网络重构，不如我们重新来过

编者按：本文来自微信公众号“网优雇佣军”（ID：hr_opt），36氪经授权发布。

引用《经济学人》4月12日的一篇文章标题：云化，意味着电信业面临一次前所未有的剧变。

尽管我们无法把通信铁塔变成软件，尽管我们依然需要一些专用电信设备来处理超高速的数据包，但SDN/NFV、云化、开源等趋势涌来，领先的运营商在大声疾呼，门口的野蛮人在虎视眈眈，设备商不得不调整战略。

从ALL IP到ALL CLOUD，我们别无选择。

这一场电信革命，一开始就让人们大跌眼镜。AT&T，这位一向以谨慎闻名的百年通信老人，跨步走向前台：今年底，他们要实现一半以上的网络虚拟化。

在物理世界与虚拟世界的交汇之际，在人工智能或将引发一场新的革命之时，一股强大的力量正在无形的推动着积重难行的电信业发生一场“从零开始”的网络革命。

是的，我看到有运营商将这次变革称为Clean Slate，意为从零开始，从头再来。

擦黑板，重新来过

曾经，我们熟悉的那些基站、接入机房、汇聚机房，注定只能成为回忆。那些熟悉的电信设备终将被我们亲手埋葬。那些替代它们的新家伙们，新得几乎看不到丝毫传统电信基因。

一次彻底的Clean Slate。

突然想起了《春光乍泄》那句经典台词：不如我们重新来过

（一不小心暴露了性倾向）

也许有一天，我们重返机房，环顾周遭，一切都是陌生。机房变成了数据中心，一大堆廉价的通用服务器，里面用的是商用标准芯片，而坐在机房里的人，大部分不是通信汪，而是程序猿。

蓦然回首，物非人非。

这到底是一场什么变革，注定要我们要遭受如此伤感？

SDN/NFV开源创新项目有很多，我们就以熟知的CORD为例吧。

 CORD

如果网络设备的一些硬件逐渐被软件取代，那么，理所当然的，我们传统的中心机房也将会变成小型数据中心。CORD就是为此而生。

CORD，全称Central Office Re-architected as a Datacenter，重构中心机房为数据中心，旨在利用SDN/NFV、云计算使能网络更低成本和更敏捷。

CORD的主要支持者有AT&T，SK电信，中国联通和NTT等。它是开放网络操作系统ONOS项目的一个应用案例，致力于将已有的开源和商用部件整合应用于实际场景。

根据运营商网络组成和应用场景，CORD分为三大部分：M-CORD、R-CORD和E-CORD。

● R(Residential)-CORD ：面向家庭住宅场景

● M(mobile)-CORD：面向4G/5G移动网络

● E(Enterprise)-CORD：面向政企用户场景

AT&T的CORD典型场景

传统的电信机房是一种“黑匣子”解决方案，运营商不得不捆绑于单一的设备供应商。

而在CORD构架中，通用服务器和白盒交换机与OpenStack，Docker，ONOS和XOS等开源软件相结合，提供可灵活支持各种应用的可扩展平台。同时，数据中心DC内部采用Spine-Leaf架构，实现内部无阻塞交换。

M-CORD

随着流量需求的日益增长，大规模物联网时代到来，以及移动性终端数量的激增，由于受限单一设备供应商的绑定，以及频谱资源的稀缺和超负荷网络回传的限制，传统电信网络根本无法赶上需求的步伐，面临着瓶颈式的挑战。

M-CORD应运而生。

它利用SDN/NFV技术来实现跨度不同解决方案的整合，应对当前移动网络面临的挑战。它将传统的RAN和EPC转化为模块化的按需交付式服务。

M-CORD就是要重构移动网络，面向5G服务。

M-CORD路线图

2.1 M-CORD总体构架

先来看看M-CORD构架图。

M-CORD构架图

由上图可知，M-CORD主要包括三部分：

•解耦/虚拟化RAN

•解耦/虚拟化EPC

•移动边缘服务

M-CORD采用leaf-spine fabric架构，采用OpenStack，Docker，ONOS和XOS等开源软件和白盒设备、通用服务器等，为统一网络和服务编排提供了一个开放灵活的参考构架。运营商可以选择各种开源软件和通用硬件，实现多供应商环境，摆脱受限于单一设备供应商的捆绑。

