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新基建下的新型城域网研究

发表时间：2020/12/15 来源：《基层建设》2020年第24期作者：郑维强

[导读] 摘要：在全国倡导的“新基建”背景下，运营商将面临最为重要的“数字化”转折点。

        辽宁省电信分公司辽宁沈阳 110168
        摘要：在全国倡导的“新基建”背景下，运营商将面临最为重要的“数字化”转折点。其中以fbric组网模式为代表的新型城域网络建设是运营商迈出“数字化”转型网络的重要建设里程碑。它将带领运营商走向网络业务发展的多元化。新型城域网技术是以SDN/NFV技术为原型的一种新型网络架构，它将数十年不变的网络进行了较为彻底的改变，从原来耦合、黑盒子，聚焦在网络硬件建设模式逐渐转变成了解耦、白盒子聚焦在数据中心建设的模式，将业务发展与基础网络硬件进行了解耦，使得运营商的业务发展不再过度依赖硬件本身的功能。它是运营商转型的必然选择项。
        关键词：新基建、SDN/NFV、新型城域网、数据中心
        1.前言
        以SDN/NFV为技术蓝图的新型城域网将会是未来至少数十年的主流网络架构。从技术上来说，这种新型的智能网络架构是将“IT技术与CT技术”进行了完美的结合，它使得CT网络拥有了IT计算的能力，大大提高了网络的运行效率，也让计算重度依赖网络的现状得以改变。在未来这种“智能网络”的逐步普及会让运营商整个网络业务的运营、运维效率都大大的提升。
        2.分解新型城域网的产业链组成

                           传统网络行业产业链
        构成：芯片商、设备商、用户
        特点：传统的网络，网元设备的协议、接口都较为复杂，异构的设备厂家之间也不够统一，网元本身技术壁垒高。设备商都是将整个网络功能与设备硬件本身进行打包销售，造成建设成本高，部署的难度大，后期的运维复杂，整个网络的灵活性也不够，已经满足不了如今网络用户的多元化发展。

                       新型网络（城域网）行业产业链
        构成：芯片商、设备商、控制层软件提供商、网络功能软件供应商、用户
        特点：在传统的网络产业链中，新增了“控制层软件提供商和网络功能软件供应商”，它的本质是将网络的软硬件进行了解耦，让IT厂商的优势得以进入CT行业，为传统的网络进行了“注智”。
        3.新型城域网解决的问题
        3.1解决传统城域网网元类型多，利用率低的问题
        传统的城域网网元按照业务进行划分。如：各类型接入、汇聚交换网络与IPRAN网络都存在着大量的重复建设，利用较低。而新型城域网的建设则采用固移融合的模式，整个承载网络都将用SDN的技术，网络层次极大的扁平化了，各种业务也都聚焦在网络功能软件层面，有效的解决了“设备硬件类型多，利用率底”的问题。
        3.2解决网络扩容难，创新业务无法高效支撑的问题
        传统的网络扩容除了传统的管道不足扩容外，如果需要引入新的业务还需要进行网络功能的扩容，而新的业务需要有新的协议进行支撑，传统的网络除了新增硬件外别无它法。而新型城域网将网络功能以VNF的形式部署在数据中心，使得业务不在和硬件本身有着较高的耦合度，理论上只需要进行网络功能软件层面的开发就可以进行业务功能扩容，将各类型创新业务的上架时间大大的缩短。这让运营商有更多的时间聚焦在业务的创新，而不是管道的维护上。
        3.3解决传统故障种类多，运维难的问题
        传统的网络完全采用黑盒子模式，这就造成了“谁的设备谁才明白”的根本问题。运维支撑过分依赖于设备生产商，这也造成了整个网络的运维成本居高不下的现实问题。而新型的城域网建设采用SDN模式，底层的基础设施逐步同质化，运维难度得以有效降低。网络功能软件化，让以前的硬件运维转变成了软件运维，其难度变大还是变小不言而喻。
        4.新型城域网的关键技术
        新型城域网建设中，除了部分任采用专用的交换芯片设备外，其最重要的数据中心建设都是以通用X86服务器为基础设施的新型业务承载网络。虚拟化技术的成功使得各类型的虚拟化网络功能层出不穷。传统数据网络的研究方向往往都是关注专用芯片的研发，以追求更高的处理性能。然而新型的城域网得益于领先的IT技术的引导，使得运营商是在追求各种网络功能的创新，将各种网络功能软件化、模块化消除网络功能与硬件之间的耦合性。从而使得数据网络的部署更加的自由与弹性。
        5.新型城域网的性能问题
        其实新型城域网其本质是打开传统硬件厂家的黑盒子，让网络更加的自由，当然这也必将付出一些代价，比如性能。我们现在比较常见的技术有DPDK、FPGA、基于流表的数据转发、数据面池化/虚拟化等等，我们在这里简单的说下DPDK和FPGA技术。
        DPDK是Data Plane Development Kit的简称，是一个数据转发面的开发技术栈，他的出现可以将数据的转发处理不经过操作系统内核，而是在用户空间完成的。这将是的转发性能大大提升，通过相关测试我们可以发现采用的DPDK技术的通用转发服务器性能可以提高20%以上。
        FPGA是Field Programmable Gate Array的简称，中文意思较为晦涩难懂，叫做可编程门阵列。它其实并不是一种全新的技术，但是随着人们对网络的要求从单一的性能要求到自由弹性的部署开始转变，FPGA刚好完美的满足了人们的这个诉求。简答来讲，FPGA就是一个可以通过编程来改变结构的通用芯片，它具有超高的性能，低廉的成本，超强的扩展性，易于维护的特点，是的它在新型IP数据网中起着重要的作用。
        6.结束语
        新型城域网的建设是网络智能化的一个重要落地，它的出现为网络智能化迈出了坚实的一步，也为运营商的数字化转型奠定了技术基础。当然其中还有许许多多的技术问题与厂家博弈问题尚待我们去解决。我相信在未来ICT行业大一统的潮流下除了传统的网络设备厂家和IT厂家外，还会有越来越多的创新性ICT厂家出现，他们有的将成为整个ICT行业的中坚力量，成为网络行业的“革命者”，更为我国的“新基建”事业添砖加瓦。
        参考文献
        [1]Paul，Goransson，《深度剖析软件定义网络》
        [2]拉金德拉•查亚帕蒂，赛义德•法鲁克•哈萨，帕雷什•沙《网络虚拟化技术详解NFV与SDN》
        [3]陈运清，雷波《面向云网一体的新型城域网演进探讨》中兴通讯技术2019年2期
        [4]《新华三：新型城域网vBRAS资源池解决方案》IT168网站.