網絡架構的“革新運動”:如何提速升級寬帶?
發布時間:2015-01-14 責任編輯:echolady
【導讀】不如2015年,我國的網絡架構也出現了創新,傳統網絡麵臨更新換代。現如今,軟件定義網絡SDN、網絡功能虛擬化NFV等成為熱點,電信核心網絡和光傳送網麵臨全速升級。那麼問題來了,如何提速升級寬帶?
網絡架構麵臨深層次調整
在互聯網應用劇烈衝擊電信業的2014年,電信網絡開始從體係架構層麵深層調整,這可以說是很多年來核心網的一次意義深遠的轉型。傳統電信網采用“煙囪式”架構,一個網絡對應一項業務。而電信業務的互聯網化,要求網絡相比原來的體係,應該更加開放、linghuobingyuyewujinmijiehe,wangluoyinyewuxuqiuerbian。guoqushiwangluotigongyewu,weilaishiwangluoshiyingfuwu。zaizheyijinchengzhong,kaifanghuahexunihuadesixiangguanchuanqizhong。
從傳統意義上來說,電信網絡具有極高的可靠性,這是通過專用硬件、專用操作係統、專用軟件來保證的。架構在專用係統上的網絡的開放性和靈活性都受到很大的限製,首先,在設備上新增功能非常困難;其次,改變設備的部署結構也比較困難。隨著硬件、jichuruanjiannenglidetishenghetongyonghua,zhuanyongshebeideyingjianshengjihekaifangxingdequexianzaihulianwangshidaibeizhujianfangda。youyuwangluodeluojiguanxitongchangzhijiebiaoxianzaiwulilianjieshang,hennanmianduikehuduoyanghua、經常改變的需求。
近幾年來,尤其是在2014年,軟件定義網絡技術迅速發展和走向成熟,在這種模式中,隻需要將通用網絡資源互相連接,而訪問控製、資源分配、組(zu)網(wang)邏(luo)輯(ji)全(quan)部(bu)通(tong)過(guo)軟(ruan)件(jian)來(lai)控(kong)製(zhi),這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)核(he)心(xin)網(wang)絡(luo)可(ke)以(yi)和(he)上(shang)層(ceng)應(ying)用(yong)完(wan)全(quan)解(jie)耦(ou),也(ye)可(ke)以(yi)同(tong)時(shi)為(wei)多(duo)種(zhong)不(bu)同(tong)應(ying)用(yong)提(ti)供(gong)服(fu)務(wu),無(wu)須(xu)進(jin)行(xing)物(wu)理(li)層(ceng)麵(mian)的(de)修(xiu)改(gai)。軟(ruan)件(jian)定(ding)義(yi)的(de)價(jia)值(zhi)在(zai)於(yu)將(jiang)上(shang)層(ceng)業(ye)務(wu)邏(luo)輯(ji)與(yu)底(di)層(ceng)物(wu)理(li)架(jia)構(gou)解(jie)耦(ou),使(shi)多(duo)種(zhong)不(bu)同(tong)需(xu)求(qiu)的(de)業(ye)務(wu)可(ke)以(yi)運(yun)行(xing)在(zai)完(wan)全(quan)相(xiang)同(tong)架(jia)構(gou)的(de)體(ti)係(xi)之(zhi)中(zhong),從(cong)而(er)適(shi)應(ying)雲(yun)時(shi)代(dai)對(dui)網(wang)絡(luo)的(de)新(xin)要(yao)求(qiu)。
網絡設備軟件化,很大程度上改寫了傳統電信製造行業的遊戲規則。網絡設備軟件化有兩個層次:一個主要麵向三層及以下網絡,通過在標準的ASIC處理芯片上增加可編程的處理規則來實現,這方麵的代表技術主要是SDN技術。另一個層次主要麵向網絡的4~7層,特別是需要計算資源比較多的網元,將各種網元變成了獨立的應用,可以靈活部署在基於標準的服務器、存儲、交換機構建的統一平台上,這樣軟硬件解耦,每個應用可以通過快速增加或減少虛擬資源來達到快速縮/擴容的目的,從而提升網絡的彈性,這方麵的代表技術是NFV技術,技術基礎就是目前IT業界的雲計算和虛擬化技術。
