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曹磊:网络重构与SDN/NFV

2016-09-21  来源:中国信息产业网  作者:

CNII网讯  由工业和信息化部指导,中国通信企业协会主办,中国电信、中国移动、中国联通、中国铁塔、中国广电协办,人民邮电报社承办的“2016中国信息通信业发展高层论坛”于919在京隆重举行。论坛围绕“创新引领超越 建设网络强国”这一主题,深入研讨了网络强国战略目标下信息通信业面临的使命、责任,以及建设推进的新思路和新举措。在下午“如何面向网络应用,重构信息通信网络”专题峰会上,中国电信技术部技术管理处处长曹磊发表了题为《网络重构与SDN/NFV》的主题演讲。

中国电信技术部技术管理处处长曹磊

以下是速记全文:

大家下午好,我是中国电信技术部的曹磊,非常高兴今天下午有这个机会和大家共享中国电信重构网络思路。

我想介绍一下中国电信今年上半年的发展情况,在上半年的年报上可以看到中国电信上半年的发展形式还是比较乐观,相关数据都不错,宽带用户数到了1.18亿,移动用户数超过2亿,4G用户出8000多万,40%多,固网数据1.3亿,这个是下滑态势,就是增量不增收。

中国电信杨洁董事长在上海和广州的大会上都对外宣布了3.0的转型,转型的主要想法是做综合信息服务的运营商,这里边可能强调的一个是智能,第二个就是回归运营商,因为我们在之前提到的就叫提供商,现在我们觉得三个运营商实际上中国电信也好、联通也好、移动也好,定位自己还是回到运营商的角色。

为了支撑转型,我们提出网络智能化、业务生态化、运营智慧化,在这“三化”之上,我们需要完成网络重构、业务重构、运营重构、管理重构,从这四个重构中来支持我们的“三化”,来支撑好中国电信今后的作为智能综合信息服务的一个运营商,它是一个整体的转型的策略。

那么在这里边就考虑到网络重构,今天我们也是来讨论这个议题。传统的网络存在的问题非常复杂、网元素多、厂家众多。第二个是刚性,网络的调度、形成非常困难,刚性是非常强的。第三是封闭的系统,任何的业务或者单厂家的设备,都是在自己的环境中运行,属于要打破这个环境,这个难度非常大,第四个存在分割,就是我们当前网络存在的问题,我们希望把四个问题向哪方面发展?第一个,复杂变简洁、刚性变敏捷、封闭变开放、分割变制约,只有形成了这四个特点之后,我们想刚才提到的相关的网络的业务和应用才有可能提供给用户。

传统的电信网络的业务平台非常多,一个业务开通的时候,调试和端到端的接口调通,时间都非常长。

第二,敏捷,希望资源快速部署,网络资源弹性伸缩。比如CBD白天网络非常忙,夜晚空闲。而住宅区白天空闲,到了晚上会非常忙,业务不均匀,它随着人的活动相关性非常大,那这个时候我们能不能做一些操作,使网络更加适应流量的潮汐效应。

第三,开放上的,我们希望体系架构、网络能力开放,通过开放的能力使得调用和业务的开发更为便捷和方便。

中国电信也对外推出了网络冲沟2025的目标架构,这张图片是整体的概要解释。分三层,第一是基础设施层,然后是网络功能这一层,再之上是编排层,相关业务平台的打通。大家可以看到网络虚拟这层我们的SDN技术对网络调度的选择等等要在网络功能层实现,基础层里面我们需要对底层的业务能力分装形成抽象能力,对专业的设施保持高性能。

那么通过网络重构以后,我们希望提供的基于传统功能之外的技术,第一个是网络可视,是指面向我们的客户,可以基于应用对网络的资源是可以看得见。第二是资源随选面向业务按需自动化的提供网络资源提供。第三是用户自管。从客户、业务和客户三个维度使得网络的能力更加敏捷和开放。

再看一下网络重构带来的新变化,第一个是基础设施,我们看到都是一些通用的X86的设备,使得可以把资源云化和磁化,带来的好处是形成云朵部署的硬件资源池。第二是网络功能的虚拟化和软化,软硬件解耦,网络资源按需扩展,网络能力可编程。第三也是我们运营商现在一个必须要面对的,就是IT能力的业务华和平台化,IT平台是非常重要的,也是我们的瓶颈。

