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云POP,運營商業務轉型的關鍵

來源:智匯工業

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所屬頻道:新聞中心

關鍵詞:云POP 互聯網 云計算

        在用戶為“王”的互聯網時代,各互聯網廠商紛紛搶占業務入口,爭奪用戶資源,如推出面向家庭用戶的智能路由器。但無論廠商在終端上如何爭奪,在網絡管道上都會終結在城域網POP(Point Of Presence,即網絡服務提供點或局端)入口,運營商占據著天然的地利,但傳統POP存在的種種問題,使得運營商局限于在網絡管道提供商。因此,構建具有互聯網基因的云POP,把握入口優勢,掌控客戶資源,成為運營商業務成功轉型的關鍵。

     

        虛擬化、云計算、移動互聯網等技術的興起和成熟,帶來了新的業務交付方式,也改變了舊的商業創新模式。在這一變革中,互聯網廠商充分發揮了新技術的優勢,靈活創新、快速交付,為用戶提供了豐富的業務和良好的體驗,在市場競爭中優勢越來越大,而電信運營商卻逐步變成了單純的網絡管道提供商,面臨著越來越大的競爭壓力。

     

        為適應互聯網業務的飛速發展和市場競爭,運營商需要引入互聯網模式,采用虛擬化、SDN、NFV等新技術,對整個網絡架構進行革新。

     

        一、城域網POP的問題和需求

     

        在以提供網絡管道為主要運營模式的傳統運營商網絡中,城域網POP點的BRAS(Broadband Remote Access Server,即寬帶遠程接入服務器)、MSE(Multi Service Edge,多業務邊緣設備)、或SR(Service Router,即業務路由器)等設備都是由專屬設備組成的,雖然能基本滿足寬帶業務運營需求,但很難快速響應業務靈活部署的需求。

     

        1.設備的控制和轉發能力不匹配,現網BRAS、SR等設備的控制平面多存在瓶頸,很多廠商的設備轉發都能到40G、100G線速,宣稱用戶數能到3萬~6萬,但實際應用中并發用戶到1萬多,就不能接入新用戶了,這時CPU占用率已經已到70%~80%了,而實際帶寬利用率還不到50%。

     

        2.設備的靈活性擴展性差,隨著增值業務的部署,傳統的城域網匯聚設備越來越凸顯出業務特性開發響應周期長、L4-L7業務能力偏弱的問題。現網存在不同廠家的BRAS設備,標準不統一,都需要與AAA服務器對接,導致周期長,升級難,兼容差。

     

        3.缺乏對用戶和業務的識別,目前設備以簡單數據轉發為主,缺乏對用戶業務深度分析,及對應數據挖掘功能,無法提供個性化業務。

     

        4.設備管理運維難度大,現網設備都是專屬和封閉的系統,每個廠家的設備都需要獨立配置和控制,無集中統一控制平面和管理系統,導致管理復雜,運維成本很高。

     

        5.設備資源利用率低,現有設備一旦采購,硬件資源和擴展槽位都已確定,無法按業務發展需求進行平滑擴容,導致一些設備資源無法充分利用。

     

        二、構建城域網云POP的思路和步驟

     

        隨著SDN、NFV等技術的不斷發展,及產業鏈的逐漸成熟,將這些技術應用到POP點,對傳統的城域網POP進行改造升級,已經成為運營商的普遍共識。但是也應該看到,這個改造過程不可能一蹴而就,更不能將現有建設推倒重來,而是需要結合實際情況逐步進行演進,可以分為以下三個階段。

     

        1.采用NFV技術,實現POP硬件和軟件解耦

     

        NFV由運營商首先提出,主要目標就是為了解決運營商面臨的網絡問題和業務挑戰,它通過基于行業標準的x86服務器、存儲和交換設備,來取代運營商網絡中的那些私有專用的網元設備。

     

        不同的運營商面臨的實際情況不一樣,所處的競爭環境也有差異,因此,在NFV的應用上采用的策略和方向也不盡相同,有先從BRAS設備虛擬化入手的,也有先在虛擬化CPE上嘗試的,兩個解決的問題各有側重,但最終方向都是利用NFV技術實現硬件平臺的標準化和網絡功能的虛擬化。

     

        CPE虛擬化

     

        如上圖所示,CPE的虛擬化是將原來部署在用戶家庭的物理CPE設備的3層以上功能上收到POP,形成一個新的vCPE產品形態,家庭側的物理CPE簡化為簡單的二層CPE,負責有線、無線等設備的接入,大大的降低了設備投資和維護成本,整個方案組成如下:

     

        ?簡化的二層CPE設備:低成本、易管理,部署在家庭側。

     

        ?新增的vCPE設備:采用NFV技術,運行在標準的x86服務器上,部署在POP點,是用戶業務的關鍵入口。

     

        ?智能管理平臺:統一的自助門戶,智能應用和增值業務推送平臺。

     

