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解冲锋谈软件化IP网络关键问题

    转自:IT168    点击数:449    作者:佚名    日期:2015-9-11 12:09:14

 IT168 资讯】201597日,以“IPv6时代来了,你准备好了吗”为主题的“全球IPv6下一代互联网高峰会议(简称IPv6峰会)”在京举行。本次会议由全球IPv6论坛(IPv6 Forum)和天地互连(BII Group)共同主办,邀请了数十位海内外顶尖行业专家、数百位全球运营商代表、行业知名厂商代表、学术机构专家、用户企业及众多权威媒体共同参与,就“IPv6大规模部署的技术焦点与主流方案”、“IPv6发展给网络安全带来的影响与挑战”、“IPv6助力全球物联网”等众多焦点话题展开热烈讨论。中国电信北京研究院下一代互联网产品线总监解冲锋分享了软件化IP网络关键问题探讨的主题演讲。

 

▲解冲锋,中国电信北京研究院下一代互联网产品线总监

 

演讲实录如下:

 

大家下午好,我是中国电信北京研究院的解冲锋,非常感谢组委会给我这个机会,演讲的题目是软件化IP网络关键问题的探讨。我下一步会讲讲体会。软件化网络DNSIPv6还处于探索阶段,不是一下子有一个非常成熟的固定的方案,有讲得不对的地方希望大家能理解。

 

说一些早的互联网,其实基于TC的协议,是端到端的架构,这个架构是非常地简单,甚至有点可能发生一些问题,都是缺陷的,但是它又成功了,这个也是让人觉得不可思议的地方。比如说在服务里面,它现在所有的业务能支持的都支持了,IP支持了。早期的端到端的架构,基于数据转发的市。互联网经过从学术到市场化的转变,TCPIP互联网从早期的电子邮件到DPI,包括防火墙的能力,CDN,还有IPv6,当然大部分还是商业的考虑,为了提升网络的差异化的能力,有时候是安全的考虑。现在进入了互联网大爆发的时代,云计算又丰富了互联网的内涵。但是从总体来说,互联网到目前为止还是以TCPIP为根本的,所以我们研究新的技术的过程中,特别是作为我们这种技术人员、工程人员,现在我们也知道,网络到这个程度取得了很大的成功,但是也有新的现状和问题,我们过去的一年多也一直在总结,网络是比较复杂的。刚才提到的能力,结合早期的互联网有很大的不同。主要是它的设备形态,很多都是专业硬件形成网络的设备,它的时候也是专用的、封闭的,硬件、软件是耦合的。然后架构垂直、封闭、分析式控制,网络复杂而刚性,网元软硬件专用封闭,设备众、协议复杂,所以导致网络上到目前为止还没有一个全局的视图,当然这个也是相对的,包括它的流量、利用率等各个方面。其次网络难以改动,无法快速的配置资源。很多时候我们也有网管,但是网管就是属于一个监控的作为。资源不能共享,使用效率低。在城域网里面,有的时候相对比较繁忙,但是有的负载又比较轻,这时候资源又不能共享,很难共享。有时候一个设备里面这个资源比较紧张,比如说它的计算资源利用率比较高,但是它转发的资源又比较低,推动率还没有达到最大的转发量。还有设备供销大,进步慢、易于陷入被动。我觉得研究短用软件的方式可能这个问题更厉害一点,因为X86的平台,在同样的单位比特的转发率下面比现有的功耗还要高一些。另外就是运维困难,影响有效性。随着DNS技术的发展,网络里面将引入DC化、NFV化。希望网络里面有一个相对的全局视图,进行全局的资源共享和调度。同时需要设备通用,同样的一个服务器,今天作为一个防火墙使用,下次可能把它作为一个DPI或者其他的设备使用的。还有垂直开放、可编程,可以灵活快速的部署新业务,比如说第三方开发一个业务,我们基于业务链的技术可以把新的业务组合起来,让用户使用。网络软件从网络边缘开始初步的引入,这个过程是不可阻挡的,不是一成不变的。软件化、NFV化有它的优势在里面。

 

