中國聯通跨域跨網絡的智能化協同方案應用研究

易昕昕，張桂玉，桓一博（.中國聯通研究院，北京 00048；.中訊郵電咨詢設計院有限公司，北京 00048）

1 中國聯通網絡智能化現狀

隨著網絡技術演進及用戶需求的不斷變化，中國聯通近幾年已在著力進行各網絡的智能化改造建設。

中國聯通產業互聯網原為中國聯通承載A 網，用于承載企業用戶的專線業務等，已率先完成骨干網SDN 化改造建設［1］，并成為行業內SDN 應用實踐的典范，為中國聯通提供了具有競爭力的新型互聯網化產品。

另外，中國聯通China169 網絡也正在進行SDN 化改造建設。除了骨干網絡外，中國聯通省內網絡也在逐步實現智能化改造。IPRAN 網絡已在各省建設第三方網管，但各省第三方網管分而治之，目前集團正在建設集團級協同器，用于協同管控各省IPRAN 網絡。傳輸層面的OTN 網絡也正在進行SDN 建設改造，以實現全國OTN 網絡智能化管控、配置自動下發、業務秒級實現的目標。同時，城域網也逐步向智能化方向演進，實現無線、寬帶業務的融合承載和智能城域網的改造建設。

2 跨網絡協同的需求分析

中國聯通基于產業互聯網SDN 應用實踐推出了云網創新業務應用，旨在解決企業用戶跨域組網入云的需求，為用戶提供L3VPN的組網解決方案［2］。

目前，云網業務需求激增，用戶需求多樣化，同時也出現了一些問題，主要集中在以下幾個方面。

a）業務平臺需對接多個系統。為企業用戶提供的端到端組網服務，需同時完成骨干網、接入網及最后一公里的各段實施。目前骨干網與接入網分別管控，業務平臺需分別對接。

b）業務平臺需維護管理多個系統間互通的參數。由于業務平臺需對接多個系統，而這些系統間均有相關業務參數需要互通，這些都需要業務平臺進行維護管理并傳遞。

c）業務發生任何變更，業務平臺都需要調度、協同各個系統或網絡的能力。

這些問題導致業務在開通過程中，出現參數反復傳遞、開通流程繁瑣、開通時間緩慢等情況，極大影響了用戶的產品體驗，也削弱了新型互聯網化產品的業務優勢。

云網業務遇到的這些問題其實是中國聯通跨域跨網絡協同亟需解決的問題。

a）各個網絡的能力碎片化：其實各個網絡都已經完成或正在進行智能化能力建設，但各個網絡提供的能力僅考慮本網絡本域內的業務需求，能力非常分散，因此就會出現云網產品這樣的端到端業務需多方對接、流程繁瑣的問題。

b）IP網和光網各自為政：IP網絡與光網絡有著各自的網絡優勢，兩者結合可實現更為精細與動態的資源調度，使得光傳輸網絡能更好地服務于IP 流量承載［3］，但目前IP網與光網的能力建設各自為政，沒有實現協同整合。

c）系統間多方對接：業務在開通流程中，需對接骨干網控制器、接入網網管系統等，加大了創新業務的實現難度。

d）人工傳遞參數：因省內網絡很多還沒有實現自動化管控及系統對接，目前在業務開通過程中仍存在人工傳遞參數的情況，這將嚴重制約創新業務的智能化服務體驗。

因此，中國聯通需要在各個網絡智能化管控的基礎上，實現跨域跨網絡的網絡協同及能力整合，以實現整體網絡能力的協同、高效及自動化目標。

3 跨網協同的技術方案

3.1 跨網協同總體架構

基于中國聯通目前各網絡智能化協同的需求，本文提出一種跨域跨網絡的智能化協同方案，并結合中國聯通網絡現狀及部署情況，給出了具體的實踐方案。

中國聯通跨網絡協同器為全國一級跨網協同器，在骨干承載網CUII、省內網絡OTN、智能城域網和IPRAN 的各網協同層的建設及能力開放的前提條件下進行開發建設，通過上述網絡部署的協同層進行協同，實現統一的跨網協同能力開發。

