山东联通vbras交流方案

城域网SDN&NFV理念与实践——联通新型城域网汇报材料汇报内容构建新型城域网的理念与思路华三城域网SDN/NFV方案及演进宽带提速带来的全面创新技术创新（云+SDN+NFV）NFVSDN云计算降低Capex、Opex持续扩展能力，节约功耗、空间软硬件解耦合，增强网络的灵活部署灵活，高效，集约化运营产品创新商业模式创新高速宽带智能家居公有云混合云CDN融合通信车联网……“前向运营”“前向运营+后向运营”逐渐清晰的运营商网络演进目标目标：建设以云为中心的新宽带网络架构演进的战略目标是要实现两个根本性转变。

一是实现从“互联网应用被动适应网络”向“网络主动、快速、灵活适应互联网应用”的根本性转变;

二是打破行政管理体制和传统组网思路的制约，转向“以IDC为核心”的新格局网络架构重构数据中心化虚拟化云化资源池化网络技术重构SDNNFVＯverlay变革重构业务应用重构面向应用大数据分析增值能力运营模式重构智能管道按需定制随需分配业务交付慢网络成本高应用扩展难网络僵化优化演进城域网做为运营商网络的核心，当前的网络架构无法有效提供增值服务及端到端智能管道能力，对于运营商变革的要求无法充分满足,需要进行网络架构重构。运营商城域网的变革建议－四个重构H3C面向下一代城域网的思考面向带宽管道模式CRMSE/POPAccess面向业务vPOP模式vCPEvRouterAP3GLTE固网vPOPvPOP无线云中心（OTT、自有业务）业务前推业务前推打造面向云服务的虚拟化城域网未来的城域网架构将以DC为核心，通过云-管-端提供云服务Underlay构建大容量、高速承载网络Overlay（SDN）构建灵活调度的业务网NFV软件化改造，形成集约化资源池运营Router＋WDM（Backbone）虚拟化城域网VDCApp＆ServicesvCPEvRouterAP3GLTE固网vPOPvPOP无线VDCApp＆Services汇报内容构建新型城域网的理念与思路华三城域网SDN/NFV方案及演进华三城域网SDN/NFV案例分享新兴的网络技术NFVISGVXLANNVGRESTTOpenFlowOverlayNFVSDN新网络技术定义：在流量层面逻辑地划分网络，]实现承载网络的虚拟化定义：剥离网络功能，虚拟化4-7层网络业务功能；需求导向定义：控制与转发分离，网络控制集中化，4层以下流量调度；科研导向SDN架构及特点软件定义网络（SoftwareDefinedNetworking，SDN）最早由斯坦福大学提出来的一种新型网络技术，其设计理念是分离网络的控制层面与数据转发层面，并实现可编程化的集中控制；传统网络设备仅耦合的网络架构被分拆成应用、控制、转发三层分离的架构，控制功能被转移到了控制层，上层应用、底层转发设施被抽象成多个逻辑实体。集中控制：集中控制使得全局优化成为可能，比如流量工程、负载均衡；集中控制使得整个网络可以当做一台设备进行维护，设备零配置即插即用，大大降低运维成本。开发接口：应用和网络的无缝集成，应用告诉网络如何运行才能更好地满足应用的需求，比如业务的带宽、延时需求、计费对路由的影响等。用户可以自行开发网络新功能，加快新功能面世周期；理论上NOS和转发硬件的开放标准接口使得硬件完全PC化。网络虚拟化：逻辑网络和物理网络的分离，逻辑网络可以根据业务需要进行配置、迁移，不受物理位置的限制；多租户支持，每个租户可以自行定义带宽需求和自动调整网络架构。NFV(NetworkFunctionsVirtualizations)通过软件定义设备，实现设备即服务；业务部署完全虚拟化，快速业务上线成为可能；切实降低业务部署成本，按需付费。NFV的核心思想：用标准服务器架构采用虚拟化、云计算等IT技术软件、硬件解耦NFV概念NFV整体体系架构NFVI：（NFVInfrastructure）是NFV的基础资源层，通过对计算、存储、网络等物理资源进行虚拟化，形成标准的、易于切割的虚拟资源，为VNF提供和硬件无关的运行环境。

