足5G業(yè)務在內的綜合業(yè)務傳輸網絡需要，目前省級公司以實現(xiàn)了由PTN向SPN的演進。對于PTN/SPN云專線，建議在PTN/SPN省干網絡節(jié)點下設置一對落地PTN與網PE對接，實現(xiàn)省級公司業(yè)務匯聚。

2)OTN網

對于OTN云專線，考慮OTN沒有匯聚設備，建議企業(yè)客戶通過OTN專線直接接入云專網的網PE。

3)PON網絡

對于PON+VPN云專線，建議CMNet省網建設一對落地PE與網PE對接，實現(xiàn)省級公司業(yè)務匯聚。

3.2 云專網側

為完成云、網的無縫對接，需要補齊省級公司云網間“跳接控制點”，一方面對接各類接入網實現(xiàn)業(yè)務方式接入，一方面對接資源池實現(xiàn)云能力提供，除云PE、網PE外，還要同步建設業(yè)務編排、網絡編排以及網絡及控制層等模塊，實現(xiàn)業(yè)務、網絡等不同層面的策略控制。

1)業(yè)務編排：主要實現(xiàn)業(yè)務的產商品發(fā)布、業(yè)務在線訂購、敏捷開通等功能。

2)網絡編排：主要實現(xiàn)云專線業(yè)務總體管控、流程編排、協(xié)同調度、資源調度，實現(xiàn)業(yè)務自動開通及靈活調整。網絡編排應實現(xiàn)對異構傳輸網管系統(tǒng)的控制，具備跨廠家的編排能力。網絡編排層接受業(yè)務編排下發(fā)的訂單，協(xié)調各個控制單元，調用各個傳輸網管系統(tǒng)，進行專線開通流程，調用云管平臺啟動云內資源創(chuàng)建流程。

3)云插座控制器：通過Netconf下發(fā)業(yè)務配置,實現(xiàn)網絡基本管理(OMC、拓撲可視、設備配置和管理配置恢復和回退)、業(yè)務配置和北向功能，控制網PE和云PE實現(xiàn)網絡配置，完成云插座兩端網絡的互連，實現(xiàn)PON、PTN和OTN政企專網的自動開通。

3.3 云資源池

云資源池提供基于各類計算，存儲資源的云服務，能夠通過云管平臺實現(xiàn)各類資源的快速創(chuàng)建，并能夠實現(xiàn)與網絡編排的順滑對接。

1)與云專網對接

云專網通過一對客戶專線接入交換機接入省節(jié)點資源池，從而建立客戶VPC內服務器(云專線、云互聯(lián)等連接類服務，對象存儲、云桌面、VMware專屬云等產品)的連接。

2)云資源池結構

云資源池包括運營管理平臺，主要提供面向運維+運營人員的使用界面，實現(xiàn)統(tǒng)一運營、運維管理功能；云資源池管理平臺面向運維人員服務，直接對接各類實體資源，實現(xiàn)統(tǒng)一管理和維護，并向運營管理平臺提供相關信息。

云平臺要向用戶提供一個安全的運行環(huán)境，通過劃分安全域、部署雙層異構防火墻、劃分VLAN/VXLAN、部署WAF、抗DDOS、IPS等安全手段實現(xiàn)對系統(tǒng)安全、網絡安全、業(yè)務安全、業(yè)務數(shù)據安全和內容安全等方面的安全防護。

3)云內業(yè)務規(guī)劃

IaaS類產品：包括計算、存儲、網絡、安全產品；相對高端規(guī)格產品由中心節(jié)點滿足。

PaaS類產品：部署基礎PaaS產品如云數(shù)據庫MySQL、容器產品，以及政企客戶相對需求旺盛但跨資源池實現(xiàn)代價較高的業(yè)務在省節(jié)點資源池部署，其它PaaS產品由中心節(jié)點滿足。中間件、大數(shù)據以及人工智能AI等PaaS平臺產品目前已經在中心節(jié)點試點，后續(xù)根據市場售賣情況逐步向其他中心節(jié)點以及省節(jié)點推廣。

SaaS類產品：SaaS產品以合作引入為主，可以優(yōu)先引入云桌面產品為例，其他產品根據試點售賣情況逐步推廣。

3.4 云網業(yè)務的一鍵式開通流程設計

企業(yè)客戶登錄政企云統(tǒng)一門戶，選擇云網融合業(yè)務，跳轉至云網融合管理平臺，選擇云網業(yè)務類型，輸入客戶信息、業(yè)務參數(shù)，并提交訂單。

業(yè)務編排根據業(yè)務信息，將接入專線業(yè)務信息向網絡編排派單。

網絡編排根據接收到的專線訂單，將訂單信息進行拆分與編排，然后率先調用BSS與ESOP(集團客戶業(yè)務綜合運營平臺)系統(tǒng)下發(fā)入云專線業(yè)務發(fā)放。

根據接入專線類型，網絡編排將請求派發(fā)至不同的網管控制器，從而進一步下發(fā)配置控制信息。

PON/PTN/PON專線開通完成后，ESOP/綜資將工單完成信息回送給網絡編排，網絡編排調用移動云云管平臺，創(chuàng)建云內資源(云主機、云存儲等)。

云內資源創(chuàng)建完成后，云網融合管理平臺將云內網絡和云插座網絡開通工單發(fā)送給網絡編排，網絡編排調用移動云云管平臺完成專線接入交換機與云PE互聯(lián)配置。

網絡編排調用網絡控制器完成云插座MPLS L3VPN創(chuàng)建、網PE VLAN/BGP配置及與云GW互聯(lián)的云PE VLAN及靜態(tài)路由配置。