OTN、智能城域網、IPRAN 分網部署省級網管/控制器/協同器，直接管理省內設備，實現設備集中維護、配置管理，支撐省內特色需求。

跨網協同的網絡架構如圖1 所示，CUII SDN 控制器管控CUII 網絡設備，同時具備公有云接入的自動化配置能力，IPRAN 協同器基于各省第三方網管系統，進行各地（市）各域的IPRAN 網絡設備配置，OTN 協同器基于OTN 二級控制器，對各地（市）OTN 光傳送設備進行自動管控，智能城域網協同器基于省級控制器對各省智能城域網設備進行配置。

圖1 跨網協同網絡架構

跨網絡協同器對接CUII SDN 控制器、IPRAN 協同器、OTN 協同器、智能城域網協同器，實現骨干網+接入網、IP網+光網的網絡能力協同及自動化管控。

跨網協同系統架構如圖2 所示，跨網協同系統的底層為各個網絡的能力層，中間層為網絡能力的調用及協同層，實現各網絡能力協同，并向上層業務及產品實現能力開放，以支撐各項業務產品或獨立能力的對外運營。

圖2 跨網協同系統架構

網絡能力協同作為核心部分，向下集成各網絡能力，向上支撐創新業務發展。其內部結構又分為能力調用層和能力協同層，其中能力調用由統一的能力調用平臺負責，能力協同由跨網協同器負責，包含資源管理、接口功能、認證鑒權、日志、數據統計以及各系統代理等模塊。

本文提出的跨網協同器是為了實現多種本地網或城域網與骨干網的協同，為跨域組網的接入提供多樣化的智能管控能力。跨網場景涉及骨干網和本地網或城域網的網絡對接及跨域互通，本文結合中國聯通包括智能城域網在內的不同網絡特性，提出了具體的跨域智能選路、端到端QoS及域間資源管理等方案。

3.2 跨域智能選路

智能城域網是新建的新型城域網，與CUII 網絡的對接有多種選擇，包括BGP EPE、BGP LU、BGP SR 等方式。

BGP EPE 可為2 個不同網絡域間的路徑分配BGP Peer SID，Peer SID 通過BGP-LS 協議擴展直接傳遞給網絡控制器。而對于沒有與控制器建立BGP-LS 鄰居的轉發器設備，可以先通過BGP-LS 將Peer SID 信息傳遞給BGP 鄰居，然后再由BGP 鄰居通過BGP-LS 傳遞給網絡控制器。

如圖3 所示，BGP EPE 能夠給對等體分配Peer Node Segment（Peer-Node SID）、Peer Adjacency Segmen（tPeer-Adj SID）和Peer-Set SID。

圖3 跨域智能選路示意圖

Peer-Node SID 用于指示一個對等體節點。每次建立BGP 會話，都會分配Peer-Node SID。當EBGP 鄰居的建立是基于Loopback 接口時，該Peer-Node SID對應多條物理鏈路，針對該鄰居的Peer-Node SID 就會對應多個出接口。

Peer-Adj SID 用于指示到達對等體的一個鄰接。基于Loopback 接口建立的EBGP 鄰居可以對應多條物理鏈路，則每個鄰接都會分配一個Peer-Adj SID，轉發時只能使用指定的鏈路進行轉發。

BGP EPE 對接方案無需規劃Node SID，將BGP EPE 的Peer node SID 作為本地標簽；BGP EPE 負責跨域路由和標簽分配，BGP EPE 標簽本地有效，全局范圍內可以復用；轉發面域內通過IGP SR 標簽轉發，跨域通過BGP EPE標簽轉發。

跨網協同器的方案中，由各網網元進行標簽及網絡拓撲信息上報，各網控制器進行域內路徑計算，并將域內可選路徑信息、跨網連接的標簽Peer SID 及拓撲信息上報給跨網協同器，由跨網協同器進行跨網路徑計算，再將域內的具體路徑信息下發給各網絡控制器，由各網絡控制器下發路徑配置信息等，通過跨網標簽計算實現端到端的跨域智能選路。

3.3 端到端QoS保障

跨網協同器實現業務端到端的QoS保障。結合智能城域網的業務承載類型，同時考慮跨域業務的QoS場景，配合制定智能城域網的具體QoS方案，實現CUII和智能城域網之間的QoS 等級映射，提供端到端的QoS保障能力。

智能城域網根據不同業務承載類型劃分QoS 等級，分網絡控制、網絡控制/信令核心網、移網語音、企業VPN 白金/高級增值、移網數據、企業VPN 金/眾包（網站/大客戶）/普通增值/移網VIP、企業VPN 銀/普通IDC/大客戶專線/IPTV、企業VPN 銅/家庭寬帶/普通專線/默認8級。