VNF：（VirtualizedNetworkFunction）是具体网络功能的软件实现，运行在NFVI上，提供类似于现有网络中网络设备的功能。MANO：（NFVManagement&Orchestrator）是对整个NFV的管理和编排系统。Overlay网络简介网络虚拟化：是用来创建虚拟网络的容器，这些容器之间在逻辑上彼此隔离，但共享相同的底层承载网络。物理网络向云和虚拟化的深度延伸，使网络资源池化能力可以摆脱物理网络的限制Overlay网络是一个建立在已有网络上的虚拟网络，逻辑节点和逻辑链路构成了Overlay网络。目前基于SDN架构来实现Overlay网络是业界最流行最合理的方案。Overlay控制平面提供服务发现：Overlay边缘设备发现彼此，并建立Overlay隧道关系；地址通告和映射：Overlay边缘设备交换其学习到的主机可达性信息；

隧道管理：管理Overlay边缘设备之间的虚拟连接关系。Overlay数据平面提供基于VXLAN提供数据封装，基于承载网络传输。Overlay边缘设备Overlay数据报文的封装/解封装节点，决定了Overlay网络的规模。VxLAN技术

建立在物理IP网络之上的覆盖网使用UDP封装完整的内层以太报文共50字节的封装报文头24比特长度的VNI（VxLAN网络标识符）最大支持超过1600万个虚拟网络可跨越物理三层网络

利用ECMP（等价多路径负载均衡）对不同数据流使用不同的UDP源端口VTEP（VxLANTunnelEndPoint）隧道端点有自己的IP地址，对报文进行VXLAN封装/解封装。VXLANGateway–VXLAN网关，在VXLAN和非VXLAN二层网络之间转发流量的实体VXLANIPGateway–VXLAN三层网关，在VXLAN和三层网络之间转发流量的实体OuterMACDAOuterMACSAOuter802.1Q（可选）OuterIPDAOuterIPSAOuterUDPVXLAN头部（8字节）VxLAN封装InnerMACDAInnerMACSAInner802.1Q（可选）