我们在后面大家分享在这方面所做的一点工作,现在网络里面也有本地的数据中心,或者我们叫网络的数据中心,这是网络一个比较大的变化。我们从另外一个角度看IPv6的发展,今天上午有些专家讲IPv6总体在国际上的发展,给我们一个新的启发的。就是说在美国、欧洲现在IPv6发展还比较快的,这个超出我们当初的预期了,比如说ATT达到50%以上,国外对IPv6的发展非常有信心,甚至在IPv4不是作为一个网络基本的,慢慢上升为一个业务了,IPv4在需要的时候给用户提供。这个设想是很大的,我觉得很有可能实现,可能在移动网里面实现会更快一些。从多个角度看网络,不能说IPv6就不用管了,这个做出来一个网络不支持IPv6肯定是有问题的。

 

所以我们想网络应该主动、快速、灵活的适应我们新的应用,改变过去那种,刚才提到的这几个不太灵活那种形态,网络云化,我们应该考虑到现有设备存在的合理性。因为很多设备新部署,这些设备一般淘汰周期是比较长的,长则十年都有可能的,短则五年。不可能说用完以后把设备都扔了,这也是极大的浪费。应该混合组网,应该有专业的设备,也有虚拟化的网络数据中心。其次利用DNS的新的能力,我们想智能的调度这些资源,包括比如说转发的资源,比如说我们的设备,我可以把一些用户的请求调度到另外的地方去。比如说会话,同一个网里面很多会话的资源,这个也是资源,但是现在的设备有瓶颈。还有CGN等资源的调度,当然CGN现在迫不得已引入这个设备,我们希望它的占有量越来越少。还有IPv6的双栈的集约化运营,包括一些控制器方面都要对IPv6支持,并且向IPv6centric网络演进。另外建立一个本地云,支持一些网络化的功能,也包括一些控制器。我们在控制器里面包括网络和数据中心的控制器,进行编排,统一编排器。比如说宽带网里面以数据中心为例,可能有几个方面需要考虑,一个是性能,通过虚拟化的方式满足转化和各种要求。要考虑它的处理能力,因为我们知道目前通用的X86平台和我们的实际需求还是有差距的。比如说有些它的流量比较小的业务,对性能要求不高的,但是它又占用会话资源,我们可以把它从已有的设备里面剥离出来,然后放到虚拟化的平台里面提供服务,这是值得我们思考的一个事情。比如说像一些物联网业务,是不是都可以这么做?这个我觉得还是值得探索的,这样把资源利用率降低。还有会话资源的考虑,解决一年、专用设备的瓶颈。在宽待里面还有区分用户、区分业务的问题,传统网络里面一般就是用二层,它的ID数量是非常有限的,比如说自动配置的VOID的系统,共同占用的时候这个ID比较紧张。我们可以通过软的方式解决这个问题,这个也是软件化网络典型的代表,突破传统的BDID的限制,新业务的部署要求这个刚才也提到了。

 

所以我们的一些交换机,比如说支持城域网的数据中心里面,它的VlAN的隧道,比如说VCTE可以通过云的方式提供。这是一个让人感觉比较兴奋的方案。当然我们也考虑有些业务,比如说视频,虚拟化的方式目前处理起来是有问题的,当然也没有测过。当然也可以试一下,通过X86,现在大家没有太大把握。而且视频业务希望靠用户越近越好,你这种能力上升了,视频又希望靠近用户,所以在这种情况下,我们考虑一下视频业务以后怎么承载?这也是一个问题。

 

叠加网络刚才也提到了,以现行的IP网络为基础建立叠加的逻辑网络,屏蔽掉底层物理网络差异,实现网络资源的虚拟化。我们现在可以跨越三层,而且ID的方式可以扩张很多虚拟化的网络可以共建在同一个基础设施上。如果都建立这个隧道的时候,IPv6是更好。因为如果是IPv4的话,这些隧道的建立有时候依赖于广播来发现ID地址的,通过广播的方式。而且现在网络里有很多的IPv4,通过这种方式建立隧道会把网络建的越来越复杂。但是如果采用IPv6的话,它是充足的地址空间,更有利于层结网络的建立。我们也想资源进一步池化,包括IP地址。这里面包括IPv6也包括IPv4,我们每个都设置一个地址池。然后有些防火墙的设备也设置地址池,对于大型的城域网来说,BNG的数量可接近100个,手工调配工作量大,并且难以适应地址利用的动态变化。我们觉得这个静态的方式也不能适应地址的需求的动态变化,所以我们想怎么样把地址也进行一个池化。从IPv6过渡来讲,目前来说每个过渡的技术都有IP地址池。每种都是在变化的,比如说最开始的是IPv4多一些,那这个静态的方式要把它池化管理,地址池管理的这么一个架构,我们集中式管理,在一个设备需要的时候可以动态申请。我们现在研究它的结构还有它的接口,包括它的相流程。目前我们想的包括这么几个过程,也和大家分享一下,首先是初始化。设备申请,就是地址发出地址池的申请,中间的服务器根据设备的请求有地址块,有的话就给网络设备响应,它有一个过期阶段,如果需要一段时间可以更新或者释放。还有一个状态监视,代理中的地址池检测模块持续检测地址的使用情况。还有回到SDN这个方面,它的场景是挺多的,包括私有云、混合云的云业务的发放,流量的调度,城域网的业务链,还有IDS的互联都是SDN的方式,场景也比较多。我今天给大家介绍一下我们在这方面做的流量条的系统。

