省级云网融合架构及系统演进发展策略研究

孙淳晔 赵秋爽 庞亚南

中国移动通信集团设计院有限公司河北分公司 石家庄 050021

引言

随着我国云计算发展进入应用普及阶段，企业上云成为大势所趋。尤其是从2020年开始，国家把“新基建”作为战略发展方向[1]，云网融合已成为新基建时代的重要实践。

所谓“云网融合”，云就是云计算，网就是通信网。云网融合又可称为云网一体，云网一体是基于业务需求和技术创新并行驱动带来的网络架构深刻变革，使得云和网高度协同，互为支撑，互为促进的一种模式。从行业角度看，就是IC和IT的融合。

云网融合的发展打造将带来极高的商业价值，体现在多个方面：通过构建多云多网融合产品服务能力，满足差异化客户业务需求，加速2B业务的发展；提升业务开通、产品上线的敏捷性，提升客户体验；云网融合能力开放，将使能行业生态，使能行业解决方案，构建粘性的行业解决方案。

在企业上云市场，运营商是后进入者，面临来自云服务商等多个维度OTT的激烈竞争，目前来看处于劣势。但运营商具备强大的基础网络能力，拥有遍布全国的光纤网络资源和大量经验丰富的一线营销和运维人员，提供安全、属地化服务，迫切需要把握住这一机遇，打造具备差异化特色的云网综合服务，充分借助“云”的触点能力，充分发挥“网”的资源优势[2]，打好云网融合攻坚战，成为抗衡OTT，赢得未来持续发展的新手段。

1 行业分析

对于云网融合，各运营商均做出了较快反应。中国电信推出天翼云，一方面进行了基础设施方面的动作，一方面进行了适当的组织调整；中国移动发布了移动云；中国联通则依托“混改”，在产业互联网基础上推出了云联网及相关云服务产品。

1.1 中国电信

2017年，中国电信确定了“2+4+31+X+O”的全国总体布局，“2”是两个覆盖全国的大规模中央数据中心；“4”是在京津冀、长三角、粤港澳、陕川渝4个重点区域部署区域节点；“31”是指每一个省都有一个数据中心；“X”指广泛分布的边缘节点，其部署于离用户最近的接入层面，实现网随云动、入云便捷、云间畅达，满足用户按需选择和低时延需求；“O”指的是海外节点，以布局海外业务。

在基础设施方面的动作之外，为了顺应云网融合的发展趋势，中国电信进行了组织架构调整，正式宣布撤销网络运行维护事业部、企业信息化事业部，设立云网运营部(数据中心)。

1.2 中国联通

2018年，中国联通推出了包括云联网、云组网、云专线、云宽带、联通云盾、视频智能精品网、金融精品网在内的七大产品，力求通过贴近用户、跨界部署云资源的方式构建云网融合新生态。

此外依托自身优势，与业界主流云服务提供商深入合作，构建了面向政企客户的线上云网一体自服务平台——云联网系统。目前云联网产品已为多个行业的数字化转型保驾护航，客户涵盖金融、地产、交通等各行业，并在许多行业的重大变革中发挥了重要作用。

1.3 中国移动

中国移动以对标第一阵营，更高起点规划，发挥后发优势，快速弥补差距，力争1～2年内建成国内领先云基础设施为目标。一方面完善资源布局，“N+31+X”三层架构的全网资源布局，加大基础设施建设规模；一方面通过“自建+合营”建设模式优化全网资源布局，加强自主研发和产业合作，并提升IaaS/PaaS/SaaS多样化产品服务能力，打造具备竞争优势的行业云解决方案；一方面围绕企业客户构建云宽带、云专线、云互联等优质竞争性云网融合产品能力，打造云网协同，网随云动的新优势。

2 省级公司云网融合发展驱动力分析

随着移动集团层面的云网演进规划建设的推进，目前省级层面在开展云网协同建设，已经具备了省节点移动云资源池，同时建设了云专网，包括云PE和网PE，初步具备了云网条件，但云网没有形成可控闭环，在云网一体化业务开展方面同时存在以下诸多问题。

1)流程独立，云网流程存在断点，协同效率低，云虚机开通流程与专线开通流程相互独立，跨系统、跨部门无法衔接及同步，邮件流转、电话跟踪，沟通成本高。

2)网络受限，受限网络架构，云专线为点到点开通，专线资源占用高、成本高。

3)效率低下，跨地市云专线，开通流程长、自动化程度低。

4)产品固化，现有专线产品类型固定，资费较高，用户门槛高，销售策略不灵活。

本文从省级公司实际情况出发，研究省级公司的云发展目标，明确省级公司云专网资源配置策略，研究云网界面层、协同层、管控层的整体架构，包括业务编排器、SDN控制器的引入策略等，进一步提出分场景的业务推广建议，构建公司“云+网+应用”[3]的差异化竞争优势。