業(yè)務開通完成后，網絡編排將竣工信息發(fā)送給政企云統(tǒng)一門戶，并由政企云統(tǒng)一門戶同步信息給ESOP/BOSS，啟動計費。

4 省級公司云專網SDN引入策略

當前省級公司的云專網+云內專線及云資源可自動化發(fā)放，省級公司傳統(tǒng)網絡專線業(yè)務依托現(xiàn)有系統(tǒng)流程，如圖2所示。

圖2 SDN與現(xiàn)網并存架構

1)新建網絡：采用新型SDN化智能系統(tǒng)，與網絡編排器對接實現(xiàn)自動業(yè)務發(fā)放及運維，如SPN/5G等。

2)傳統(tǒng)網絡：現(xiàn)有系統(tǒng)逐步實現(xiàn)SDN改造，建議優(yōu)先從PON+城域改造，然后逐步啟動PTN網絡。

3)云網一體化業(yè)務發(fā)放：未完成SDN改造前，系統(tǒng)并存，逐步完成全網的SDN系統(tǒng)升級，實現(xiàn)全網自動化。

5 網絡編排器演進趨勢

5G時代，網絡切片[5]已成為一種行業(yè)專網變現(xiàn)的主要商業(yè)模式。5G行業(yè)專網網絡切片的管理能力是實現(xiàn)5G網絡切片的基礎條件，需要運營、運維和基礎設施各子系統(tǒng)給予必要的支撐。

如圖3所示，省級切片管理系統(tǒng)[6]由二級CSMF(通信服務管理功能)、二級NSMF(網絡切片管理功能)和NSSMF(網絡子切片管理功能)等網元組成，是一個統(tǒng)一編排和管理的系統(tǒng)，實現(xiàn)跨無線、傳輸、核心網的端到端網絡切片的協(xié)同和全生命周期管理。

云網融合中的網絡編排后續(xù)向網絡能力開放(NSMF+)升級，通過建設統(tǒng)一的網絡編排器，提供更加豐富的API接口，實現(xiàn)以5G為代表的切片管理、切片設計、切片資源管理等相應功能，可以提供面向2B切片、園區(qū)等場景的業(yè)務開通、監(jiān)控、網絡保障等方面的能力。

6 未來云網一體業(yè)務發(fā)展分析

云網一體化的最終目的是為客戶提供各類云網產品及服務，系統(tǒng)內主流云網廠商主要以三大運營商為主，系統(tǒng)外主要有騰訊、阿里、華為等廠商，在云網業(yè)務產品的領地上，運營商屬于后來者，發(fā)展的產品種類也以追隨并對標主流廠商產品為主，從而保證自己在該領域的一席之地，目前運營商主要的云網產品有云專線、云互聯(lián)、云寬帶、云聯(lián)網等產品。

未來運營商應充分順應數(shù)字化經濟發(fā)展的潮流，在自研基礎上與業(yè)界專業(yè)廠商開展合營與技術引入等方式的廣泛合作，構建IaaS以我為主，PaaS為我所用，SaaS開放合作的豐富高質量的云產品體系，共同打造產業(yè)生態(tài)。

5G時代，MEC(Mobile Edge Computing)以其高密度計算、大流量和低時延就近部署的優(yōu)勢，已成為運營商發(fā)展5G、2B等客戶高價值業(yè)務的重要戰(zhàn)略和向服務運營轉型的重要突破口，也是構建“云—網—邊”組合一體化服務能力的關鍵環(huán)節(jié)。“云—網—邊”組合的一體化解決方案將最大化運營商優(yōu)勢[7]，也是對運營技術能力、服務能力的一次挑戰(zhàn)。

運營商應充分發(fā)揮自身網絡及資源優(yōu)勢，以MEC[8]為發(fā)力點，構建“網隨云動、云網一體”的智能網絡，促進5G+MEC發(fā)展，深刻理解垂直行業(yè)需求，支持多樣化應用場景，根據MEC部署位置，打造差異化組合解決方案，促進云網融合、云邊協(xié)同，賦能服務“無處不在、觸手可及”，構建差異化競爭優(yōu)勢。

同時，運營商應梳理主流業(yè)務應用，辨析核心技術需求，參考目前業(yè)務需求和成熟度，結合試點與行業(yè)示范經驗，重點布局廣域和局域兩類業(yè)務場景。初期聚焦醫(yī)療、安防、電力、工業(yè)等規(guī)模大、易復制行業(yè)領域，打造“連接+計算”標準產品，重點發(fā)展此類局域邊緣場景業(yè)務[9]；同步探索云游戲、 XR、高清直播等市場大和成熟度高的應用，特別是對帶寬成本和終端算力[10]卸載需求強烈的應用，培育廣域邊緣場景業(yè)務生態(tài)能力。

最后，通過分析客戶群特性及典型業(yè)務需求，提出以“網絡安全+服務運營+生態(tài)”為核心優(yōu)勢構建分場景的解決方案，如表1所示。

7 結束語

企業(yè)上云需求日趨旺盛，以“云+DICT”為引領的數(shù)字化轉型已成為競爭焦點，國家在相關層面也給予了政策支持，運營商層面除了內部因素，更多的面臨外部行業(yè)的競爭與挑戰(zhàn)。值此5G發(fā)展時機，運營商應該抓住機遇，充分借助“云”的觸點能力，充分發(fā)揮“網”的資源優(yōu)勢，打好云網融合攻堅戰(zhàn)，實現(xiàn)“云+網+X”的最終進階。