對于企業專線業務場景，智能城域網在入口處不信任任何QoS 標記，在入口處加配ACL+流分類+流動作，來區分專線的金/銀/銅業務。然后通過IP 層的DSCP 或VLAN 頭的802.1p 區分，根據流量等級方式進行流分類，并配合流動作，將各等級流量進行重標記。在流量進入CUII骨干網絡時，在CUII入口處剝離智能城域網的重標記頭，根據用戶的QoS 標記進行流分類和流動作。

結合智能城域網和CUII 網絡的不同QoS 規則，制定統一的QoS 等級標記映射規則，智能城域網入口處進行重標記，根據IP 層的DSCP 方式，按照流量等級進行流分類，包括3 級和5 級2 種方式，并導入網內的標識，區分EXP 值。在進入CUII 骨干網絡時，根據用戶的IPP 標識進行QoS 策略分類，采取同樣的3 級和5 級流分類方式，導入相同的網絡EXP標識。

3.4 域間資源管理

目前骨干網資源由集團統一管理，本地接入網由各省分公司分別管理，業務開通又涉及了IP 和傳輸專業等多個專業。跨網協同器收集網絡間對接的全部鏈路信息作為協同器的預連接信息，同時，為了應對后續跨網鏈路的變化，通過采集平臺以自動方式發現不同網絡間的鏈路，實現后期的鏈路變化的自動更新。

同時，跨網協同器可以根據鏈路可用帶寬等參數實現預連接電路的自動選擇，保證多條跨網鏈路之間的資源使用平衡，提高資源使用效率。

跨網協同器實現了骨干網與本地接入網互聯的資源管理，解決了層級、專業的信息壁壘，為智能協同編排提供了數據能力，同時為資源管理的統一化、集約化、智能化提供了基礎。

4 應用分析

跨網協同器為跨域組網的接入提供了多樣化的智能管控能力，提供了IPRAN 網、OTN 網、智能城域網與骨干CUII網絡的協同方案，擴展了CUII網絡的業務智能接入，不僅實現了全國所有地（市）的自動化接入覆蓋，同時支持了IP、光以及新型智能城域網等多種接入方式。

跨網對接需要將各個網絡的智能化能力協同整合，再封裝成統一的網絡能力對外提供。本方案設計的跨網協同能力主要包括資源分配能力、跨網業務能力、業務監控能力。

資源分配能力提供電路資源、對接參數、網絡配置參數等各項資源的分配及指定能力。

跨網業務能力是跨網協同器向外部業務平臺開放的核心能力，包括異步請求狀態查詢能力、跨網業務創建能力、跨網業務刪除能力、跨網業務查詢能力、跨網業務變更能力等，能夠實現一站式調用和多點配置下發。

業務監控能力提供跨網業務創建后的連通性檢測、鏈路時延檢測、業務性能實時監控等能力。

本文提出了基于中國聯通網絡的跨域跨網絡智能化協同方案，旨在實現各網絡智能化能力的協同及整合，可以有效解決當前端到端業務的對接協同問題，同時為以后各項創新業務提供底層跨域網絡協同能力。

跨網協同方案可有效解決現有業務多方對接、工單流轉繁瑣的問題。基于跨網協同方案進行業務開通時，業務系統只需要負責業務訂單創建、計費、出賬及最后一公里的派單等流程，業務系統無需關心網絡側的配置及流程，省去了網絡資源分配、傳遞、各網絡配置協同等工作。

跨網協同方案適用于多種接入場景，如圖4所示，同時可滿足未來新增業務的跨網能力協同，為業務系統提供網絡能力開通、管理、業務監控、流量可視、智能選路等各項智能化的網絡能力。為企業組網、企業入云、企業專線等各種云網協同業務及應用提供了端到端的智能化解決方案［4］。

圖4 跨網協同應用場景

5 結束語

伴隨著中國聯通網絡智能化建設的步伐，基于網絡的創新型業務產品越來越多，對于網絡的要求也越來越高。傳統網絡如何提供智能化、協同、統一的網絡能力，已成為未來網絡建設亟需解決的問題。因此，跨域跨網絡的智能化協同方案將是中國聯通未來的發展方向，也是中國聯通推出各類創新型網絡產品的基礎。