面向云网融合业务的双层智能组网方案设计

王燕 齐骥 薛舒洋 费怡超 闫兴安

摘要：企业的数字化转型对云网融合提出了更高要求，为满足其一站式受理云网业务、自助快速开通、多场景应用等需求，提出了一种面向云网融合业务的双层智能组网解决方案，采用“Underlay+Overlay+种接入方式”的智能组网模式、“业务编排+网络编排”的2层编排架构、“多网关管理”的精细网络控制，目的在实现云和网的高效融合、业务的智能调度，助力企业高质量、高安全访问云上资源。

关键词：云网融合；双层智能组网；编排控制

中图分类号：TP393文献标志码：A文章编号：1008-1739（2022）10-60-4

随着企业数字化转型、云服务和国家政策等多重因素驱动，企业、行业和政府机关正逐步将业务迁移到云上[1]。Frost & Sullivan 2021年12月份发布的报告显示，2021年上半年中国公有云市场规模达到839亿元人民币，同比增长38.5%，保持稳健增长态势，行业内竞争激烈。在多项有关建设数字经济政策的推动下，企业数字化进程加快，产业互联网深化，进而持续带动中国公有云市场规模增长。从Gartner企业网络技术成熟度曲线来看，多云网络、软件定义云互联、5G等技术将在未来2—5年内成为主流[2]。

云计算规模持续性扩大、网络技术的不断创新使得云网融合成为未来的主要发展趋势，同时“东数西算”工程的全面正式启动，对于算力统筹管理、跨地域的数据交互能力提出了较高的要求，进一步扩大了云网融合业务的应用范围[3]。通过自助开通的云计算服务与强大的网络支撑能力的高效融合，为其提供智能化、灵活性的服务。

云网融合重在实现云计算和网络能力的相互融合。云计算是指通过IAAS+PAAS+SAAS三层架构，构建云资源池为用户提供便捷的云服务；网络能力是指通过网络基础设施和传输线路搭建基础网络平面。云计算的即开即用优势与网络的灵活调度优势深度融合，一方面拓宽了云服务的应用领域，另一方面提升了高质量网络的利用率，满足了企业上云、跨地域互通等的业务需求[4]。

云网融合主要表现在3个层次：层次1为底层云网资源融合，部署在不同地域的云资源池通过使用网络传输能力，实现全域云资源可达；层次2为云网编排能力融合，网侧资源的编排拉通与云侧虚拟资源的创建相互融合，实现云网业务的端到端拉通；层次3为上层云产品和网产品融合，通过一站式受理云网服务为企业提供便捷的业务部署，降低企业的管理难度。

在信息化快速发展的当下，云网融合显然已经成为云计算服务提供商、运营商差异化竞争的重要手段之一，如何满足企业在数字化转型过程中的多样化需求，已对其提出了具有更高挑战性的要求。

1.1云网融合业务需求

云网融合业务目前已在教育、医疗、政务和工业等各行业得到了较多的应用，主要集中在满足企业上云的需求，如政务系统上云等。但是伴随着业务增长，企业对于云网融合业务也提出了更高的要求，比如一站式受理多种方式的混合入云及组网、自助快速开通满足企业发展需求、泛在网络服务随时随地满足客户需求等[5]。

1.2一站式受理多种方式的混合入云及组网

企业希望能够在一个平台上一站式购买所有信息化服务，包括云资源服务和网络服务，针对大型企业分支遍布全国各地的情况，能够一站式满足不同地域、不同类型的接入组网，以及多地域云间互联的需求，可以为企业带来极大的便利。

1.3自助快速开通满足企业发展需求

对于中小企业，其规模小、发展快且存在很大不确定性，一客一议模式无法满足此类企业灵活的业务诉求，需要提供自助式开通方式，使其可根据企业业务快速调整资源及网络配置，因此需要有更便捷、高效的编排方案来支撑。

1.4泛在网络服务随时随地满足客户需求

随着企业数字化转型的不断深入以及数字化应用的持续发展，企业用云的形态也在不断丰富，包括混合云、多云、边缘云，同时还存在跨云服务商多云、跨国多云等众多的形态和使用场景。作为云服务提供商，需要积极而持续地跟踪行业应用的变化，从而灵活满足多样化场景对于云和网的差异化需求。