OriginalEthernetPayloadCRC原始以太网报文城域网未来架构的演进趋势SDN对网络所产生的影响：实现网络的控制和转发分离；实现了网络自动化调度；提升业务部署的灵活性，增对不同的业务可以按照不同的资源分配策略进行业务部署；实现网络可视化及可编程化管理。NFV对网络所产生的影响：实现传统设备的软硬件解耦；对不同的NFV功能可形成池化部署;可结合业务的发展进行动态的资源部署和调配；增强了网络的健壮性、可靠性、灵活性；简化了维护和管理的复杂度。通过SDN+NFV技术，实现了控制、转发分离及软硬件的解耦；通过X86服务器+功能软件方式，可降低投资成本，并提升新业务及网络部署的便捷性。增强了业务部署的灵活性，可以实现业务的动态扩展和灵活调度；NFV池化部署，可以进一步提高设备的利用率，并有效的提升网络可靠性及安全。VXLAN技术为大二层互联提供了解决方案。VXLAN对网络所产生的影响：解决了VLAN数量限制问题；解决了IP子网的区域划分限制了二层网络连通性；运营商城域网NFV/SDN化趋势城域网CR接入层OLT宽带业务ITV业务宽带业务HypervisorVBASVBASVBASvSwitchSDNController虚拟汇聚交换机采用X86形态服务器，安装VBRAS软件模块构建控制池。可以分布在多个机房，通过SDN技术实现负载分担，通过overlay技术（vxlan）实现业务与物理位置解耦合。实现资源的充分利用。整个控制池提供基于X86的标准接口。可以快速增删业务。可紧耦合部署增值业务模块，实现深度业务融合。业务控制池Vxlan网络以数据中心为核心的新网络架构城域网NFV+VXLAN组网的价值“大容量，少局所”，运维简化，符合未来网络灵活、弹性、低成本的演进思路；VBRAS进行池化部署，减少部署局点，可实现业务的灵活调度与池化资源的共享；通过VBRAS的部署，可以更便捷、快速的支撑业务的上下线，进一步提升电信业务拓展的竞争力；结合VXLAN技术，通过DCSW对业务进行分流，可根据不同的业务需求进行灵活部署；NFV化+VXLAN技术部署可以进一步提高网络收敛比，节省城域网业务控制层及接入层投资；DCSW高密度100GE及10GE端口，可满足万兆OLT上联的需求；VBRAS+VXLAN部署方式，解决了传统MPLS部署复杂的问题，可直接建立VXLAN隧道；通过DCSW虚拟化技术及VBRAS资源池化，可以提升设备及链路的可靠性，业务保障能力得到提高。目前运营商城域网业务控制层及接入层存在的问题，及城域网未来的发展趋势和需求，采用VBRAS+VXLAN技术进行重构，面向未来来看的话都是非常必要的。NFV管理编排领域NFV业务领域华三NFV体系架构3rdVNFH3CNFVMANOH3CVNFManagervFWvACvCPEvBRASCASVCFCONESTORS125/76XUISvBRAS解决方案分阶段演进phase1虚拟化vBRAS功能覆盖物理BRAS性能达到商用要求基于IRF支持业务热备支持VxLAN区分用户开放接口（SNMP/NETCONF/TCL/Python）phase2资源池化基于云平台实现资源池化自动快速部署流量灵活调度Scalein/Scaleout状态实时监控视频及4K业务卸载开放接口（RESTful）phase3业务编排资源统一管理、灵活调度业务灵活定制、快速交付开放接口（RESTful）Phase1已经完成Phase2正在进行Phase3已经规划OverlayPhase1:vBRAS替代物理BRAS设备虚拟化：BRAS设备虚拟化，替代原有物理BRAS设备，负责用户的接入认证、及业务功能，建议使用SR-IOV网卡以提供较高的性能。高可靠性：两台vBRAS使用IRF技术进行1:1堆叠，相比虚机层面的备份，提供实现业务级的热备和可靠性。性能扩展：部署多台vBRAS，各vBRAS间相互独立；使用QinQ标签标识用户，交换机根据QinQ标签进行分流，将不同用户的流量引入不同vBRAS。ITV业务宽带业务汇聚交换机CROLTITV业务宽带业务OLTVBRASVBRASVBRASvBRAS接入交换机管理流量上行流量下行流量DHCPServer业务流量VNFManager城域骨干overlayWANOSS/BSS/UserPortalDSLAM/OLTDSLAM/OLTInternetVoIPCloud/DCIPTVH3CCloudOSFORNFVvBRASAAA,Portal,PolicyH3CVNFManagerSwitchOrchestratorSDNControllervBRAS演进：提供宽带业务流量灵活调度，视频及4K业务的转发控制分离Phase2：vBRAS资源池化vBRASvBRASvBRASvBRASPhase2：NFVManager设计架构NFVOrchestrator&OSS/BSSVNFManagerServiceOrchestrationVNFServicesDeployServicesTemplateServicesSystemManagementVIMSouthboundAPIsSNMP/NETCONF/CLI/TCL/Python…NorthboundRESTAPIsVNFvFWvACVSRvBRASvLBPhase2：vBRAS自动部署与弹性扩展交换机管理流量上行流量用户流量

用户流量交换机VCFControllerVNFManager用户流量

用户流量

vBRASDSLAM/OLTDSLAM/OLTIRF(业务热备)

vBRASvBRASIRF(业务热备)

vBRASvBRAS…自动部署：完成vBRAS的自动部署及初始配置加载。弹性伸缩：实时监控vBRAS的资源占用情况，结合用户设定的弹性策略，按需增加或减少vBRAS资源，并将vBRAS和SDNController、交换机联动，实现vBRAS的灵活分流和弹性伸缩。Phase3:POP资源池化与业务编排WANOSS/BSS/UserPortalDSLAM/OLTDSLAM/OLTInternetVoIPCloud/DCIPTVvBRASAAA,Portal,PolicyH3CVNFManagerSwitchH3CNFVMANOH3CVCFCControllervCDNvIPSDPIvFW按用户灵活定制业务：支持多种业务类型（BARS、FW、DPI、CDN…）业务集中化、资源池化业务链实现业务灵活定制、快速交付基于MANO的POP业务编排Phase3:NFVMANO提供NFV管理与编排服务目录管理VNF目录管理NFV实例管理NFVI资源管理VNFE/NMSNFVIOSS/BSSOrchestratorVirtualised

