隨著互聯(lián)網、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術的快速發(fā)展和創(chuàng)新應用，各行各業(yè)迎來數(shù)字化轉型的浪潮，全社會進入數(shù)字化轉型時代。數(shù)據(jù)成為水、電一樣滿足企業(yè)和個人生產生活需求的核心要素，承載、傳輸數(shù)據(jù)的云網基礎設施成為支撐全社會轉型升級的基石。

　　電信運營商IP骨干網作為云網基礎設施的核心部分，需要面向云網業(yè)務發(fā)展新需求，構建新型網絡架構、引入新技術，助力全行業(yè)數(shù)字化轉型。

　　云作為數(shù)據(jù)載體，逐漸向中心云、區(qū)域云、邊緣云多級部署架構演進，滿足數(shù)字化轉型在算力、存儲、可靠性、安全性、性能等方面的差異化應用需求。網絡作為數(shù)據(jù)流通的“動脈”則需要在各級云、站點、終端之間提供差異化、敏捷化、智慧化的聯(lián)接服務。

　　電信運營商IP骨干網需要滿足云網業(yè)務需求：

　　- 多云多網互聯(lián)：不同的企業(yè)可能根據(jù)各自情況選擇使用運營商自營公有云、第三方公有云、企業(yè)私有云等多云混合云，并通過OLT、IP RAN、OTN等多種接入形式，IP骨干網需要具備多云多網任意互聯(lián)能力；

　　- 差異化承載：IP骨干網需要具備提供差異化承載服務能力，滿足不同客戶在SLA、價格等方面的差異化需求；

　　- 安全保障：IP骨干網需要對業(yè)務進行有效隔離并提供高可靠的網絡承載；

　　- 敏捷服務：云網融合業(yè)務要求網絡能夠適配資源池化、快速伸縮、按需自主、服務可度量等云基本特征，IP骨干網需要具備網絡資源和狀態(tài)可視化、網絡能力服務化開放化能力，支持業(yè)務快速上線、網絡快速開通、故障快速定位。

　　電信運營商IP骨干網在5G時代難以適應云網業(yè)務在質量保證和業(yè)務開通方面的要求，需要對網絡架構進行整體升級。

　　運營商云骨干網架構包含網絡資源層、網絡控制層、業(yè)務編排層三個層次（見圖1）。

　　網絡資源層，云骨干網提供各類云和各種本地網之間數(shù)據(jù)流通的管道。云骨干網采用P和PE（Provider Edge）兩級扁平化組網，以云的位置和規(guī)模設置云PE，按本地網設置網PE。

　　網絡控制層，云骨干控制器提供能力包括：云骨干網的拓撲、資源、質量等狀態(tài)可視管理，云網VPN、TE（流量工程）路徑等業(yè)務的自動化集中部署，及網絡功能服務化接口。

　　業(yè)務編排層，云網業(yè)務編排器實現(xiàn)多云多網環(huán)境下的云專線、云互聯(lián)等云網一體化業(yè)務快速開通。

　
圖1  運營商骨干網網絡架構

　　在云骨干網新架構下（見圖2），需要引入新技術滿足云網業(yè)務在業(yè)務承載、敏捷服務、安全保障等方面的需求。

圖2   運營商云骨干網技術架構

　　在業(yè)務承載方面，SRv6和BIER是云骨干網技術演進方向，分別用于承載單播業(yè)務和組播業(yè)務。

　　SRv6是基于IPv6轉發(fā)面的Segment Routing技術，采用IPv6地址作為SRv6 SID（Segment ID），并通過IPv6 SRH（Segment Routing Header）擴展頭攜帶包含多個SRv6 SID的SID List進行源路由轉發(fā)實現(xiàn)流量工程差異化承載，128bits長度的SRv6 SID由用于尋址的Locator、用于拓撲和業(yè)務操作的Function和Argument三部分組成，具備原生路由和靈活編程的能力。相對于傳統(tǒng)MPLS和SR-MPLS技術，SRv6是云網業(yè)務承載的最佳技術方案：一是SRv6 SID支持原生IPv6轉發(fā)，有利于IPv6目標網絡演進以及云網業(yè)務跨域一跳拉通；二是SRv6 SID支持靈活編程，有利于云網業(yè)務應用創(chuàng)新；三是控制面極簡部署，有利于SDN集中控制和網絡快速開通。

