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CloudBackbone:加速以DC为中心的IP骨干网转型

2017年06月16日 文/张力强 周飞 高波

人们的生活已逐步迈入“云”时代,未来80%的应用将部署在“云”上,因此,云业务的载体——数据中心(Data Center,简称DC)正逐渐成为网络流量中心。骨干网作为重要的通信枢纽,不只是连接城域网络形成广域互联网,同时也承担着大型DC间互联(Data Center Interconnection,DCI)的重任。

传统骨干网在承载云业务时面临诸多挑战,例如云业务要求快速上市、流量随机变化难预测以及不同业务需要差异化承载能力等。为了更好地应对云业务发展,帮助运营商骨干网面向云时代转型,华为提出全新的骨干网解决方案CloudBackbone,旨在以DC为中心构建超宽、敏捷、可靠的骨干网。CloudBackbone包含两个部分:由骨干路由器和传输设备构成的网络物理层,以及由“智能大脑”网络云化引擎(Network Cloud Engine,以下简称NCE)实现的网络控制层。

集群路由器匹配云间流量快速增长

随着DC间信息互访、数据备份等业务的需求增加,DC间流量增长非常迅速,年复合增长率超过30%。为了满足未来云业务的带宽诉求,华为发布了NE5000E 1T 2+8 集群路由器,系统容量高达128Tbps,提升网络容量2倍以上, 同时华为传输设备可提供320T-640T全光交换平台,通过OXC全光交叉,匹配OTN大容量,一次部署满足未来5~10年业务发展,保护长期投资。

一套NE5000E 1T集群系统可以提供1024个100GE端口,满足DC间海量100G端口互联需求,构建全互联扁平化骨干网;同时,华为提供业界领先的400GE端口,与传送设备协同支持端到端400G链路,端口传输效率提升4倍,大幅简化网络拓扑,节省光纤链路。截止到2017年第一季度,NE5000E集群路由器已在60多个国家和地区商用部署。

骨干路由器基于最新工艺的Solar5.0网络处理芯片,设备能效比降至0.9W/G,仅为业界的50%,不但解决机房能源部署问题,同时大幅节省运营成本。和业界同等性能的路由器相比,NE5000E 2+8集群满配1T线卡时,每年可节省224万kWh的功耗,少释放二氧化碳2240吨,相当于保护了6万平米的森林。

DCI与DCN端到端协同自动部署

DC内网络(DCN)业务部署和DC间网络(DCI)部署通常由运营商的不同部门管理,租户诉求在不同部门间手工传递协调周期长,从下发需求到真正业务开通,往往需要数周甚至数月的时间,无法满足云时代业务灵活多变的要求。CloudBackbone通过NCE,可以实现DCN和DCI的协同部署,租户或业务需求在DC内和DC间自动传递,从用户需求下发到业务成功部署只需几分钟,大大缩短了上市时间,帮助运营商实现快速业务创新。

在大型DC中通常承载着成千上万的用户,这些用户对网络的要求各不相同,例如金融交易有严苛的时延要求,而数据备份对带宽要求高。传统模式下,不同用户使用同一链路进行业务承载,相互抢占带宽,无法保障服务质量。NCE可以将DC内云业务和用户要求自动映射到不同能力的VPN隧道中,每租户每隧道,实现端到端租户级差异化SLA保障。运营商可以根据不同网络能力收取不同费用,实现管道增值。

流量调优实时应对云业务流量变化

云业务具有随机性,难以预测,比如DC间虚拟机随机迁移、网络热点事件等,都会造成局部链路流量突发导致拥塞,而整网链路平均利用率不高。传统流量工程基于对网络流量情况的预判,无法彻底解决该问题。NCE可以在这种情况下大显身手。

NCE如同城市的交通指挥中心一样具有全局网络视角,可以收集整网链路带宽使用情况,根据带宽均衡策略,重新计算路由,将部分流量或者指定流量由拥塞链路疏导至轻负载链路,实现流量实时调整,带宽链路利用率可提升50%。此外,CloudBackbone还能够基于时延等因素进行流量调整,VIP业务使用低时延链路,普通业务调整绕行,保障用户体验。目前,流量调优技术已经在中国电信、腾讯等商用部署。

CloudBackbone还支持带宽日历的能力,实现网络带宽随需定制。比如用户可以根据业务周期性特点,制定某一日期设置200Mbps带宽,其余时间保障100Mbps带宽即可。

支持IP+光跨层协同规划

传统骨干网中,IP层与光层独立规划与维护,链路的开通部署需要人工沟通协调,一条链路开通往往需要数周时间,而且备份链路规划相互割裂,导致冗余设计,资源浪费。

CloudBackbone引入IP+光协同解决方案,通过Super控制器将IP层与光层控制器协同起来,实现协同规划、协同保护、协同管理维护等,提升网络资源利用率和维护效率。通过IP层与光层跨层链路规划,实现物理链路规划最优,比如原保护链路为N:N模式可变为N:1模式,减少冗余链路设置,降低建设成本;在多点链路故障情况下,IP层很可能由于无法找到恢复链路而导致业务中断,保护协同为IP层通过光层链路直达对端提供了可能,提升了整网可靠性。通过Super控制器,IP层与光层链路自动打通,开通时间由原来的数周缩短为分钟级,大幅简化运维,降低维护成本。

拉美运营商America Movil采用了IP+光协同方案后,节省了40%的TCO,还可实现业务自动发放,分钟级部署。华为IP+光解决方案不仅获得了用户的认可,还获得2016年Infovision创新大奖。

使能多业务融合、可靠承载

随着承载业务的不断增多,骨干网需要由单一业务承载向多业务融合承载转变,以最大化利用网络资源,避免重复投资建设。CloudBackbone支持将一台骨干路由器物理设备虚拟为多个独立的虚拟化系统(Virtual System,以下简称VS),每个VS逻辑上是一个独立的切片单元,可以共享基础的整机硬件资源如背板、供电等,但控制平面和转发平面实现隔离,由每个VS系统独享。转发资源和控制资源可以按照不同业务需求进行灵活配置,且各VS之间相互隔离互不干扰。

CloudBackbone基于VS技术可以实现网络切片,用一张物理网络虚拟出不同网络平面来承载不同业务。切片技术不仅可以帮助运营商提升资源利用率,减少网络物理节点数量,降低建设成本,同时不同业务间控制管理和物理资源隔离,每个网络平面可以独立管理和升级,由专门的团队来进行维护,专网专用保证网络安全可靠,确保用户体验。

在掘金云时代的浪潮中,骨干网能否更好地适应云业务的变化和要求,是运营商面向云时代转型成功的关键。华为CloudBackbone解决方案能够帮助运营商打造超宽、敏捷、可靠的下一代骨干网,提升运营商网络的竞争力,最终取得商业成功。 

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