        從上述方案描述可以看出,vCPE的部署為運營商搭建了一個互聯網業務入口和開放平臺,因此,這種部署模式絕不僅僅在于替代現有的家庭網關,而在于面向智能家居市場,為終端用戶建立統一的網絡業務門戶,當運營商需要推出一個新業務時,不需要更換用戶家中的小盒子,只需要在局端軟件升級無需運維人員登門更換與調試家庭網關設備;簡化了家庭網關設備的功能,增強設備健壯性。

     

        BRAS虛擬化

     

        如上圖所示,vBRAS主要是利用NFV技術,將物理BRAS設備的硬件和軟件進行解耦,實現:

     

        ?虛擬化:BRAS設備虛擬化,用標準的x86服務器替代原有物理BRAS設備,負責用戶的接入認證、及業務功能。

     

        ?高可靠性:兩臺vBRAS使用IRF技術進行1:1堆疊,在提供業務級熱備和高可靠的同時,體現了傳統BRAS備份不可比擬的成本優勢。

     

        ?性能擴展:部署多臺vBRAS,各vBRAS間相互獨立;使用QinQ標簽標識用戶,交換機根據QinQ標簽進行分流,將不同用戶的流量引入不同vBRAS。

     

        2.引入SDN技術,實現POP資源池化和彈性擴展

     

        第一階段通過NFV技術對POP點的設備進行虛擬化、標準化之后,這些設備還是一臺臺x86服務器,整個POP點的部署還不能自動化、性能不能彈性擴展、資源也無法共享,這個時候就需要引入SDN技術。

     

        如上圖所示,基于NFV和SDN架構的POP完成以下功能:

     

        ?自動部署:VNF Manager完成vBRAS和vCPE等設備的自動部署及初始配置的加載。

     

        ?彈性伸縮:實時監控vBRAS/vCPE的資源占用情況,結合用戶設定的彈性策略,按需增加或減少vBRAS/vCPE資源,并將vBRAS/vCPE和SDN Controller、POP應用、交換機聯動,實現vBRAS/vCPE等資源的靈活分流和彈性伸縮。

     

        ?資源共享:POP點內實現資源池化,可以面向用戶、面向業務靈活調整資源。

     

        3.引入VXLAN技術,實現POP資源集中化和業務鏈

     

        第二階段已經實現單個POP點的資源池化,可以按業務需要隨時彈性擴展,但還僅限于一個POP點內的資源調度,無法跨POP進行共享,因此要將POP點的資源集中上收,建設云POP,實現整個城域網的資源共享和統一調度。

     

        現有城域網標識用戶的方式是采用VLAN或QinQ,但VLAN的數量遠遠不能滿足需求,因此,實際應用中大多采用QinQ來標識用戶,但是數量仍然有限,借鑒數據中心解決VLAN資源不足的思路,引入VXLAN技術, VXLAN技術具備16M的Tenant ID , 采用 L2 over UDP技術實現二層網絡的大規模擴展,理論上所有用戶可直接使用 Tenant ID作為自己的唯一標識。但考慮到與現網QinQ及普通VLAN的兼容,可把POP點的匯聚交換機作為VXLAN隧道的起點,直接把從用戶側上來的QinQ報文封裝VXLAN后上傳到云POP資源節點上,由資源節點解封裝VXLAN報文,將VXLAN ID和QinQ一起作為用戶標識。

     

        如上圖所示,云POP以云計算、數據中心的模式建設,通過引入統一的控制器,實現了業務管道根據業務需求隨需而動,使得運營商在新的互聯網時代能夠更為靈活的應對業務挑戰。

     

        資源集中化:BRAS資源集中部署形成大POP點資源池,方便資源的動態調整和調度;使用VXLAN技術,解決VLAN標簽不足的問題,實現跨多個POP局點甚至整個城域范圍POP點整合。

     

        服務鏈:通過控制器配合VXLAN構建業務鏈(FW、DPI、CDN、上網控制等),實現業務的靈活定制和快速交付,為用戶提供個性化的增值業務;

     

        個性化服務:用戶撥號上網后,vBRAS基于每用戶每終端(含移動終端)推送個性化Portal頁面,進行深度營銷、定向營銷,增加用戶黏性,提高運營商的收入。

     

        結束語


        面對互聯網廠商的競爭,如何快速向用戶提供新業務就成為運營商急需解決的課題。城域網POP作為用戶接入和認證、流量匯聚和控制的關鍵點,是互聯網入口,對運營商來說是為用戶提供增值業務的最佳平臺,因此,對城域網POP點進行改造升級,解決當前存在的問題,基于SDN和NFV技術搭建一個資源彈性、業務豐富、靈活定義、穩定可靠的具有云特征的大POP,就成為運營商和互聯網廠商爭奪用戶和入口的關鍵,只有具備了這樣的平臺,才具備了互聯網的創新基因,成功實現互聯網時代的業務轉型。

    (審核編輯: 智匯小蟹)

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