沈蘭蘭

摘要：“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略促進了云計算同其他行業(yè)的深入結(jié)合，對運營商基礎(chǔ)設(shè)施改造和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)重構(gòu)提出需求。隨著網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的逐步推進和SDN/NFV技術(shù)的快速發(fā)展，建設(shè)CT云資源池用于承載虛擬網(wǎng)元對于運營商而言具有重要意義。隨著用戶帶寬增長及用戶數(shù)量增加，BRAS設(shè)備在城域網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用逐步受限。本文主要對CT云資源池建設(shè)背景及承載原則進行分析，論述了CT云資源池承載vBRAS網(wǎng)元的意義，并對CT云資源池承載vBRAS網(wǎng)元案例進行了詳細介紹。

關(guān)鍵詞：CT云;資源池;vBRAS;DC

引言：

“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略要求運營商構(gòu)建新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以進一步促進網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，保證網(wǎng)絡(luò)環(huán)境安全，電信運營商重點開展了基礎(chǔ)設(shè)施改造工作和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的重定義、重設(shè)計工作?；O(shè)施的改造主要體現(xiàn)在對現(xiàn)有資源的排摸后進行的DC機房和IDC機房規(guī)劃和建設(shè)，對網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的重定義、重設(shè)計體現(xiàn)在逐步引入SDN/NFV技術(shù)，建設(shè)云資源池并承載虛擬化網(wǎng)元。本文主要介紹在DC機房內(nèi)建設(shè)CT云資源池及在CT云資源池中引入vBRAS 網(wǎng)元問題的一些思考。

1、CT云資源池建設(shè)背景

目前，中國電信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)體系復(fù)雜而封閉，存在很多較為明顯的問題。單一功能設(shè)備的大量使用、軟硬件垂直一體化封閉架構(gòu)及不同廠家、類型的專用設(shè)備使用，均使得網(wǎng)絡(luò)靈活性差、建設(shè)及運維成本高。

未來網(wǎng)絡(luò)的層級、種類、類型、數(shù)量和接口應(yīng)盡量得少，網(wǎng)絡(luò)能夠提供軟件編程能力，資源具備彈性的可伸縮的能力，網(wǎng)絡(luò)能夠形成豐富、便捷的開放能力，且網(wǎng)絡(luò)資源能夠統(tǒng)一規(guī)劃、部署和端到端運營。利用NFV建設(shè)云資源池以改善網(wǎng)絡(luò)能力已成為電信運營商的重要工作之一。

2、CT云概念及資源池承載原則

2.1 CT云概念

中國電信云體系由對內(nèi)承載和對外服務(wù)兩部分組成，其中，對內(nèi)承載業(yè)務(wù)的為內(nèi)部私有云，包括IT云和CT云，對外承載業(yè)務(wù)的為對外服務(wù)云。電信IT云由各業(yè)務(wù)平臺資源和IT資源整合而來，是電信目前重要的私有云。電信內(nèi)部逐步建設(shè)了另一重要私有云CT云，并與IT云進行了隔離部署。CT云，即NFV云，主要承載vBRAS、vCDN等虛擬網(wǎng)元。

2.2 CT云資源池承載原則

網(wǎng)絡(luò)DC主要用于承載虛擬化網(wǎng)元和專用硬件設(shè)備，DC依據(jù)現(xiàn)有通信局所層級關(guān)系設(shè)置。CT云資源池主要承載虛擬化網(wǎng)元，根據(jù)DC機房的規(guī)劃原則承載不同虛擬化網(wǎng)元，具體劃分見下表。

綜上，CT云主要承載vBRAS、vCPE、vFW/vLB、vCDN等虛擬網(wǎng)元。

3、承載vBRAS網(wǎng)元意義

目前，BRAS設(shè)備在運營商城域網(wǎng)絡(luò)中處于極其的關(guān)鍵位置，當(dāng)更多用戶接入時，BRAS設(shè)備的CPU占用率較高，但其轉(zhuǎn)發(fā)硬件資源缺較為閑置。因此，vBRAS部署方式將是運營商嘗試簡化BRAS設(shè)備部署的重要途徑。

目前ITMS認證和VOIP語音業(yè)務(wù)大量占用傳統(tǒng)BRAS的PPPOE會話數(shù)，占比大約為30%和15%，這部分屬于高并發(fā)小流量業(yè)務(wù)，非常適合采用vBRAS進行承載。且vBRAS同物理BRAS具有相同的認證、寬帶限速等功能，能夠滿足運營商建立彈性而靈活認證模塊需求。因此，建設(shè)云資源池中并承載vBRAS網(wǎng)元，對提升系統(tǒng)容量和靈活性、滿足業(yè)務(wù)靈活擴展需求具有重要意義。

4、承載vBRAS網(wǎng)元案例

4.1 vBRAS總體建設(shè)方案

某電信ITMS認證管理平臺部署在省云資源池內(nèi)，VOIP業(yè)務(wù)為本地業(yè)務(wù)，通過本地網(wǎng)BAC設(shè)備接入IMS核心網(wǎng)。案例工程在區(qū)域DC節(jié)點新建CT云資源池并部署vBRAS網(wǎng)元，區(qū)域DC節(jié)點部署有城域網(wǎng)核心設(shè)備和CN2骨干設(shè)備，便于業(yè)務(wù)的承載及后期全省ITMS集中認證建設(shè)。在試點節(jié)點新增匯聚交換機，新開OLT設(shè)備至匯聚交換機的上行鏈路，用于ITMS認證及VOIP流量匯聚。PPPOE及CDN等其他流量仍從原有鏈路上行至硬件BRAS處理。具體網(wǎng)絡(luò)拓撲圖如下：