電信網絡的架構體係調整是一個漫長的過程。市場研究機構Ovum在2014年nian中zhong調tiao查zha了le電dian信xin行xing業ye多duo個ge層ceng麵mian的de高gao管guan,主zhu要yao內nei容rong是shi電dian信xin網wang絡luo轉zhuan向xiang以yi軟ruan件jian為wei中zhong心xin的de變bian化hua。調tiao查zha發fa現xian,高gao管guan們men的de意yi見jian比bi較jiao一yi致zhi,這zhe種zhong轉zhuan變bian為wei運yun營ying商shang的de采cai購gou和he網wang絡luo運yun營ying帶dai來lai了le巨ju大da挑tiao戰zhan。電dian信xin運yun營ying商shang及ji其qi供gong應ying商shang一yi致zhi認ren同tong網wang絡luo轉zhuan向xiang軟ruan件jian中zhong心xin化hua的de趨qu勢shi不bu可ke避bi免mian,這zhe是shi一yi件jian好hao事shi,但dan過guo程cheng需xu要yao花hua很hen長chang的de時shi間jian。電dian信xin運yun營ying商shang的de網wang絡luo規gui模mo相xiang當dang龐pang大da,再zai加jia上shang員yuan工gong接jie受shou新xin知zhi識shi以yi及ji以yi往wang的de運yun營ying慣guan性xing,這zhe些xie因yin素su都dou會hui影ying響xiang商shang用yong時shi間jian表biao。和he以yi往wang電dian信xin運yun營ying領ling域yu的de很hen多duo技ji術shu變bian革ge一yi樣yang,實shi現xian這zhe個ge目mu標biao需xu要yao產chan業ye鏈lian各ge環huan節jie的de共gong同tong努nu力li。不bu過guo,至zhi少shao在zai2014年我們看見變革的速度正在加快。
核心網路由亟待升級
近幾年,電信核心網絡正在快速變革,高清、超高清視頻以及不斷豐富的P2P應用帶來了越來越多互聯網的IP流量;4G網絡的發展,層出不窮的各種移動互聯網應用,正導入越來越大的流量。中國移動統計顯示,4G單用戶月均流量就比3G增長了近百兆,這一數據還隨著用戶習慣改變而不斷攀升。此外,大數據、物聯網的發展,使得企業和個人越來越依賴網絡工作和生活,甚至有預測稱,到2020年,流量將達到現有流量的一千倍。所有這一切都在敦促運營商重新思考和升級IP核心路由。
貝爾實驗室近期針對歐洲某一線運營商的研究表明,下一代核心路由平台在IP核心網絡升級中扮演了關鍵角色。該運營商所管理的是一個擁有超過100個局點的多級、雙平麵IP核心網絡,麵臨著三個方麵的挑戰:IP核心網絡鏈路和節點容量未被完全利用;IP核心網絡運營成本高;即將對IP對等點取消管製,這將極大增加流量並改變IP核he心xin的de流liu量liang模mo型xing。為wei應ying對dui這zhe些xie挑tiao戰zhan並bing實shi現xian削xue減jian成cheng本ben的de目mu標biao,運yun營ying商shang邀yao請qing貝bei爾er實shi驗yan室shi幫bang助zhu其qi製zhi定ding容rong量liang和he成cheng本ben優you化hua策ce略lve。在zai經jing過guo詳xiang細xi分fen析xi後hou,聯lian合he工gong作zuo組zu提ti出chu了le三san個ge策ce略lve。
策略一:提升鏈路利用率
提升鏈路利用率將幫助運營商管理高負荷網絡並節省傳送成本,而僅對最大限度(BE)流量的QoS造成微弱影響。關鍵流量受到保護,不會被影響。研究發現,運營商可實現不同程度的整體鏈路利用率優化目標:從50%到67%,節省了23%的傳送成本,僅影響12%的最大限度流量。從50%到80%,節省了30%的傳送成本,僅影響18%的最大限度流量。
策略二:減少IP核心節點的數量
減少IP核心網絡中骨幹節點的數量將幫助運營商節省CAPEX.同時,在滿足業務可用性的前提下,還有助於節省空間和能耗。研究發現,IP骨幹節點數量從100個減少至40個時,將為運營商帶來:5年內路由器CAPEX節省23%,5年內路由器空間和能耗節省48%.
