基于应用蓝图服务的SDN网络业务自动化实践与应用

2022-08-08陈志虎王台华中国移动通信集团江西有限公司南昌市330038

江西通信科技 2022年2期

陈斐陈志虎王台华龚鹍中国移动通信集团江西有限公司南昌市 330038

0 引言

随着业务用户数、网络设备和分布式应用程序数量的激增，网络建设与运维越来越复杂。传统数据中心将以硬件为主的手动网络转变为软件主导的自动化智能网络，智能网络以捕获业务模型并将其转化为网络业务自动化和一致应用的策略服务。目标是让网络持续监控和动态调整网络性能，以服务于业务有效稳定运行。

应用蓝图服务以软件定义的网络（SDN）为基础，使用网络控制器作为网络运行的中心控制点，通过图形化配置实现网络服务。通过网络的协作并将其优势扩展到整个业务流程，实现数字化转型。

1 应用背景

1.1 业务网络的设备统一纳管为基础

中国移动江西公司已建设异构数据中心的SDN网络统一编排应用系统（简称SDN控制器），通过DCI二三层互联实现跨域异构SDN网络，防火墙、负载均衡等网络设备的统一纳管与自动化配置，使SDN网络在转发面和上层技术解耦，避免整体网络依赖于底层网络技术，打破各厂商技术壁垒，择优选择网络设备。在控制面上通过统一SDN控制器实现全局网络资源统一控制与业务自动部署，解决网络配置复杂业务开通周期长，运维成本高，无法实现集中控制等问题，同时结合出口智能流量调度提升业务的支撑能力与容灾能力，提高生产与运营效率。

1.2 网络资源的统一调度与可视化

基于SDN和NFV技术从网络架构和功能架构进行融合。通过SDN技术，实现网络软硬件解耦以及软件功能云化。基于NFV技术的灵活性结合SDN技术实现网络服务的按需构建。

中国移动江西公司SDN网络资源池已构建一个基于VxLAN的资源共享、SDN网络资源统一调度、自动化部署的可视网络，实现虚拟网络的自动部署和监控，同时呈现网络间链路带宽及业务流量可视化能力。虚拟网络拓扑可视化、租户的业务资源统一监控与展示，统一可视化租户的网络状态信息、安全策略、流量负载均衡策略等网络业务信息。降低业务交付周期，提升网络资源利用率，简化运维。

1.3 基于应用蓝图服务的自动化网络

通过云数据中心的部署自动化能力，结合应用蓝图服务的云化自动服务，实现租户对业务部署与开通，自定义业务流程的分析和创建，实现业务网络自服务能力，实现网络即服务的能力。

应用蓝图服务是简化云计算资源管理和运维的服务，是一种可以通过可视化编辑器来创建、编辑的模板文件。应用蓝图定义的模板中包含所需的云计算资源（例如虚机实例、VPC、EIP等），并且可以定义资源间的依赖关系等。再结合平台中服务目录提供的配置以及部署功能，即可自动完成所有资源的创建和配置，租户可以通过API等方式将应用蓝图的编排能力与业务应用进行整合，实现基础设施即代码。