基于以上业务发展的背景，面对客户多系统实现、多场景要求、多业务需求的上云需求，原有的單一连接模式已经无法满足。另外，伴随云计算业务的发展，网络基础设施如何更好地适应需求，如何更好地优化已有的网络结构，使网络更加具备灵活性、可运维性，成为急需要思考的一个关键问题。为此，本文提出了一种“双层智能组网解决方案”，重在满足业务的多样化需求，实现云网高效融合。

伴随各行各业上云规模的不断扩大，分支、总部与云之间的混合组网需求日渐常态化，基于部署在全国范围的公有云资源池、全域互通的高质量互联网络、灵活调度的云PoP骨干网，建立了Underlay+Overlay双层网络架构，为云上云下智能立体组网模式提供了底层支撑能力。同时，通过全域业务的高效编排及网络的精细化控制，灵活调度全国各省、市、区、县的云网资源，进而满足客户低时延、大流量和高带宽等入云连接与组网的业务需求。双层网络架构与业务编排、网络控制的有效融合，打造了面向云网融合业务发展的双层智能组网解决方案，支撑大中型企业在数字化转型中的各种创新型应用。

2.1智能组网

通过构建“一张Underlay网、一张Overlay网、再叠加种接入方式”的智能组网模式，打造了云服务提供商面向云网融合业务的核心特征和竞争优势。

一张Underlay网：通过传输链路以及网络设备，为企业上云及互联场景专门建设了全国互联的高质量Underlay物理连接网络，实现了专网专用，另外基于SDN技术的网络支撑一站式开通能力。

一张Overlay网：基于搭建的高质量Underlay网络，构建一张Overlay互通网络，可以支撑多种方式的混合入云及云间互联业务云。Overlay网络主要用于承载价格敏感、高效调度等业务形态。经初步测算，这样的组网结构可以使客户带宽接入成本降低60%，覆盖99%客户需求。

N种接入方式：使用丰富的基础传输资源（如PTN，OTN，PON，SPN）、5G网络等优质网络资源，可实现多种不同入云的连接方式，为各行各业客户上云打通了最后一公里，提供了全场景覆盖的网络承载能力。

2.2高效编排

由于传统专线类的产品开通流程复杂、建设周期长，无法满足当前2B业务的快速开通、灵活变更调整的需求[6]。为实现云网业务高效开通及灵活调整，双层智能组网解决方案采用了2层编排架构实现业务开通，2层编排系统间包含业务编排、网络编排，其相互解耦、高效协同。

①业务编排重在面向云网业务的云+网全域资源交付，端到端打通云内网络和网侧网络资源，同时面向B域系统实现云网融合业务开通、变更和拆除等各类基础服务能力；

②网络编排主要实现物理Underlay资源服务能力、Overlay网络资源服务能力、云内网络资源服务（云内VPC，Underlay，容器）能力封装，提供多种组合网络资源的编排开通能力。

2.3精细控制

为实现对底层网络互通的精细化控制，采用网络控制器实现对双层智能组网中各类SDN网关进行配置管理，进而拉通网络架构中相关网关的数据面业务。

网络控制器支持netconf，openflow，snmp等多种接口能力，采用driver层区分厂商，实现一套标准的控制器对接不同厂家、不同型号的网络设备，从而完成数据配置。同时面向上层系统提供标准化能力，其屏蔽设备能力差异，以便于上层系统实现网络高效编排，进而满足异构多云互联、混合云互联等需求。

通过“智能组网+高效编排+精细控制”打造的双层智能组网解决方案，具备业务智能调度、网络分域编排、网络多级隔离的技术优势，充分利用此优势，将更好地在云网融合业务发展过程中发挥其作用。

3.1业务智能调度

在业务智能调度方面，面对客户在便捷性、业务质量、使用成本、网络安全和资源利用率等多方面的差异化需求，构建了Underlay+Overlay双层组网架构，提供就近一点入云、灵活组网、智能调度业务流量的能力。

