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爱立信软件定义网络方案助力提升运维效率

http://www.c114.net ( 2014/8/26 15:25 )

* 本文介绍了爱立信首先提出的Service Provider SDN概念,以及其在运营商网络运维方面的两个主要用例,并且详细阐述了概念验证原型机的实现。

* 运营商软件定义网络,业务链,运维用例

爱立信Service Provider SDN – 方案介绍

近两年业界对SDN的关注和探讨持续升温,主要都专注在数据中心的应用。爱立信作为早期SDN概念和OpenFlow标准的主要贡献者,和全球顶级运营商紧密合作,从降低成本和扩展业务机会的角度共同研究和开发SDN技术在核心网的应用。例如,爱立信和Telstra从2012年开始合作,开发了业务链动态调度方案,首先提出了运营商SDN的概念。

目前移动运营商在Gi/SGi口搭建不同的应用平台提供增值业务,但是采用的技术只能静态配置用户的业务路径,而且一般只能基于APN对用户/流量进行粗略划分,几乎不感知用户、应用和网络信息,只能提供有限的业务组合,存在业务单一的问题、网络节点低效的问题和扩展性难题。如果要提供个性化的服务,网络架构调整极其复杂,集成周期长,成本高昂,将大幅增加网络复杂度和运营成本。在这种情况下,运营商只能寻找个性化业务的“甜点”——给用户提供有限的业务选择。

动态业务链方案通过策略匹配可以基于精细的策略属性来控制用户数据的交换路径,不同路径提供不同的增值业务。例如,可以基于用户签约决定是否提供内容过滤业务,根据用户访问体验决定是否通过本地缓存进行加速,根据目的网站决定是否要插入用户号码,根据网络拥塞情况决定是否调整视频编码。并且可以前后链接对多种业务进行组合,提供个性化服务。

通过采用动态业务链方案,业务多样性和网络复杂性之间的矛盾大大缓解,可以给运营商带来了如下好处:

降低投资成本:业务平台只服务有订购的用户,更加有效地利用增值服务节点的硬件、软件投资

减少运营成本:集中化的控制可以更加简单快速地进行网络配置、故障处理,故障时也易于自动切换到备份系统

增加灵活性:新功能新业务可以更快投入市场,业务链可以动态实时修改

目前,动态的业务链可以灵活高效地提供各种增值业务组合:

·内容过滤/绿色上网

·杀毒和垃圾邮件过滤

·防火墙/IDS(入侵检测系统)/IPS(入侵保护系统)

·视频优化

·缓存和加速

·内容插入

·QoS控制

·…

此外,运营商SDN还扩展了业界对SDN的定义:

集成的网络控制:运营商SDN在网络的各个层面全面采用SDN,对接入网、传输网、核心网、数据中心网络根据业务要求进行统一的动态控制,灵活快捷地部署新功能,为用户提供卓越的业务和体验。

统一的网络和云管理:在网管中引入新的云管理和SDN管理功能,实现网络、业务、管理一体化整合

网络能力开放:除了受爱立信的业务链控制器、传输网络控制器、云网络控制器等方案的控制,运营商SDN网络还可以通过北向接口将网络能力开放给其他应用和服务, 使得应用开发者能够最大化地利用网络的能力,而不需要深入了解网络拓扑和功能。

拥有了上述要素,运营商现有的网络可以逐步演进以扩展业务能力和提升用户体验,从而强化基于网络控制能力的竞争优势,摆脱“哑管道”的标签。

除了在增值业务方面的应用,爱立信也一直在思考和探索SDN技术对运营商的日常运维工作的助益。

SDN动态业务链在运维方面的应用

运维工作是运营商最重要的日常工作之一,它直接决定了运营商网络和其所提供的服务的质量,同时也是最影响运营商网络成本的一个关键因素。前面讲述了SDN技术的动态业务链方案在核心网的应用,那么如何采用SDN技术来帮助运营商优化运维工作流程,减小网络影响,提升运维效率,从而降低运维成本呢?

