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网络重构 打造端到端网络核心竞争力的契机

http://www.c114.com.cn ( 2017/12/7 16:33 )

作者系中国电信股份有限公司广州研究院 陈文华

网络重构,顾名思义就是要对现有网络进行颠覆式的变革。为何要如此大动干戈呢?因为市场压力和技术驱动双重因素导致。

互联网网络本身经过多年的发展,取代包括电话网络、电视网络以及其他多种数据网络,成为最终的统一融合承载网络,这已成为不争的事实。而借助于互联网的信息繁荣以及搜索、社交、电商、网游等各种应用的诞生与火爆发展,互联网络也演变成以数据中心为网络核心(中心)的形态了,同时出现了一些新的著名的巨型互联网科技公司,例如谷歌、亚马逊、Facebook、阿里、腾讯、百度这些公司的市值都已经是几千亿美金的巨无霸,这些公司从无到有,短短几年十几年就已经把那些百年老店的网络运营商远远地甩在了后面。这些互联网巨头都有一个共同的特点,就是轻资产型,大不了就是投资一些数据中心的物理硬件资源,更多的都是软件能力资源,是典型的轻装前行。而网络运营商则还是典型的重资产型,仍然背负着巨大的专用硬件物理网络资源和相关巨额投资,负重前行。

与此同时,近些年SDN/NFV技术出现了,SDN就是软件定义网络技术,是将网络的控制与转发分离,控制部分则由软件控制器来实现快速灵活的控制,可实现网络的集中控制可编程以及开放平台;转发则还是原来分布式网络,但是不再是对等式而是主(控制器)从(转发点)受控式的;而NFV则是一种网元功能虚拟化的技术,针对一些特定功能的网元例如EPC中的MME、PGW等,采用通用平台(通用硬件和通用操作系统)+特定专业应用软件来代替软硬件一体化的专用设备,实现软件化的虚拟化的特定网元功能,所以NFV基本可以理解为一个一体化的全软件网元,包括转发也是软件实现的。NFV更佳的实现方式是在数据中心的云化运行。我们知道网络分为广域网局域网,基于OpenFlow的SDN(我们称之为严格SDN或者狭义SDN)是实现基于科学理论最理想定义分离层面最彻底的一个控制面与转发面协同的协议,而这个狭义SDN技术就是起源于以太局域网环境技术的,因此在以太网的硬件和软件转发环境也是发展应用最为成熟。数据中心正好就是这样一个环境,因此也非常适合狭义SDN的应用发展。这也使得近期SDN/NFV发展得更加紧密相关,因而派生了SDNFV的称谓。这就在技术层面具备了网络软件化虚拟化的基础了。

现今互联网的大一统和无所不在,使得运营商的竞争不仅是同质的接入、流量(按照现在的说法都是管道)竞争,更是与互联网公司的竞争。运营商首先想到的就是轻资产和低成本,而网络软化虚拟化,可以大幅降低网络资产额,从而向互联网公司看齐,实现轻资产模式,降低网络运行和升级维护成本。网络运营商业界的领导者AT&T,就看到了同质竞争已经不是主要威胁,而与互联网公司的竞争才是致命的,因而AT&T提出了基于SDNFV技术的网络重构解决方案CORD,并且将其开源,以与同行共享共同发展,共同面对互联网公司的竞争和挑战。AT&T在网络重构的目标主要是随选网络,提出接入即服务、网络即服务等理念。试图将网络业务服务方式按照互联网公司理念和模式进行改造。但是,这还是不够的,因为互联网公司是讲究轻资产和低成本,但是更强调创新和快速应变能力,与市场高度互动迅速扩大市场规模,做大平台,打造应用生态。其实在互联网环境的竞争已不是简单的此消彼长的竞争,互联网环境现在是以应用为王的格局,这些互联网巨头都是通过各自主打应用带动发展,做大用户规模、做大平台访问量,但是随着规模进一步的发展,主打应用已无法进一步满足发展需要了,需要更多应用加入,而一个公司不可能三百六十行行行精通,因此需要第三方加入,通过开放平台能力,滋生和汇聚更多应用,来进一步做大规模,建立应用生态。因此,互联网环境下的竞争,更是平台的竞争,如何做大平台成了关键。目前,软硬件一体的苹果公司可以归结打造以终端为核心竞争力的平台和生态圈,而软件互联网公司则以主打应用的核心竞争力来构建自己的平台和生态,例如阿里是电商应用平台和生态,腾讯是社交应用平台和生态。他们都是发挥自己的强项来形成独有的核心乃至垄断的竞争力构建自己的平台生态圈帝国。