4.2 軟硬件配置及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

VNF服務(wù)器

案例工程以該省2個核心DC節(jié)點共規(guī)劃覆蓋家庭寬帶用戶60萬戶為例，按照單用戶忙時3個session進行測算，則忙時session數(shù)為180萬。ITMS和VOIP業(yè)務(wù)占比及能力需求如下：

根據(jù)電信集團提供的vBRAS承載模型如下：

對于單個云資源池承載vBRAS用戶規(guī)模小于100萬時，推薦優(yōu)先采用單虛機形態(tài)的vBRAS設(shè)備，根據(jù)測試結(jié)果，典型資源的業(yè)務(wù)承載能力參考如下：

在單個虛擬機（8C（不開啟超線程），16G內(nèi)存，30G硬盤，1塊4口萬兆的intel x710網(wǎng)卡）可以穩(wěn)定承載（CPU利用率在60%，內(nèi)存利用率穩(wěn)定在45%）128K個VoIP/ITMS/VPDN用戶。

對于單虛擬機形態(tài)的vBRAS設(shè)備，采用不同服務(wù)器之上的虛擬機之間的備份方案。針對VoIP、IPTV、VPDN業(yè)務(wù)采用1：1備份來實現(xiàn)用戶會話級別的熱備;針對ITMS、家庭寬帶業(yè)務(wù)、aWiFi等業(yè)務(wù)，由于該類業(yè)務(wù)切換時用戶不感知，推薦采用4：1的備份方案。

案例工程vBRAS采用虛擬機（8C（不開啟超線程），16G內(nèi)存，30G硬盤，1塊4口萬兆的intel x710網(wǎng)卡）進行部署，硬件服務(wù)器采用集采框架NFV服務(wù)器承載（2路12核384G內(nèi)存），則VNF服務(wù)器需求如下：

由上表可以看出，單節(jié)點CT云資源池ITMS認證session為30萬，VOIP業(yè)務(wù)session為15萬;單臺vBRAS處理能力為12.8萬session。其中ITMS認證業(yè)務(wù)按照4：1進行備份，VOIP業(yè)務(wù)按照1：1備份，則單節(jié)點vBRAS（ITMS）需要4臺，vBRAS（VOIP）需要4臺。

按照單臺定制化NFV型服務(wù)器部署2臺vBRAS，則單節(jié)點CT云資源池VNF服務(wù)器需要5臺。

管理節(jié)點服務(wù)器

案例工程在每個節(jié)點部署vBRAS管理軟件及集團云管平臺適配層等，實現(xiàn)CT云平臺資源管理及NFV網(wǎng)元管理。具體需求如下：

根據(jù)電信集團指導(dǎo)意見，對于部署VNFM、VIM以及NFVO的管理節(jié)點服務(wù)器，部署以上軟件的x86服務(wù)器，對CPU的核數(shù)和主頻無特殊要求，內(nèi)存容量建議384G，硬盤建議1T以上，無特殊網(wǎng)卡需求。

管理節(jié)點服務(wù)器數(shù)量=虛擬機vCPU總核數(shù)/（單物理服務(wù)器CPU核數(shù)*超線程比例）=48/（2*12*4）=1，考慮安全性，案例工程在單節(jié)點CT云資源池部署2臺定制化計算型服務(wù)器用于管理軟件的部署。

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

單節(jié)點CT云資源池節(jié)點設(shè)置1對DC交換機作為資源池出口設(shè)備使用，與163、CN2和DCN相連。

根據(jù)試點經(jīng)驗值測算，單臺vBRAS忙時流量約20M，案例工程單節(jié)點CT與資源池新增8臺vBRAS設(shè)備，資源池忙時流量為160M左右。初期考慮CT云資源池通過2*10GE鏈路上聯(lián)至163網(wǎng)絡(luò)，通過2*GE上聯(lián)CN2和DCN網(wǎng)絡(luò)，分別作為集團云管統(tǒng)一納管和帶外管理網(wǎng)絡(luò)使用。

案例工程單節(jié)點CT云資源池部署VNF服務(wù)器7臺，管理節(jié)點服務(wù)器2臺，共計9臺服務(wù)器，考慮配置匯聚交換機進行業(yè)務(wù)匯聚。配置一對匯聚交換機，承載業(yè)務(wù)流量和資源管理流量;配置一對臺千兆交換機作為帶外管理端口匯聚。

虛擬化軟件

本期工程共部署7臺VNF服務(wù)器和2臺管理節(jié)點服務(wù)器，硬件配置均為2路12核384G內(nèi)存。按照虛擬化軟件配置原則，每顆物理CPU需要配置1套虛擬化軟件，則案例工程需要采購18套虛擬化軟件。

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

案例工程CT云資源池單節(jié)點配置一對DC交換機作為出口交換機使用，直連城域網(wǎng)CR、CN2及DCN網(wǎng)絡(luò)，具體組網(wǎng)拓撲如下：

結(jié)束語

結(jié)合運營商基礎(chǔ)設(shè)施改造及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)重構(gòu)，在DC機房建設(shè)CT云資源池，用于運營商對內(nèi)業(yè)務(wù)承載，增強網(wǎng)絡(luò)靈活擴展能力以適應(yīng)業(yè)務(wù)發(fā)展，不斷提升運營商核心競爭力。率先將vBRAS承載于CT云資源池中用于集中處理大并發(fā)小流量業(yè)務(wù)，能夠充分發(fā)揮vBRAS部署方式優(yōu)勢，對后期vFW/vLB、vCDN等虛擬網(wǎng)元的部署具有重要參考價值。

參考文獻：

[1]史凡，趙慧玲.中國電信網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)分析[J].中興通訊技術(shù)， 2017，2：2-5.