首先,我们通过运维工作中的两个例子,来看看目前这些工作中存在的问题,和一些潜在的需求。

比如说,在日常的运维工作中,我们经常会对网络节点(如Gi接口处的增值业务节点)进行软件升级,目前的升级方案存在以下问题和诉求:

1.需要大量的人工交互操作--- 能否将安装/升级步骤尽最大可能自动化?

2.有的节点升级后,一旦出现问题,需要回退到原版本,排查故障后再重新升级。这一系列操作需要大量的手工操作,而且造成大约10分钟以上的业务中断 -- 能否在新版本正式启用前,首先在现网中用少量友好商业用户进行测试,在验证功能正常后,再将商业用户分阶段逐步导入到新版本的节点上来?一旦出现问题,可以方便灵活的将用户业务倒回原版本节点?

再比如说,在运营商进行故障排查(Trouble Shooting)的过程中,出现问题时需要人工来抓包分析;缺少有效的端到端的跟踪功能,需要大量的时间才能从对多个端口的追踪中提取出一个用户流的完整的踪迹。如何仿真出现故障的用户业务流,重现该故障并对追踪的业务流进行分析,从而快速有效的定位故障所在并解决?

上述两个典型的运维工作场景,如果采用SDN技术来实现,会是怎样的解决方案并带来什么好处呢?爱立信东北亚区技术创新部研发了针对上述两种场景的概念验证原型(PoC),验证了应用SDN技术可以使运营商在以上日常维护的工作中有全新的灵活的解决方案,提高运维效率。

第一个SDN PoC -- 基于SDN的软件升级,验证了使用SDN方案可以灵活方便的解决上述问题。具体方案如下:在现网中使用一些友好商用用户的业务流,通过OpenFlow的镜像功能,将特定用户流复制一份到新版本所在的节点进行处理,由测试设备接收该节点处理后的数据包;同时保留用户正常业务流的原有路径和用户业务不受任何影响,将用户正常业务流(由旧版本处理的)也镜像一份到测试设备。通过比较测试设备接收到的两个分别由新旧版本节点处理的流,来验证新版本的功能是否符合要求。

当反复验证确认新版本功能一切正常后,决定切换至新版本使用时,由SDN动态业务链方案将所有商用用户的流按照运营商制定的策略,逐步地引导到新版本所在的路径上来。这样一方面提供了在正式升级商用之前,可以在现网验证而不影响任何用户业务,避免了软件升级后才发现在现网中有任何问题而回退机制繁杂且引起业务中断;另一方面在正式切换时也可以按策略分批逐步进行,确保平稳过渡和紧急情况下的及时有效的回退。

第二个SDN PoC -- 基于SDN的故障排查,验证了使用SDN方案可以根据故障类型,快速灵活的生成仿真的问题业务流插入到网络中,使测试流经过与问题用户业务流同样的路径的处理,最终由测试设备接收并分析,送交业务支撑系统做相应的分析定位和解决(如更改配置等)。SDN方案提供了在网络中动态灵活引入各种测试业务流的可能,使得在故障排查过程中可以快速重现问题,快速定位并最终解决故障。
上述两个PoC充分验证了SDN的确可以为运营商在日程运维工作中提供更有效灵活的解决方案,从而极大地提升运维效率,降低OPEX。

总结

爱立信一直在积极研究和探索SP-SDN技术能够为运营商提供的新的应用场景和解决方案。每一个新方案的提出,都会和一些主要运营商进行反复探讨和验证,不仅验证技术方案的可行性,而且分析其商业价值,以确保新方案贴近客户,能为客户带来真正的价值。以SDN软件升级方案为例,经过对东北亚区一个运营商的网络及业务分析得出,该方案能简化现有网络节点的升级流程,减少宕机时间,优化节点的负载均衡方案;SDN的集中控制使运维人员易于操作,易于发现问题并解决问题,最终会为该运营商降低大约30%的OPEX。事实证明,爱立信软件定义网络方案能有效助力运营商提升运维效率,降低运维成本。

关于作者

符安华 爱立信东北亚区客户方案部 客户方案专家

李娜 爱立信东北亚区技术部 高级经理

   来源:C114中国通信网

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