我们的总体架构,刚才讲到了,在整个部署过程中我们采取的一些路径或者是举措,那么在近期,从今年开始到190这三年,我们主要在IP的骨干网和传送网引入SDN,这是近三年要做的工作。那么中远期,基于SDN实现IP网加光网络跨域跨层的网络协同。

网络重构的原则,在中国电信来说我们是这样考虑的,增量先行、存量分布实施,解耦避免淹冲,重构的过程中把IP要涵盖和引入进来。这里有一些共性问题是必须要解决后才能顺利实施的,第一个是基于SDN/NFV网络的可靠性、故障诊断、维护管理安全方案。第二是网络协同编排层的架构和主要功能,包括端到端编排、新老系统间协同部署方案。第三是基于SDN/NFV网络和IT系统的关系,要从架构上把它打通各个层的接口。第四要考虑端的DC化的改造,刚才联通的同志也谈到这个问题。第五是基于SDN来进行网络开放。

控制器主要是性能问题,特别是面对大规模组网,目前来说主要应用在IDC内部或者IDC之间,但是用于骨干网,全球来说没有哪个运营商有成熟的案例,主流的开元的控制器的一些选择,南北接口的互通性问题、网络承载、点击业务的一些方案,对于NFV来说挑战更大,实际上它比传统的比如说路由器也好,目前的挑战还是非常大的。

在分层解耦的条件下如何实现跨层的协同,实现运营级的区域化的要求,通用硬件怎样达到我们的NFV的特殊要求,实际上我们在做相关的实验室的概念验证测试的时候,会发现相当多的问题。中国电信也推进了现场实验和验证论证,比如说将NFV用于传统网、骨干网和国际网络,我们关注的重点在SDN的优化流量调度和管理层面。在NFV方面已经开展了相关的实验,基于wifi的现场实验,基于虚拟化的VoLTE的实验,在虚拟化过程中他们的挑战完全不同。

刚才提到这里的关键技术,DPDK,大家经常参加论坛或者技术交流的时候会提到的一个问题,DPDK可是因特尔公司专门提出来用来解决网卡的转化效率,希望达到100%,这样在BORS场景上实现大流量转发。但实际上我们对DPDK进行测试,它的转化影响因素非常多,第一个CPU的核数,因为DBDK的思路因特尔的想法,虚拟化的基础是我们有强大的CPU的计算能力,但是短板是网卡的装华能力,因此把强大的计算能力拿出一两个核来专门做数据转化,绑定只做数据转化,这个时候和我们的传统的数据装华发生变化。第二个,简化数据的拷贝的次数。我们大家知道网卡取出来之后是放在操作系统的核心态,再从核心态拷贝到用户态,之后数据才能进行接收或者传送的处理,但这个会导致多次的拷贝使得效率在降低,那么DPDK的想法就是OK,那我核心态不要了,全部放在用户态,数据直接从网卡直通到用户态,减少一次拷贝的时间,这个思路是没有问题,确实这个情况下是将整个网卡的转化效率得到很大的提升,在做到虚拟化的时候,当我们把OBS,就是我们的(英文)一个虚拟交换机加入来之后,这个时候会发现用户的数据要在交换机的端口再次进行拷贝,再次拷贝的时候就使得这个效率进行下降,所以这里面就说虚拟化,我们利用了我们强大的计算能力,但是如何的转化能力,目前整个业界都在为性能的提升做相关的一些代码开发也好、或者是技术的一些评估也好。

还有就是U码的架构,就是我的内存怎么摆放,这些都会导致DPDK性能的一些问题,也在业内做了发布。我们认为整个在推动NFV分层解耦的时候,需要考虑的相关问题,只有把分层解耦真正做到解耦之后,才能解决相关的烟囱,华为的东西只能在华为的虚拟机上运行,中兴的只能在中兴的虚拟机运行,导致大家还是不通的,虽然都是X86的架构了,但是不相通,这个挑战非常大。目前解耦过程中我们认为进展并不是像我们想象中的那么乐观,这是我们在做解耦的过程中的四个层面。

这张图应该大家非常熟悉,我就不再进行介绍。

我们分别在今年的现场实验和实验室的测试中分别讲分层解耦的工作,我们预测时间不会短,今年1月份我去达拉斯总部交流的时候,他们自己也说了,原来叫2020,他们现在也认为2020年很难实现,他们现在把目标推迟到2025,和中国电信的2025有点不谋而合。

我在这个地方粗略讲了一下看法,不妥之处还希望领导和嘉宾批评指正,谢谢。

 

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