运营商的强项自然还是在网络,发掘和发挥网络的核心乃至垄断的竞争力,才能构建自己的平台生态圈。这个核心自然就是感知应用,并对其相应的应用流做端到端的保障传送能力,从而成为互联网应用业务链条中的一环。之前的路由器IP网络是无能为力的,因为它无法辨识具体某个应用流的数据包,而只是针对所有数据包实现尽力而为无差别的转发和传送,因而运营商也就无法提供针对应用的保障传送功能;同时由于路由器的封闭性和分散性,运营商无法形成集中的平台从而没有开放网络的手段,因此在功能和手段上都无法成为互联网应用链条中的一环。现在的SDNFV技术则可以给运营商在能力和手段上都提供很好的支持。SDN的起源和核心技术OpenFlow,一是可以感知和保障应用流,打造网络的应用流端到端功能;二是转发和控制分离,控制集中则可打造平台,从而提供开放网络的手段。

SDN软件控制运营平台功能框架示意图。

上图是控制器扩展为集中软件大平台的框架示意。平台大致又分为业务紧相关和网络紧相关的两个控制层面。业务控制层大致包括用户UDB统一鉴权、开放接口、业务应用流感知分析以及计费等,其他还可以包括自营的通信业务等例如IMS;网络控制层则包括兼容传统IP路由计算、MME移动性管理、特定流策略控制、汇聚流LSP拓扑带宽控制、流量工程等网络相关的控制等。MME移动性管理控制主要是针对接入层面的移动管理控制,实现移动终端的持续性网络接入。兼容传统IP路由计算控制主要是兼容已有互联网的运行模式,主要就是现在的普通数据包的尽力而为的转发实现的互通性,维持现状兼容运营。流量工程则是快速实现网络总体流量高效均衡运行。特定流网络策略控制和汇聚流LSP拓扑带宽控制管理,就是完成基于五元组定位应用会话的服务器和客户端网络位置,以及基于整个网络资源确定最佳转发路径等全局策略控制等等。

在已经能够互通八达的互联网上,实现网络应用端到端保障传送还重要吗?对于那些实时性敏感性和高带宽应用来说稳定可靠传送确实是至关重要的,况且应用和技术都在进一步发展,对带宽的要求是无止境的,从早期互联网应用以文字为主,到语音,再到视频多媒体的应用,带宽一路走高,而现在逐渐兴起的自动驾驶汽车、VR/AR等更需要大的带宽,实时性和敏感性更是紧要。端到端保障的网络核心能力更将为这类应用保驾护航。

如果实现了端到端的保障能力之后又能做什么呢?那可以通过此核心能力和互联网应用提供者一道为用户提供新颖的高稳定的高体验应用。首先是那些新的大带宽应用的联合提供,提高客户的体验和认知,继而逐步将更多应用类型纳入到端到端保障传送平台,汇聚应用,使得运营商成为互联网应用链条中的重要一环。做大网络型的平台,与终端型和应用型互联网平台共同发展壮大,才能立足于互联网大一统的环境运营发展。

总之,运营商迫于市场压力需要向互联网公司看齐,实现轻资产模式和灵活应变能力直面互联网运营竞争,而SDNFV技术的出现时机进一步促进了运营商网络重构信心和行动。而至今互联网还不具备的端到端能力,通过SDNFV技术引入网络重构,进一步发挥基于OpenFlow的SDN技术恰好可以更好地解决这一问题,使得运营商可以利用网络端到端的核心能力来构筑依托网络的大型的与其他互联网公司并驾齐驱的互联网平台生态。

作者:陈文华   来源:人民邮电报

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