 

基于SDN,我们传统网络也在说,把一个链路搬过来,把一个流量搬过来,保证链路使用的合理性,经常需要手工的干预。分布式的方式,因为没有全局视图,并不反映网络的真实方式。这是一个骨干网,就理解成中国电信的骨干网,有城域网,然后在相关的一些城域网都有一些数据中心,就是我们比较传统的数据中心。然后数据中心经常是连着城域网也连着骨干网,但这种方式的话,数据中心会干预骨干网的端口,还有所有的数据都会通过骨干网绕一下,这个也会增加相应的成本。这个建议在相关的地方建立DC的服务,这些数据中心接到呼机网络上,再接到骨干网上。这样端口少了,DC之间的流量也不用通过骨干网绕一下。我们想在这个场景之下,我们要做一个DC的流量优化,采用SDN的方式。从上面看来说,连着城域网也连着DC的专用。一个数据中心上联到一个地方是多个链路,它们之间怎么进行分配和调度。第二个,就是说DC连着专用,还连着城域网,有的时候我需要走专网,动态的调度。主流的厂家的一些设备,因为没法从SDN控制器的方面管理起来,因为每个厂家都有控制器,我们也很难把所有的控制起来,我们做了一个协同器,实现跨多个厂家之间的互通,同时可以形成一个调动。我们主要做的就是协同器。这是它系统的组成,就是包括流量采集,因为你要知道每个链路和端口使用的情况,其次就是流量接收的模块,我们从设备里面,比如说XFLOW的调动,分析流程的组成。我也知道这些客户的流量,我们可以对它进行调度和分析识别,还有厂家控制器的接口,这个我们底下是通过多个厂家控制器做的,还有相关的调度算法。目前我们可以实现基于元的对大客户的流量把握。这是我们做的一个,比如一个链路,黄颜色这个地方利用率已经达到了比较高的,超过70%多的时候,我们也设了蓝线,超过的时候做一个自动的调度,可以把它降下来,满足这种场景之下的要求。我们觉得这是非常有现实需求的这么一个SDN的应用场景,虽然说SDN的架构和我们理想的SDN的模型还有一点不同,但是这个是实际需求的一个方案。

 

当然我们说整个网络慢慢软件化,从边缘进行软件化,一个是控制器怎么样达到要求,对于安全的问题。还有怎么实现的问题。因为大家都说开元,但业界开元又比较多,还有怎么实现跨厂家的互通。刚才跨厂家互通都是通过协同器的方式来实现的,将来有什么样的是值得思考的问题。还有编排器通过什么样的方式实现?是通过开元的方式呢?还有转发设备,这个也是我们非常关心的一个问题,大家一提到就说性能可以吗?能满足相关的需求吗?还有一些协议,一些协议标准还没定义完。还有一些对网络的改变,都是对我们网络人的一些挑战。

 

  所以简单的总结,数据中心因为网络云化在网络的地位进一步提升,综合考虑网络软件化、IPv6引入等,形成新一代的网络基础设施。SDNNFV可以提高网络资源,转发、会话、CGNIP地址等的共享程度,提供高资源使用效率。软件化网络可以实现流量调优,优化网络利用率,实现自动化配置,简化运维。SDN化的对于网元的可靠性、实现方式、新的协议要求及运维方式提出了新的要求。

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