3 云网融合架构演进分析

如图1所示，云网整体架构包括省级公司接入网、云专网(包括云PE及网PE以及之上部署的协同层、控制层等)以及云资源池，是一个支持多种接入方式，实现“网+云”的全链路可控，且能够实现云网服务的统一开通。

图1 端到端云网目标架构

3.1 省级公司接入网

云网融合业务应支持PTN、OTN、PON+VPN[4]接入方式，根据不同的接入方式，设置不同的省级公司落地设备。

1)SPN网

SPN(切片分组网)作为在PTN基础上提出的新一代切片分组网技术，在物理层、链路层和转发控制层采用创新技术，主要满足5G业务在内的综合业务传输网络需要，目前省级公司以实现了由PTN向SPN的演进。对于PTN/SPN云专线，建议在PTN/SPN省干网络节点下设置一对落地PTN与网PE对接，实现省级公司业务汇聚。

2)OTN网

对于OTN云专线，考虑OTN没有汇聚设备，建议企业客户通过OTN专线直接接入云专网的网PE。

3)PON网络

对于PON+VPN云专线，建议CMNet省网建设一对落地PE与网PE对接，实现省级公司业务汇聚。

3.2 云专网侧

为完成云、网的无缝对接，需要补齐省级公司云网间“跳接控制点”，一方面对接各类接入网实现业务方式接入，一方面对接资源池实现云能力提供，除云PE、网PE外，还要同步建设业务编排、网络编排以及网络及控制层等模块，实现业务、网络等不同层面的策略控制。

1)业务编排：主要实现业务的产商品发布、业务在线订购、敏捷开通等功能。

2)网络编排：主要实现云专线业务总体管控、流程编排、协同调度、资源调度，实现业务自动开通及灵活调整。网络编排应实现对异构传输网管系统的控制，具备跨厂家的编排能力。网络编排层接受业务编排下发的订单，协调各个控制单元，调用各个传输网管系统，进行专线开通流程，调用云管平台启动云内资源创建流程。

3)云插座控制器：通过Netconf下发业务配置,实现网络基本管理(OMC、拓扑可视、设备配置和管理配置恢复和回退)、业务配置和北向功能，控制网PE和云PE实现网络配置，完成云插座两端网络的互连，实现PON、PTN和OTN政企专网的自动开通。

3.3 云资源池

云资源池提供基于各类计算，存储资源的云服务，能够通过云管平台实现各类资源的快速创建，并能够实现与网络编排的顺滑对接。

1)与云专网对接

云专网通过一对客户专线接入交换机接入省节点资源池，从而建立客户VPC内服务器(云专线、云互联等连接类服务，对象存储、云桌面、VMware专属云等产品)的连接。

2)云资源池结构

云资源池包括运营管理平台，主要提供面向运维+运营人员的使用界面，实现统一运营、运维管理功能；云资源池管理平台面向运维人员服务，直接对接各类实体资源，实现统一管理和维护，并向运营管理平台提供相关信息。

云平台要向用户提供一个安全的运行环境，通过划分安全域、部署双层异构防火墙、划分VLAN/VXLAN、部署WAF、抗DDOS、IPS等安全手段实现对系统安全、网络安全、业务安全、业务数据安全和内容安全等方面的安全防护。

3)云内业务规划

IaaS类产品：包括计算、存储、网络、安全产品；相对高端规格产品由中心节点满足。

PaaS类产品：部署基础PaaS产品如云数据库MySQL、容器产品，以及政企客户相对需求旺盛但跨资源池实现代价较高的业务在省节点资源池部署，其它PaaS产品由中心节点满足。中间件、大数据以及人工智能AI等PaaS平台产品目前已经在中心节点试点，后续根据市场售卖情况逐步向其他中心节点以及省节点推广。

