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纵观IT行业的发展,网络技术曾经为应对各种应用需求,产生了多种多样复杂的架构、技术和协议。在过去的几十年里,网络界一个共同目标就是网络架构、技术和协议的融合统一。可喜的是,通过全球学术界和工业界的携手努力,IP/MPLS技术成为业界最为广泛采用的通用网络技术。然而,为了满足越来越多的应用需求,IP/MPLS技术在过去20年一直在做加法,功能不断丰富的同时也带来了实施和使用上的复杂性。采用现有技术框架应对未来5G、物联网的需求,面临巨大挑战。分段路由(Segment Routing)技术的发明有望更好地解决此问题,其“做减法”的思想,赋予了它高度的可扩展性和可维护性。同时,Segment Routing与IPv6的结合(SRv6),为构建下一代网络架构体系提供了一个非常强大的工具。
赵旭龙,是著名云计算专家和网络架构师,他于2017年首次在行业提出网络从RSVPTE向IP only结合战术型Segment Routing TE控制方向发展,针对流量工程MPLS-TE,他提出使用并验证PCEP读取整网 RSVPTE 路径信息,进行TE路径对账监控。2017年-2019年,在腾讯(Tencent)科技技术有限公司工作期间, 他优化全网MPLS TE的数量,从5w多条Tunnel降低到2w多条,是Segment Routing TE领域的佼佼者。他分析及评估TE保护与FRR的使用方式,分析了以满足5G业务承载为主的智能城域网网络的总体架构,从智能城域网组网、IGP协议部署、BGP协议部署,结合Segment Routing、SDN、BGP-LS、MPLS BGP VPN跨域对接等技术。他从系统上阐述了智能城域网与周边网络系统的对接情况以及5G相关业务VPN在智能城域网内、跨网之间互通的网络承载实现方案。智能城域网通过架构简化、协议简化、设备简化、网络控制和管理智能化实现了面向5G业务为主的多业务融合统一承载,解决了业务承载一致性差的问题,满足未来5G时代业务的承载需求。

图1 赵旭龙(左)与Segment Routing详解(第一卷)作者克拉伦斯·菲尔斯菲尔斯(Clarence Filsfils)(右)
2014年1月-2017年10月,在担任思科系统(Cisco Systems)(网络)技术有限公司高级服务部门解决方案架构师&技术团队负责人期间,他主导并参与实施联通集团数据中心互联SDN项目,帮助联通构建了多张不同定位的IP承载网络,主要分为IP城域网和UTN城域承载传送网。其中,IP城域网是互联网业务的承载网络,主要承载的有家庭固定宽带、固网语音、IPTV、政企专线等业务;UTN城域承载传送网络则主要用于IP/MPLS技术的无线接入网(IP RAN)、政企专线等业务。不同城域网络的管理相对独立,并且在设备容量、协议使用、自治域划分以及业务功能支持上都各不相同,随着IP业务融合演进发展的趋势,上述网络之间形成了复杂的业务联系,多张网络互联带来了背靠背资源浪费以及网络管理的高复杂度,同时导致业务承载的一致性差、业务转发效率低、网络扩展不灵活、创新业务支撑不足等一系列问题。
鉴于现有网络的复杂性以及5G承载、通信云化、城域网网络功能虚拟化等业务承载的迫切要求,赵旭龙帮助中国联通城域网络进行了重构。他认为,随着5G时代的到来,5G基站建站速度及建站密度都远超4G基站,4G承载网的接入汇聚核心设备无论从容量还是功能性能等方面都无法满足5G 业务的发展,因此,他认为,以5G建设及5G承载网络构建为契机,打破烟囱式的组网架构,构建一张融合承载的智能城域网实现通信云、移动业务、政企客户接入以及固网宽带等业务的综合承载成为必要。
赵旭龙提出了联通智能城域网组网方案
赵旭龙提出了联通智能城域网组网方案,该智能城域网方案采用核心(MCR)+ 汇聚(MER)+ 接入(MAR)的简化架构实现5G 业务、专线业务、家客业务以及4G、5G 基站互操作等业务的综合承载目标。

图2 联通智能城域网总体架构
其中,核心设备(MCR)用于网内不同汇聚设备间流量转发以及与其他网络间流量转发;汇聚设备(MER)用于多业务综合承载接入,包括基站回传业务、大客户业务、通信云业务以及vBRAS业务等,与MER同局址的BBU或少量周边基站直接接入MER;接入设备(MAR)用于基站接入以及部分节点的综合业务接入。MCR和169网CR对接,疏导vBRAS家宽业务流量以及互联网专线类流量;MCR和CUII/B对接,疏导访问大区5GC流量;MCR和UPF对接,疏导访问UPF流量。MCR和IPRAN对接,疏导互通流量和访问4G 核心网流量;MCR 和电信网络对接,疏导共建共享流量。
智能城域网IGP协议部署
智能城域网IGP 协议层次化部署,MCR 与MER 之间、MER 与MAR 之间均部署ISIS 协议,都采用Level2层级,MCR 与MER 设备共进程ISIS n。接入环采用ISIS 多进程,接入MAR 设备按环分进程,每个接入环(或接入链)部署1 个ISIS 进程,与核心汇聚层实现路由隔离,同一对汇聚设备下不同接入环分属不同进程,进程间的路由相互隔离[2]。如存在多级接入环,二级接入环/ 接入链与一级接入环采用同一进程。
MAR 将MAR-MAR 互联、MAR-MER 互联接口和自身环回口宣告进ISIS,ISIS 进程号与本设备所在的环号对应。MER-MER 互联接口开启N+1个子接口,面向接入侧的N个子接口运行接入环ISIS进程,第N+1个子接口运行MER-MCR之间的ISIS进程。

图3 智能城域网IGP协议部署
IGP COST值设置原则
接入环MAR-MER或MAR之间的COST设置为100,MER-MER之间用于接入环ISIS 进程的互联子接口COST值大于接入环所有链路COST 值之和设置为2 000,为接入环闭环,确保MAR 之间的互通不经过MER 绕行。
MCR根据双平面设计原则,汇聚环MER之间以及MER-MCR之间COST 设置一致均为100。同时为保证横穿流量尽量靠近接入层,相同层级节点之间互联电路COST值逐级减小,MCR-MCR之间COST设置为150大于MER-MER的COST值100。
赵旭龙提出的智能城域网的建设部署实现了多业务的1张本地网统一承载,解决了现有城域网网络复杂、跨网互通成本高、业务转发效率偏低、业务承载一致性差、网络扩展不够灵活、创新业务支撑不足等一系列问题。他结合SDN 以及智能化应用的部署,更好地实现了云网协同、业务自动开通,促进了通信DC 的云化演进,同时构建智能化、自动化、开放化的网络管控系统,开创了全新的业务开通模式,提升了网络配置的规范性、准确性、可靠性,支撑智能化运维和互联网化运营,大大降低了运维成本,迎接5G 时代的挑战。(作者:谭贵宙)
2020年5月30日,由中国计算机学会(CCF)主办,CCF数据库专业委员会承办的“2020年中国数据库前沿战略研…
2020-06-01 10:42京ICP证000080(一)-16
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