浙江电信乘“虚”前行 破解城域网困境

　　在网络基础资源领域，电信运营商绝对是“大鳄”，它占据了绝大部分资源，网络的优化和改造也因此成为电信运营商需要长期坚持且不断创新的重要工作。继FTTH光进铜退，骨干传输扩容、数据中心云化等多种改造工作之后，受大规模视频和新业务增长需求影响，电信运营商的网络建设面临新一轮挑战。

　　其中，城域网的改造与优化是运营商关注的重心。长久以来，为了实现更好的宽带体验和通信质量，运营商不断在无线通信、宽带接入以及核心控管层面重点发力，希望通过技术的更新换代、带宽速率的逐步提升，或是统一开放的平台，来改善和优化现有网络架构和性能。

　　于是，一些全新的技术趋势和方向也走入城域网的视野：一度被认为普遍应用于云数据中心的虚拟化数据交换机，如今也被应用于运营商的城域网改造中。

　　为应对严峻数据业务增长挑战，浙江电信做出了将虚拟交换机引入城域网建设的战略决策，在国内电信运营商领域，实现了虚拟化技术在城域网二层范围内的首次成功应用，为电信业务的云化、业务资源池化打响了“第一炮”。

　　数据中心思维改造城域网

　　在传统网络建设中，城域网普遍采用二层交换机，而电信网络经过多年建设、沉积，在设备层面已积累了诸多问题。如机房设备由于运行时间长，单点故障率较高；很多老旧网络设备亟需下线，而现有二层交换机却没有额外槽位供割接使用；一旦二层业务发生故障，需要进行人工倒换，导致业务恢复时间长，也给网管部门带来巨大运维压力。

　　当前国内城域网面临重重挑战。有数据显示，城域接入和汇聚网上的数据流量到2017年将增长560%。大规模城域网的汇聚层，都面临着端口不足、业务可靠性差和维护工作量大等问题。

　　就浙江电信而言，原有城域网二层汇聚设备存在性能差、槽位紧张、单点故障多、业务保护能力差、运维压力大等诸多问题，同时由于无法解决BAS和SR以下二层网络的环路问题，导致BAS/SR和汇聚交换机之间的互联链路和端口利用率普遍较低，BAS/SR端口资源无法共享备份。

　　要破解这些困难，并非易事。大规模的宽带应用和用户流量，对浙江电信城域网的性能、可靠性、运维都提出了很高要求。另一方面，由于杭州市网络设备的长时间运行，故障率频频升高，现有交换机性能已无法满足当前应用环境，单设备故障点频出、业务恢复时间长、运维压力大、万兆板卡极度缺乏等运维困境让杭州电信城域网二层网络不堪重负。

　　为寻求有效方式解决IT运维难题，浙江电信瞄准虚拟化技术，将其引入城域网改造，衍生了作为网络资源传送和接入的城域网组网的数据中心化，为日后进行云改造、迎接云时代拓展了道路。而浙江电信的“数据中心思维”是此次城域网改造的关键和核心。

　　虚拟化让难题“迎刃而解”

　　但虚拟交换机在电信运营商城域网改造中的应用，并不简单。

　　传统城域网由于采用层层汇聚，往往存在着层次多、设备量大的问题，比如在控制层和接入层中间的汇聚层面，经常包含了好几层汇聚，且链路也比较复杂。为此，浙江电信将城域网改造的重点放在汇聚层面。

　　首先，浙江电信城域网设备普遍存在性能不足问题，不支持高密10GE，业务量较大节点现有设备槽位紧张，急需替换或新增大容量交换机；其次，每个节点只部署一台交换机，业务保护能力差，可靠性亟须保障。此外，组网结构复杂，运维压力大。因此，设备性能、可靠性、运维繁琐成为浙江省城域网改造需要攻破的三大关键难题。

　　为此，浙江省电信在城域网二层网络中引入IDC中的数据交换机，使二层汇聚层性能得到提升，不仅支持10G/40G/100G等高速端口，满足高带宽接入的要求，而且基于新一代架构的设备也提升了转发速率；二层网络的可靠性得以保障，解决了此前二层汇聚设备的单点故障高，以及业务无保护状态；同时简化了运维配置，2台设备被虚拟为1台，通过简化配置，使得需要管理的网络设备数量也有所减少。同时，也为日后业务资源灵活扩容和调用做好准备。

　　城域网的“虚拟化”猜想

　　虚拟交换机在电信城域网改造中的创新应用，为国内运营商开辟一条全新的技术革新道路。同时，与电信网络中骨干、核心抑或接入侧的技术更迭和标准演进不同的是，运营商的城域网改造并没有统一且明确的发展方向，所面临的技术问题也往往是综合且多元化的。其原因在于，在过去，城域网基本是以省为单位而单独建设，各省网络资源和地理地形不尽相同，导致了各地的城域网建设也是自成一派，不仅网络层级复杂多样、在网设备的种类和配置也是千差万别，因此在过去相当长的一段时间里，运营商集团层面都无法给出统一规划方案。

　　基于目前的现实问题，运营商的城域网改造一般分为三个阶段，一是网络虚拟化，减少网络层级，让城域网更加扁平和简单；二是构建资源池，经过第一阶段虚拟化，原本分散式的节点被聚拢为几个大的网络节点，已经具备一定的成池能力，二阶段可以引入NFV和云计算技术，比如虚拟化防火墙、虚拟化BRAS（宽带接入服务器）以及虚拟化SR等等，逐渐实现城域网的云化和软件化；三是基于城域网中大POP节点做进一步的性能增强，比如解决原有节点收拢集中后的业务标签不足问题，进一步引入网络虚拟化、功能虚拟化以及动态虚拟通道技术等等，以此完善城域网中大POP节点的业务能力。

　　同时也应该看到，数据交换机引入城域网也有其适用范围，现阶段并不是所有节点都适合引入数据中心交换机，其初期适用范围应该是覆盖用户数多、流量收敛比大的节点，而后期则需根据用户及流量增长的实际情况再进行分析。不过，相信随着接入业务种类的逐渐明晰，运营商在移动互联以及宽带业务中的定位也会逐渐明确，虚拟化技术在运营商城域网改造中将大有可为。

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　　城域网改造的三个关键

　　面对城域网显露出的一系列问题，网络扁平化、智能光传输，以及网络虚拟化将成为引领下一代城域网发展的关键技术。

　　在网络扁平化方面，传统建网中，在接入网OLT较为密集的机房会先做一层汇聚，然后再与POP交换机连接，但这在无形中增加了网络层级，一旦设备和链路需要冗余，还要考虑如组网成环、网络运维等网络难题。在网络扁平化的建网思路下，可以考虑汇聚交换机直接以高速端口上联BRAS，以此解决业务网关端口密度低的问题。

　　面对城域网光纤资源匮乏的现状，引入波分技术可以有效缓解这一问题。目前在城域网一侧，已表现出100G的传送需求，未来高集成度的100G技术、PIC、4×25G非相干、POTN等都将成为适宜城域网场景的典型技术。

　　此外，网络虚拟化也成为IP网络创新的重点。传统IP网络重点关注“连接”，但IP网络未来演进方向是“面向应用”，以此保证对业务的端到端的跟踪与监控，而要实现这一点，需要将IP网络与云计算进行较为深入的融合，网络虚拟化就是融合的技术体现。

　　本报记者 洪蕾