SaaS类产品：SaaS产品以合作引入为主，可以优先引入云桌面产品为例，其他产品根据试点售卖情况逐步推广。

3.4 云网业务的一键式开通流程设计

企业客户登录政企云统一门户，选择云网融合业务，跳转至云网融合管理平台，选择云网业务类型，输入客户信息、业务参数，并提交订单。

业务编排根据业务信息，将接入专线业务信息向网络编排派单。

网络编排根据接收到的专线订单，将订单信息进行拆分与编排，然后率先调用BSS与ESOP(集团客户业务综合运营平台)系统下发入云专线业务发放。

根据接入专线类型，网络编排将请求派发至不同的网管控制器，从而进一步下发配置控制信息。

PON/PTN/PON专线开通完成后，ESOP/综资将工单完成信息回送给网络编排，网络编排调用移动云云管平台，创建云内资源(云主机、云存储等)。

云内资源创建完成后，云网融合管理平台将云内网络和云插座网络开通工单发送给网络编排，网络编排调用移动云云管平台完成专线接入交换机与云PE互联配置。

网络编排调用网络控制器完成云插座MPLS L3VPN创建、网PE VLAN/BGP配置及与云GW互联的云PE VLAN及静态路由配置。

业务开通完成后，网络编排将竣工信息发送给政企云统一门户，并由政企云统一门户同步信息给ESOP/BOSS，启动计费。

4 省级公司云专网SDN引入策略

当前省级公司的云专网+云内专线及云资源可自动化发放，省级公司传统网络专线业务依托现有系统流程，如图2所示。

图2 SDN与现网并存架构

1)新建网络：采用新型SDN化智能系统，与网络编排器对接实现自动业务发放及运维，如SPN/5G等。

2)传统网络：现有系统逐步实现SDN改造，建议优先从PON+城域改造，然后逐步启动PTN网络。

3)云网一体化业务发放：未完成SDN改造前，系统并存，逐步完成全网的SDN系统升级，实现全网自动化。

5 网络编排器演进趋势

5G时代，网络切片[5]已成为一种行业专网变现的主要商业模式。5G行业专网网络切片的管理能力是实现5G网络切片的基础条件，需要运营、运维和基础设施各子系统给予必要的支撑。

如图3所示，省级切片管理系统[6]由二级CSMF(通信服务管理功能)、二级NSMF(网络切片管理功能)和NSSMF(网络子切片管理功能)等网元组成，是一个统一编排和管理的系统，实现跨无线、传输、核心网的端到端网络切片的协同和全生命周期管理。

云网融合中的网络编排后续向网络能力开放(NSMF+)升级，通过建设统一的网络编排器，提供更加丰富的API接口，实现以5G为代表的切片管理、切片设计、切片资源管理等相应功能，可以提供面向2B切片、园区等场景的业务开通、监控、网络保障等方面的能力。

6 未来云网一体业务发展分析

云网一体化的最终目的是为客户提供各类云网产品及服务，系统内主流云网厂商主要以三大运营商为主，系统外主要有腾讯、阿里、华为等厂商，在云网业务产品的领地上，运营商属于后来者，发展的产品种类也以追随并对标主流厂商产品为主，从而保证自己在该领域的一席之地，目前运营商主要的云网产品有云专线、云互联、云宽带、云联网等产品。

未来运营商应充分顺应数字化经济发展的潮流，在自研基础上与业界专业厂商开展合营与技术引入等方式的广泛合作，构建IaaS以我为主，PaaS为我所用，SaaS开放合作的丰富高质量的云产品体系，共同打造产业生态。

5G时代，MEC(Mobile Edge Computing)以其高密度计算、大流量和低时延就近部署的优势，已成为运营商发展5G、2B等客户高价值业务的重要战略和向服务运营转型的重要突破口，也是构建“云—网—边”组合一体化服务能力的关键环节。“云—网—边”组合的一体化解决方案将最大化运营商优势[7]，也是对运营技术能力、服务能力的一次挑战。

运营商应充分发挥自身网络及资源优势，以MEC[8]为发力点，构建“网随云动、云网一体”的智能网络，促进5G+MEC发展，深刻理解垂直行业需求，支持多样化应用场景，根据MEC部署位置，打造差异化组合解决方案，促进云网融合、云边协同，赋能服务“无处不在、触手可及”，构建差异化竞争优势。

同时，运营商应梳理主流业务应用，辨析核心技术需求，参考目前业务需求和成熟度，结合试点与行业示范经验，重点布局广域和局域两类业务场景。初期聚焦医疗、安防、电力、工业等规模大、易复制行业领域，打造“连接+计算”标准产品，重点发展此类局域边缘场景业务[9]；同步探索云游戏、 XR、高清直播等市场大和成熟度高的应用，特别是对带宽成本和终端算力[10]卸载需求强烈的应用，培育广域边缘场景业务生态能力。

最后，通过分析客户群特性及典型业务需求，提出以“网络安全+服务运营+生态”为核心优势构建分场景的解决方案，如表1所示。

7 结束语

企业上云需求日趋旺盛，以“云+DICT”为引领的数字化转型已成为竞争焦点，国家在相关层面也给予了政策支持，运营商层面除了内部因素，更多的面临外部行业的竞争与挑战。值此5G发展时机，运营商应该抓住机遇，充分借助“云”的触点能力，充分发挥“网”的资源优势，打好云网融合攻坚战，实现“云+网+X”的最终进阶。