拥抱SDN ZTE SDN Based IPRAN提高网络服务能力

中兴通讯 | 吴萍 张宝亚

拥抱SDN ZTE SDN Based IPRAN提高网络服务能力

中兴通讯 | 吴萍 张宝亚

随着移动互联网的普及，人力成本逐年提高对运营商的运营能力提出了更高的要求。SDN在IPRAN网络应用可实现全软件自动化管理及按需应用呈现，帮助运营商进一步简化运维。

IPRAN网络广泛应用于移动回传网，承载2G/3G/ LTE等移动业务。IPRAN全网采用IP/MPLS解决方案，接入层引入三层之后涉及到IGP/BGP/LDP/TE/PW/ BFD等大量配置，且一个IPRAN本地接入网往往有数千台的庞大规模，网络开通运维复杂，人员技术水平要求高。LTE时代eNB节点受频点影响，覆盖能力远小于目前的基站，这意味着需要更多的基站来补充覆盖，网络规模的扩大将会给运营商带来结构设计、业务配置和运维等方面的一系列问题和压力。

为应对现阶段尤其是LTE时代对IPRAN网络的要求和挑战，中兴通讯推出SDN Based IPRAN解决方案，海量远端接入层设备被虚拟成汇聚设备的板卡进行管理，汇聚层和接入层设备组成大的虚拟集群系统，使得接入层组网成为设备内部处理，简化IPRAN网络设备，提高网络自动化部署、运维和管理能力，提高网络服务能力。

一、中兴通讯SDN Based IPRAN网络模型

SDN Based IPRAN网络主要由SDN控制器和网络设备两部分组成，如图1所示。SDN控制器将实现对SDN控制器域内的设备进行控制，支持标准的API接口开放给第三方，也提供网管接口接收来自网管的控制管理。SDN控制器是虚拟网络的大脑，管理SDN网络拓扑，根据拓扑计算转发路径、配置管理业务，最后形成表项下发到网络设备。网络设备主要提供基本的业务转发、QOS等方面的能力，转发设备的转发表项由SDN控制器下发到设备，转发设备不运行复杂的路由协议，转发路径的形成由SDN控制器进行计算下发到设备。

目前SDN尚属于标准定义阶段，现阶段SDN标准尚不成熟，SDN在IPRAN上应用必然遵循由局部到全局的发展过程。当前在IPRAN接入层实现SDN，可大幅减少网元数量，简化网络架构，提升网络服务能力；网络的汇聚核心侧采用传统的IP技术，网络自由灵活。

二、SDN Based IPRAN不同平面功能

图1 SDN Based IPRAN的系统架构

图2 SDN Based IPRAN不同平面功能

引入SDN之后，IPRAN组网控制面板与转发面分离，接入设备与汇聚设备集成Control Agent模块，用于转发面与控制面的协议交互。运用SDN的IPRAN网络，三个平面的关系以及职能如图2所示。

转发面：业务发放不再关注网络设备之间转发路径如何建立，只关注业务的接入点和业务的终结点，以及带宽约束条件。

控制面：主要做业务级的控制平面定义，基于Openflow协议扩展，完成网络拓扑的发现、业务配置下发，业务PW/LSP路径的计算及表项的下发。

管理面：转发设备仍然具有独立的管理面，在网管上可作为独立网元管理。但是由于业务已经由Controller进行集中控制，因此网元管理面只提供网元设备管理功能，如转发节点设备本身的管理接口，如电源、电压、单板等管理功能。Controller提供基于网络的北向接口，提供给网管和第三方应用。

三、SDN Based IPRAN的控制器设置方式

IPRAN网络中，根据Controller的部署方式，可以分为外置独立的Controller和内置的Controller。内置式的实现方式是：SDN Controller内置在汇聚设备ASG上，CSG作为Agent；外置式的方式是采用独立的设备作为S DN Controller，CSG和ASG都作为Agent存在。

内置式SDN Controller模式，可以利用现有的网络设备，进行软件的升级，即可在接入层应用SDN技术，对网络架构和网络管理模式改动小，快速部署SDN。但是它受限于现有网络设备的处理性能，SDN Controller控制的范围局限在现有设备汇聚的网络大小；更为关键的是SDN Controller附着的设备没有转发与控制分离，从SDN技术以及应用场景来看，升级影响大，APP开发周期长，在一定成都上影响应用程序和后续功能的开通。

而外置独立式SDN Controller可以利用服务器等IT硬件，处理能力强，能够控制更大范围和更多节点；独立SDN Controller运行的网络设备不再参与网络数据流量的转发，可部署到远端数据中心，不受限于网络物理位置；运行程序独立，可以直接在控制器加载和卸载新的APP应用软件，快速开通新的应用，开发周期和难度大幅度降低，能够快速响应和跟随SDN技术的发展。

从长远的角度考虑，我们选用了控制器外置独立式的方式。外置独立式的SDN Controller，软件运行在独立的服务器上，服务器不参与网络业务流量的转发；CSG 和ASG都集成Control Agent模块，用于向Controller上报状态，接受Controller控制等；独立式的SDN Controller，一个网络中也可以部署多个Controller，控制器做主备方式或者负载分担方式；外部的网络设备可以认为SDN域就是一台路由器。如果SDN域外的设备与SDN域内的设备之间，在传统组网情况下建立有传统路由协议，ASG作为IPRAN虚拟化网络和传统IPRAN网络分界转发节点设备，与周边非SDN域内的网络设备建立传统的路由协议。

作为IPRAN领域的领导者，基于对移动业务分组化趋势的深刻理解，中兴通讯SDN Based IPRAN采用控制器外置独立式的方式，能够快速响应和跟随SDN技术的发展；采用标准的Openflow协议，兼容其它厂家，可实现跨厂家的业务部署，符合SDN理念和发展趋势，深刻体现了中兴通讯在IPRAN领域和SDN领域的技术积累和持续创新。