策略三:采用下一代核心路由平台
采cai用yong下xia一yi代dai核he心xin路lu由you平ping台tai,將jiang為wei運yun營ying商shang提ti供gong更geng具ju擴kuo展zhan性xing和he有you效xiao的de傳chuan送song。研yan究jiu發fa現xian,運yun營ying商shang越yue早zao向xiang新xin平ping台tai遷qian移yi,其qi長chang期qi的de整zheng體ti擁yong有you成cheng本ben就jiu越yue低di。在zai未wei來lai五wu年nian內nei,新xin的de路lu由you平ping台tai在zai大da多duo數shuIP核心站點僅需占用一個機架的空間,而采用傳統路由器則需持續添加新的機架,這就使工作部署周期大大縮短,維護成本降低。
下一步,IP骨幹網核心路由器向大容量、高密度和低功耗方向持續演進。傳統的路由器集群中廣泛部署的POS接口逐漸被低成本的高速以太接口替代。現有IPluyouqixiankadeguangshoufayuanjianjitiaozhiqichicunyuanyuandayudianluyuanjian,yincinanyitishengxiankadejiekoumidu。tongguozaidankuaiweixingxinpianshangjichengguanghedianziyuanjian,guiguangzijishunenggourangluyouqixiankahuodegengdamidudeI/O帶(dai)寬(kuan)。同(tong)時(shi),由(you)於(yu)光(guang)路(lu)的(de)耗(hao)電(dian)量(liang)大(da)幅(fu)下(xia)降(jiang),矽(gui)光(guang)子(zi)技(ji)術(shu)也(ye)降(jiang)低(di)了(le)係(xi)統(tong)的(de)整(zheng)體(ti)功(gong)耗(hao)。可(ke)以(yi)預(yu)計(ji),帶(dai)有(you)矽(gui)光(guang)子(zi)芯(xin)片(pian)的(de)模(mo)塊(kuai)化(hua)路(lu)由(you)器(qi)將(jiang)大(da)幅(fu)提(ti)升(sheng)互(hu)聯(lian)網(wang)速(su)度(du)。
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光傳送網走向“彈性化”
如果說移動互聯是信息通信業發展的引擎,那麼光通信就是行業的支柱。隨著寬帶中國戰略的出台、固定寬帶和移動寬帶飛速發展、光進銅退的步伐穩步向前,高速光傳輸和移動回傳網絡建設需求日漸旺盛。在傳送網帶寬能力不斷提升的過程中,新的挑戰也隨之出現:移動互聯、雲計算等新型業務使承載網需求不斷變化,原有光通信傳輸體係過於“僵硬”,難以快速應變。由此,采用IT化、軟件化思路和架構的軟件定義光傳輸技術正在給寬帶傳送網帶來新的活力。
來lai自zi移yi動dong互hu聯lian和he固gu網wang寬kuan帶dai迅xun猛meng增zeng長chang的de流liu量liang,呈cheng現xian出chu與yu以yi往wang不bu一yi樣yang的de特te征zheng,那na就jiu是shi動dong態tai變bian化hua和he不bu可ke預yu測ce。幾ji年nian前qian,全quan球qiu運yun營ying商shang已yi經jing開kai始shi大da規gui模mo升sheng級ji傳chuan輸shu網wang絡luo,骨gu幹gan網wang傳chuan輸shu技ji術shu從cong10G、40G升級到100G.此輪升級中很大一部分屬於剛性升級,即新建100G的光傳輸網,然而,這隻是暫時緩解了網絡流量增長所帶來的壓力。從未來的發展看,傳送網需要的是靈活、可擴展並具有向SDN平滑演進的能力,即彈性光傳輸網。靈活的光傳輸網可以與IP網絡很好地協同工作,減少網絡的層次和複雜度。這樣可以幫助運營商快速交付高性能、按需申請和應用驅動的網絡業務。同時,采用多種技術、多種業務能力的架構,可以幫助運營商通過一個統一的平台提供商業批發、移動回傳、有線電視、數據中心互聯和行業市場應用等多種業務。
因yin此ci,為wei降jiang低di每mei比bi特te成cheng本ben,提ti高gao傳chuan輸shu效xiao率lv並bing適shi應ying多duo種zhong業ye務wu的de需xu求qiu,迫po切qie要yao求qiu基ji於yu光guang纖xian的de波bo分fen管guan道dao具ju備bei彈dan性xing調tiao整zheng的de能neng力li,並bing將jiang控kong製zhi功gong能neng從cong網wang絡luo設she備bei中zhong分fen離li出chu來lai,提ti升sheng網wang絡luo的de靈ling活huo性xing。這zhe樣yang可ke以yi讓rang運yun營ying商shang聚ju焦jiao到dao網wang絡luo的de管guan道dao和he資zi源yuan,而er不bu必bi太tai多duo關guan注zhu設she備bei的de物wu理li硬ying件jian,這zhe將jiang大da大da降jiang低di客ke戶hu的de運yun維wei成cheng本ben。由you此ci,光guang傳chuan送song網wang應ying具ju備bei彈dan性xing管guan道dao、動態帶寬、可ke編bian程cheng三san大da特te性xing,使shi網wang絡luo資zi源yuan能neng夠gou實shi現xian精jing細xi化hua管guan理li。網wang絡luo可ke編bian程cheng就jiu意yi味wei著zhe可ke以yi使shi網wang絡luo根gen據ju需xu求qiu而er改gai變bian,傳chuan送song網wang的de可ke編bian程cheng能neng力li和he特te征zheng是shi以yi組zu件jian的de可ke編bian程cheng能neng力li為wei基ji礎chu,從cong而er使shi得de節jie點dian設she備bei具ju備bei靈ling活huo的de可ke編bian程cheng特te性xing。