2 应用目标

应用蓝图服务在云数据中心的应用使网络资源形成服务能力，对业务应用的理解和流程建模，实现云数据中心对业务及应用提供所需的基础资源服务并缩短业务交付。

所以，应用蓝图服务需要对业务流程分析、业务流程自动化和业务按需构建。

（1）业务流程分析。应用蓝图服务可以帮助租户进行业务自动化部署前准确地可视化与流程分析。

（2）业务流程自动化。应用蓝图服务通过提供服务中各网元功能与配置属性来确定业务部署流程的嵌套。这种可视化编排带来业务流程的简化与业务部署的自动化。

（3）业务按需构建。应用蓝图服务传达了一项复杂服务的架构与流程。通过业务底层逻辑转换为业务需求与可视化，完成与服务所需状态相一致的网络策略服务。

3 系统功能实现

应用蓝图服务的定义模型，实现业务网络的自动化与标准化能力，实现所见即所得能力。如图1所示。

基于应用蓝图服务的智能网络与虚拟网络和业务系统及应用平台集成，能够实现以下事项：

◎适应新的应用和服务要求：基于自动化网络使资源部署的应用程序、优先处理应用程序以及通过API与IT服务和流程集成。

◎降低风险：通过不断收集遥测数据，结合机器学习，提供可靠性识别。如图1所示。

图1 基于应用蓝图服务的整体架构

3.1 应用蓝图服务全局化构建网络

基于智能网络应用的基础能力构建，完成租户通过意图方式来定义数据中心基础网络的蓝图构建，通过智能化翻译转换成基础网络配置脚本，通过“零接触”部署方式，实现基础网络的自动化能力。

3.2 应用蓝图服务激活网络策略自动化

基于应用蓝图服务的业务自动开通功能与全程可视化，其过程主要由三个部分组成：应用蓝图服务的输入及验证、应用蓝图服务自动化执行以及应用服务保障。

在输入阶段，租户只需选择业务场景，应用蓝图服务会根据所选场景自动判断并提示用户输入必须选择的信息，主要包括：上下业务的设备节点、业务端口等。而对于业务服务质量（包括带宽、QoS等），系统根据租户所选场景以及在该场景下的历史输入信息，提供默认推荐数据。在验证阶段，应用蓝图服务自动形成业务方案选项，包括满足所需的业务类型（如L3VPN、VP‐WS、VPLS）、业务拓扑、隧道类型、对应隧道的路由计算结果等全部信息。租户可以对业务方案进行选择确认，确认后让系统直接下发。系统将业务应用策略转换为设备的各种配置信息，经过系统自身对配置参数必要的校验处理后，下发给转发设备从而完成业务的自动化开通。当基于应用蓝图服务的业务顺利开通后，系统可以对生效后的配置进行有效的管理与维护。当业务无法满足租户或者租户业务发生变化后，应用蓝图服务在基于全局可视化环境下对网络所包含的设备、端口等资源进行操作与优化。

应用蓝图服务通过API接口激活SDN网络控制器，通过SDN编排控制器对包含网络编排、网络控制、网络管理服务的配置自动化。

3.3 全局可视化监控与验证

实现数据中心网络全局可视化，快速定位虚拟化网元（VM，OVS，vR，vFW，vLB 等）的具体物理位置。通过应用蓝图服务实现云数据中心网络架构全局可视化，形成资源统一管理与调度，呈现网络间链路带宽及业务流量可视化能力。快速定位故障与网络隔离，提升整体网络运维能力与故障预警和排查处理能力。如图2、图3所示。

图2 应用蓝图服务自动化部署与校验

4 结束语

中国移动江西公司推动新一代智能网络架构以及SDN/NFV业务资源融合演进，结合应用蓝图服务为云数据中心架构下的资源统一管控、自动弹性扩缩与调度、业务快速部署与开通、划分云网络边界等方面实现资源全局化可管、可控与可视。

应用蓝图服务功能结合未来语音识别、数据挖掘、大数据分析等多类应用技术，融合机器算法学习、知识图谱等新兴技术，彻底颠覆传统架构与业务交付。同时，随着5G规模不断扩大，新应用与新技术在云数据中心的应用，逐步推动着网络智能化持续演进。中国移动江西公司重点聚焦于智能化网络，增强网络能力的智能分析、智能决策方面的应用，推动IT的发展促进意图网络与自治网络的进程。

（1）对于中国移动江西公司而言，一方面可以利用应用蓝图服务实现网络的自动化和自服务，提高网络的智能化能力，同时也大幅降低网络建设与运维成本。另一方面，应用蓝图服务是简化云计算资源管理和运维的服务，标准化网络应用交付流程。让网络服务通过标准API接口方式将应用蓝图服务的编排能力与自定义的应用进行整合，实现基础设施即代码。