　　BIER（Bit Index Explicit Replication）是一種基于位索引顯式復制的新型組播技術。該技術具備以下特征：一是協(xié)議簡化，BIER基于IGP、BGP等路由協(xié)議擴展交互控制面信息，無需部署獨立的協(xié)議并進行RP規(guī)劃；二是流狀態(tài)無關，BIER不需要中間節(jié)點維持任何組播流狀態(tài)，BIER轉發(fā)依賴的BIFT表基于拓撲計算生成，不受組播業(yè)務源和接收者變化影響，具備良好的業(yè)務擴展性、網絡穩(wěn)定性以及收斂確定性；三是網業(yè)分離，BIER作為獨立傳送技術，既可以靈活適配各種路由環(huán)境（IPv4或IPv6，OSPF、ISIS或BGP，AS域內或AS域間），也可以靈活適配各種上層組播應用（IPv4、IPv6或L2，全局或VPN），上層組播應用和底層路由環(huán)境沒有耦合關系。BIER技術的引入將賦予云骨干網云網組播業(yè)務能力。

　　在敏捷服務方面，云骨干網需要引入TWAMP、BGP-LS、Netconf/YANG、BGP for SRv6 Policy、IOAM、Telemetry等新技術，并與SDN控制器以及云網業(yè)務編排器配合，提供資源狀態(tài)可視、網絡快速開通、故障快速定位等能力。

　　TWAMP可對網絡鏈路丟包率、時延、抖動等質量狀況進行測量，并通過IGP擴展進行泛洪；BGP-LS可將網絡拓撲、資源狀態(tài)、質量狀態(tài)、SRv6 SID等信息上報SDN控制器。SDN控制器可以基于這些信息進行可視化管理和云網業(yè)務差異化路徑計算。

　　Netconf/YANG和BGP for SRv6 Policy用于SDN控制器對接云骨干網設備，實現(xiàn)VPN業(yè)務和差異化承載路徑的自動化部署。

　　IOAM技術在指定的業(yè)務流量中插入控制信息，由轉發(fā)設備根據(jù)這些控制信息對業(yè)務流量相關信息進行采集上報給分析器，檢測指定業(yè)務的時延、丟包等性能信息，從而實現(xiàn)網絡質量SLA實時可視、快速故障定界和定位。在部署SRv6的云骨干網中，IOAM控制信息可以放在IPv6 DOH頭部，采集信息可以通過Telemetry上報。

　　Telemetry是一種基于YANG模型定義、GPB數(shù)據(jù)編碼、GRPC通道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)推送技術，其特點是數(shù)據(jù)結構化、高頻推送和高效傳輸。Telemetry可以將云骨干網的拓撲狀態(tài)、性能狀態(tài)、業(yè)務質量等信息更加精確地上報給SDN控制器，這些信息有助于云網業(yè)務應用創(chuàng)新，比如客戶SLA可視服務、流量調優(yōu)、預防性故障修復等。

　　敏捷服務還要求云骨干網的SDN控制器將資源可視、質量可視、業(yè)務部署等網絡能力定義成統(tǒng)一的網絡服務接口，由云網業(yè)務編排器靈活調用，實現(xiàn)多云多網場景云網一體化服務。

　　在安全保障方面，云骨干網可以利用SRv6相關機制保障網絡和業(yè)務可靠性，并引入FlexAglo、FlexE等技術提供云網業(yè)務資源隔離保障。

　　SRv6具備多個層次的可靠性機制，一是TI-LFA FRR和Protected Adj-SID通過預設的保護路徑對END和END.X提供局部保護，二是SRv6 Policy的多個Candidate Path之間通過Hot-Standby預設路徑或路由收斂方式對主路徑提供端到端保護，三是SRv6 Policy的Candidate Path下多個SID List之間互為端到端保護路徑。結合BFD/S-BFD快速故障檢測技術，可實現(xiàn)50ms級別的保護倒換。

　　SRv6 FlexAglo技術可以通過部署不同的算法ID和約束條件，將云骨干網劃分為不同的網絡切片，每個切片包含一組節(jié)點和鏈路，有獨立的資源保障，可實現(xiàn)大帶寬、低時延等確定性業(yè)務保障訴求。切片節(jié)點由相應FlexAglo算法的ID標識，切片鏈路由相應的Affinity屬性或SliceID標識，鏈路可以是物理接口、FlexE接口或配置隊列資源有帶寬保障的子接口，F(xiàn)lexE接口的帶寬為5Gbps的倍數(shù)，子接口的帶寬比較靈活、可以幾Mbps到幾十Gbps不等。

　　電信運營商作為數(shù)字產業(yè)的主力軍，應以云為中心，通過網絡重構和技術升級，構建面向服務、敏捷和精準的云網底座，助力全社會數(shù)字化轉型。在向云骨干目標架構演進過程中，運營商應結合自身網絡基礎、目標客戶云網業(yè)務訴求以及新技術標準化進程，制定合適的演進路線，穩(wěn)步推進云骨干網建設，通過自身網絡轉型升級，更好地服務國家數(shù)字化轉型。