不過,這樣的體係雖然可實現全網的集中管控,但也可能導致網絡生存性、安全性、可擴展性降低,且對不同廠家、butongbanbenshebeidetongyijizhongguankongdoujiangmianlintiaozhan,yinci,wenbutuijinshifenzhongyao,youqishiyaobaozhengwangluoyanjindepingshunxing。congxianjieduankan,kebianchengguangwangluokeshide100G網wang絡luo向xiang更geng高gao速su率lv平ping滑hua演yan進jin,這zhe不bu僅jin可ke以yi幫bang助zhu運yun營ying商shang從cong容rong應ying對dui雲yun時shi代dai快kuai速su增zeng長chang的de數shu據ju流liu量liang,而er且qie還hai能neng在zai平ping滑hua升sheng級ji承cheng載zai網wang時shi保bao證zheng業ye務wu穩wen定ding和he保bao護hu用yong戶hu的de投tou資zi。
光纖接入普及迎來“新常態”
無線資源是有限的,有線資源是無限的。在4G網絡建設如火如荼進行的同時,以光纖接入為代表的固網寬帶建設也在持續向前推進。經過前幾年的快速發展,光纖接入普及也步入了“新常態”,從(cong)關(guan)注(zhu)數(shu)量(liang)逐(zhu)漸(jian)轉(zhuan)化(hua)為(wei)更(geng)加(jia)注(zhu)重(zhong)質(zhi)量(liang)。運(yun)營(ying)商(shang)在(zai)建(jian)設(she)高(gao)質(zhi)量(liang)光(guang)纖(xian)接(jie)入(ru)網(wang)時(shi),致(zhi)力(li)於(yu)不(bu)斷(duan)升(sheng)級(ji)用(yong)戶(hu)的(de)寬(kuan)帶(dai)體(ti)驗(yan),積(ji)極(ji)探(tan)索(suo)如(ru)何(he)讓(rang)寬(kuan)帶(dai)網(wang)絡(luo)更(geng)好(hao)地(di)促(cu)進(jin)企(qi)業(ye)自(zi)身(shen)的(de)健(jian)康(kang)發(fa)展(zhan)。
到2014年,工業和信息化部會同相關部委已經連續三年組織實施了寬帶普及提速工程。2013年“寬帶中國”國家戰略的正式發布,為光纖接入市場注入了充沛動力。“寬帶中國”戰略將寬帶網絡明確定位於“經濟社會發展的戰略性公共基礎設施”,全麵製定了到2020年我國寬帶基礎設施發展的指導思想、基本原則、發展目標、技術路線和發展時間表、重點任務和政策措施。根據“寬帶中國”戰略確定的技術路線,我國將按照高速接入、廣泛覆蓋、多種手段、因地製宜的思路,推進接入網建設。進入2014年,全國各省市陸續發布“寬帶中國”戰略實施方案,首批39個“寬帶中國”示範城市創建方案也於今年公布,光纖接入網建設進一步提速。
據工信部公布的最新數據,截至2014年11月底,我國8M以上寬帶用戶規模近8000萬,1月~12月,三家基礎電信企業互聯網寬帶接入用戶淨增1175.1萬戶,總數達到2.01億戶。在政策的大力支持下,電信企業與廠商積極配合加快推動光纖接入走向普及。截至2014年11月底,我國光纖接入FTTH/O用戶達到6507.2萬戶,比上年末新增2425萬戶,占寬帶用戶總數的比重達到32.4%.預計全年新增光纖到戶覆蓋家庭將達到7000萬戶。
2014年,電信企業與華為、中興、深圳科信等廠商合作,在智慧經營、農村FTTH等deng領ling域yu積ji極ji創chuang新xin,建jian設she了le高gao質zhi量liang的de光guang纖xian接jie入ru網wang,推tui出chu了le豐feng富fu的de寬kuan帶dai應ying用yong,使shi寬kuan帶dai網wang絡luo在zai惠hui及ji廣guang大da用yong戶hu的de同tong時shi也ye為wei企qi業ye自zi身shen的de發fa展zhan提ti供gong了le新xin的de能neng量liang。
按照“寬帶中國”戰略的要求,到2015年要基本實現城市光纖到樓入戶、農村寬帶進鄉入村,固定寬帶家庭普及率達到50%,行政村通寬帶比例達到95%,學校、圖書館、醫院等公益機構基本實現寬帶接入。城市和農村家庭寬帶接入能力基本達到20Mbps和4Mbps,部分發達城市達到100Mbps.日前召開的全國工業和信息化工作會議將實施寬帶中國2015專項行動,創建寬帶中國示範城市列為2015年主抓的重點工作。2015年,光纖接入網發展將踏上新的征程。
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