Infrastructure

Manager(s)VNF

Manager(s)Nfvo-ViNfvo-VnfmVnfm-ViOs-NfvoNf-ViNFV

Service

CatalogVNF

CatalogNFV

InstancesNFVI

ResourcesVeEn-VnfmVeNf-VnfmVn-NfVBRAS与传统BRAS对比分析对比项vBRAS硬件BRAS技术对比业务与硬件解耦，软件控制一切软件硬件耦合，封闭的业务单元适合承载业务大并发小颗粒业务ITMS、VoIP、WIFI等大流量颗粒业务IPTV等新业务升级1、集中升级软件1、芯片、机框更换2、软件升级新业务上线周期1、开发周期短（x86）2、不涉及硬件到货，升版周期短3、新业务开通按天计1、开发周期长（涉及专用NP开发）2、硬件设备到货、实施、调测周期长3、新业务开通周期按月计运维能力VNFmanager可对全网VBRAS设备进行统一管理，统一部署、统一升级，极大的减少了维护人员的压力；分散配置维护，运维压力较大投资保护软件投资永久生效，可平滑更换服务器对设备需台阶式升级（10G平台到100G平台等），投资成本较高和投资无法保护多业务支持不同的业务分布在不同vBras单元单台物理Bras承载较多业务，多业务配置复杂，升版甚至会影响其他业务用户与位置解耦vBras结合SDN+VxLAN技术实现方案级用户与vBras池位置解耦能力采用传统的L3VPN实现用户位置与Bras之间解耦，较为复杂云化和可靠性天然支持业务云化，支持资源池内HA、多个资源池间的HA，实现业务不掉线物理位置分布部署，不适合云化。总结虽然可以通过硬件BRAS＋SDN进行改造，但在架构，功能丰富度，扩展性，灵活性，资源管理上依然没有得到本质改善；相反，采用NFV形态的vBRAS天然利用虚拟化技术、云化技术，在各个方面可以得到本质上的解决；VBRAS与传统BRAS对比分析-ITMS业务虚拟网元配置虚拟网元类型吞吐量(bps)并发用户数每秒上线速率软件成本(元)硬件成本（元）对应业界产品对应成本(元)理论值混合包业务实测值业务实测值8vCPU/8GBvBras18G10G32K660client/秒105000元（软件80000：硬件100000÷4=

25000）ME60300000vBras（NAT444）16G9G32K660client/秒ME60410000每用户带宽：<0.375Mbps华为ME60（不开启NAT）成本：40GBras板卡由于控制层面资源限制，实际部署中大多带用户数16000，带机用户为32K时成本为2块40Gbras板卡，2*（4.5+4.8*2+0.4+0.7）=300000；华为ME60（NAT）成本：按带32000用户数情况下，CGN板卡配置1块，成本300000+110000=410000。VBRAS承载服务器按照4路8核服务器进行配置，可承载4套8VCPU能力的VBRAS结论：对于小颗粒业务（<0.375Mbps）（大并发小流量），8vCPU的vBras方式并发用户为32K，与硬件Bras比较：vBras成本为硬件Bras的30%左右。如果做NAT时，vBras/硬件Bras仅为25%，具有极大的投资优势。VBRAS与传统BRAS对比分析-wifi业务虚拟网元配置虚拟网元类型吞吐量(bps)并发用户数每秒上线速率软件成本(元)硬件成本（元）对应业界产品对应成本(元)理论值混合包业务实测值业务实测值8vCPU/8GBvBras18G10G16K660client/秒105000元（软件80000：硬件100000÷4=

25000）ME60150000vBras（