基于SDN/NFV的电信端局机房边缘云化演进

2018-03-27中国联通研究院毋涛徐雷王智明

通信世界 2018年8期

中国联通研究院|毋涛徐雷王智明

Central Office（电话端局）是电信运营商的重要基础设施，随着全光网络建设和PSTN的退网，如何改造和利用传统电话局成为了运营商的重要课题。基于SDN/NFV和云实现电信网络重构已是大势所趋，新一代网络将是以数据中心（DC）为中心的网络。而边缘数据中心对于SDN/NFV、云和视频服务等的部署以及未来5G边缘计算至关重要，因此将传统电话局重构为边缘数据中心对于发挥运营商局房优势、构建覆盖广泛的边缘云有着重大意义。

CORD项目的愿景就是基于通用硬件、开源软件和SDN/NFV实现Central Off ice重构为DC，从而利用云计算的敏捷性和通用硬件的规模性构建更加灵活和经济的未来网络基础设施。根据应用场景的不同，CORD分为面向家庭客户的R-CORD、面向移动客户的M-CORD和面向企业客户的E-CORD三大子项目。

运营商强化移动边缘计算能力

中国联通是E-CORD项目的领导运营商，期望通过E-CORD项目面向企业客户提供弹性敏捷的虚拟网络即服务（Virtual Networks as a Service），打造面向产业互联网应用的新一代网络基础设施。同时，中国联通还积极参与了面向5G的M-CORD项目，强化移动边缘计算能力。

在即将到来的5G时代，诸如物联网、无人驾驶汽车，机器人，虚拟现实/增强现实（VR/AR）等应用对当前面向业务的云计算架构提出了新的需求和挑战。现有的云平台架构在海量数据处理、从网络边缘到云数据中心网络带宽、延时的限制、边缘设备涉及个人隐私安全以及能耗方面都暴漏出局限性，在靠近物或者数据源头的网络边缘就需要一个集连接、计算、存储和应用的开放平台，就近提供边缘智能服务，边缘计算成为目前业界关注的重点。

而边缘计算从适用范围来看可以分为个人边缘、网络边缘和云边缘，其中，个人边缘涵盖了包括家庭机器人、智能眼镜、智能药片、家庭自动化系统以及智能手机等物联网终端设备；网络边缘特指移动边缘计算（MEC），利用无线接入网络就近提供电信用户IT所需服务和云端计算功能；云边缘更多的是从云数据中心出发，将DC下沉到更加靠近用户，通过集中化的管理和调度来实现资源的快速和灵活调度。

图基于SDN/NFV的电信端局机房云化架构

基于SDN/NFV的电信端局机房云化架构

电信运营商的端局机房通常是靠近社区及乡镇居民集中区域，从物理位置上更加靠近用户，在其中有很多老旧网元如TDM、PSTN等，设备退网使传统机房空间空余出一部分。以端局机房为边缘DC，将其演进成云数据中心来满足5G和物联网应用需求，成为当前电信运营商云化演进的首选方案。在这种背景下，电信运营商纷纷利用现有PSTN机房改造的机会，探索电信端局机房的云化演进，通过云计算、NFV等技术把PSTN机房改造成既能承载IT业务，也可承载CT业务的数据中心，同时通过SDN把PSTN机房和广域网拉通，实现资源的统一管理。以下分析基于SDN/NFV的电信端局机房云化架构。

1)云化端局机房基础设施硬件

基础设施硬件部分主要为底层云平台提供计算服务器、存储服务器以及相关的网络设备，在服务器的选型方面，建议采用支持硬件辅助虚拟化的同一类型的服务器，计算服务器对CPU及内存要求较高，存储服务器对磁盘IO要求较高，同时，为了提高虚拟服务器的存储性能，无论是使用本地存储还是共享存储，建议配置SSD硬盘来从硬件上提供虚拟存储的性能；在网络设备选型方面，为了使网络设备的转发能力不影响虚拟网络服务的正常运行，建议配置万兆交换机，同时可以选择SR-IOV网卡来提高虚拟机的网络转发性能。

2)端局机房基础设施层

端局机房基础设施层包括端局机房云平台和基础设施能力组件。端机机房云平台作为底层虚拟基础设施的管理平台，完成对虚拟网络、虚拟计算、虚拟存储的统一管理，同时对上层的网络功能编排及管理系统提供底层虚拟基础设施的能力抽象；基础设施能力组件是云平台在虚拟计算、虚拟网络和虚拟存储方面使用相关的软件来提升虚拟基础设施的性能，从而来满足虚拟网络服务的业务需求。在虚拟计算加速方面，增强支持在NUMA类型宿主机上的分配、支持虚CPU到物理CPU的绑定以及支持在虚拟机中的大页面分配等；在虚拟存储加速方面，增强共享存储支持SSD和支持多虚拟机共享内存访问等；在虚拟网络方面，增强基于DPDK的OVS和增强支持SR-IOV等。