双层智能组网架构可以实现资源智能调度整合，动态监测各个节点网络资源利用率，借助业务统一编排管理平台实现算网资源能力合理调度，实现东数西算能力，满足应用跨域加速访问云上资源、云间资源备份和迁移、Underlay与Overlay混合组网或容灾备线等场景需求。

同时，后续规划也可在客户侧支持识别不同的业务特征，根据业务需求自动匹配或客户自主选择不同的网络链路、组网模式，并进行按需智能调度。

3.2网络分域编排

双层智能组网架构按照划分的不同网络域，分别构建不同的分域编排器，每个编排模块提供此域内的网络能力编排，对网络资源IP，VLAN，VNI，RT等进行分配和回收等，同时编排层也对外提供原子化API，进而满足上层业务任意组合订购需求。

3.3网络多级隔离

双层智能组网架构具备多级隔离，满足用户不同安全隔离要求。Underlay网络采用专网专用、VPN+物理隔离的硬软管道模式；Overlay网络基于L3VPN，采用Vxlan技术进行逻辑隔离，业务通过VNI进行区分，形成了基于双层网络的多级隔离体系，可以满足客户不同场景下的业务隔离和安全需求。

4.1应用介绍

双层智能组网解决方案支撑了众多公有云SaaS应用实现跨地域容灾、数据异地备份等需求；对于公有云商的客户，借助应用就近接入、网络智能调度的能力，可以实现跨地域、漫游等场景下，以较低成本、较高质量实现对云上服务的访问。

通过智能组网的高效编排体系，为客户提供一站式、快速开通及网络调整的服务，大大降低了云网业务整体的开通时长，开通效率提升约50%，部分业务变更时长甚至可由天级缩短至分钟级。

4.2应用价值

基于打造的双层智能网络架构，同时依托于灵活的编排调度方案，云服务提供商持续性地为客户提供高质量的云网一体化服务，不断深入地应用于各行各业，为其提供便捷高效的一站式服务。

自疫情爆发，线上办公、线上教学已成为工作、学习的主要方式，考虑到一般的办公软件和教学工具仅部署在全国的某一或某几个地点，但是使用这些工具的人员分布于全国各地，如何使各地区的人员高效、快速地使用办公软件或教学工具便成为亟须解决的问题。云服务提供商构建低时延、高可靠的网络通道，同时提供全局智能选路功能，将用户就近接入云资源池节点，自动选择最优路径来访问部署的业务，以达到加速访问的效果，更好地保障疫情期间各产业、各学校有条不紊地开展工作。

连锁企业上云是顺应技术发展之举，也是企业降低运营成本、优化管理和运行流程、提高整體创新能力、寻求新的利润增长点的最佳手段。以入云专线作为主线，安全可靠保障日常系统的访问之外，也可基于Overlay网络构建共享PoP网络，企业分支或总部可就近接入最近的资源池PoP点，直接访问云内各个域的系统；对于跨省分支机构，可就近接入公有云资源池PoP点，经实现流量快速转发至目标资源池，提升跨省上云的服务质量，总部与各分支通过共享PoP点实现数据交互，网络互联互通，完成日常巡检工作。

双层智能组网解决方案采用“智能组网、高校编排、精细控制”的技术能力，发挥其“业务智能调度、网络分域编排、网络多级隔离”的方案优势，实现技术引领业务创新，加速云网高效融合，助力千行百业加速数字化转型，进而为新型信息基础设施、算力网络提供有力支撑。

[1]罗欧，徐恩庆.关于企业上云赋能数字化转型的思考[J].信息通信技术与政策，2020（5）：71-75.

[2]张宁.云网融合的应用场景与未来展望[J].中国工业和信息化，2021（4）：18-24.

[3]周倩.“东数西算”力推全体系化产业升级[J].中国工业和信息化，2022（4）：30-35.

[4]郭健.基于SDN架构的云网融合技术研究与实践[J].电信工程技术与标准化，2022，35（3）：27-32.

[5]曹畅，张帅，刘莹，等.云网向算网演进中的若干关键技术问题[J].电信科学，2021，37（10）：93-101.

[6]王建宏，郭建波，王燕，等.面向云网融合业务的网络编排系统实现与研究[J].江苏通信，2021，37（4）：28-30.