M-CORD允许：

•LTE网络中多厂家网元的互操作性和集成测试

•增强型PGW软件支持控制面和数据面分离，实现更动态、更独立的扩展管理

•将解耦的PGW组件与ONOS开放SDN软件平台集成，从而提升LTE网络效率，可编程性和弹性

•PGW服务组合和XOS服务编排环境，推动以服务为驱动的移动边缘基础设施成为5G的关键路径

以EPC为例，M-CORD可实现SDN控制器接口与EPC网元（PGW、SGW等）之间的无缝互操作性，并分解控制面和数据面服务，以实现动态和灵活的可编程性。

2.2 解耦/虚拟化RAN

先来比较一下传统RAN和M-CORD构架下的RAN。

传统RAN构架采用专用的电信设备，BBU和RRU单独分布于eNB，在EPC侧控制面和数据面集成，导致无法灵活扩展、效率低下。

M-CORD构架下的RAN采用C-RAN结构，BBU虚拟化用开源软件和通用硬件代替，并集中于小型数据中心，开放API接口，在EPC侧实现控制面和数据面分离，以提高接入网的扩展灵活性和效率。

当然，随着流量需求上升，未来5G带宽越来越高，为了降低BBU和RRU之间的CPRI前传负荷，需要对C-RAN构架进行分离。

2.3 移动边缘服务

和传统网络构架比，引入移动边缘服务后，有啥区别？

在传统的移动网络中，服务是在集中化的核心网处理，这导致了回传、核心网的负荷太高，压力太大，进而导致网络资源利用率低，终端用户的服务体验下降。此外，我们为了应对网络峰值，不得不预留考虑超额配置，这也是在浪费资源。

相比而言，M-CORD架构下，服务在移动边缘就处理了，提升了网络效率，服务更贴近用户。

如上图所示，红色路径表示非本地服务，蓝色路径表示本地服务。

本地服务的网络路径为：终端—vBBU—vSGW—本地PGW，IDC数据中心部分功能下沉到本地边缘节点，减少了访问时延和网络负担。

2.4 M-CORD优势

M-CORD作为5G的关键路径，它提供了三大功能：

1）提升资源利用率

M-CORD可改善计算资源利用率，并智能的从网络中提取信息，实时分析和同步调整资源利用率。

2）定制化服务

运营商不仅能够实时响应用户需求，而且可针对未来各种新兴应用场景提供定制化、差异化的网络服务。与传统移动网络核心网集中式部署不一样，M-CORD是一种下沉式的、分布式的网络构架，这意味着M-CORD可以在网络边缘处理本地数据流量，降低了网络物理时延和回传负担，因此，运营商既可以通过M-CORD为用户按需交付高清视频一类的高带宽应用，也可以提供诸如车联网、VR、游戏等需超低时延的应用。

3）敏捷性和低成本

M-CORD支持按需部署，虚拟化和解耦的EPC和RAN，以及采用通用硬件和开源软件，具备低成本和敏捷性优势。

R-CORD

R-CORD主要针对GPON、EPON、XGS-PON、G.Fast、DOCSIS等接入网。

众所周知，传统的宽带接入网是这样的...

而现在，他们要这么干...

看看他们都要干些什么？将所有的传统接入网网元都映射到CORD构架中，通过SDN/NFV，对CPE、汇聚交换机/BNG和OLT的实行3级解耦，简化CPE，以vOLT为中心完成终端认证管理，彻底颠覆了传统接入网构架，实现纯软构架。

然后，基于R-CORD的接入网构架就变成了这样…

具体实现方式，以下引用AT&T的案例：

先来看看AT&T的传统的光纤接入网构架。

传统的光接入网结构

AT&T的传统GPON构架和我们一样，用户家里的CPE（客户终端设备）连接中心机房的GPON OLT。中心机房设备有：OLT、汇聚交换机和BNG设备，均来自传统的电信设备运营商。

AT&T的千兆宽带服务（他们称为GigaPower）已经运营两年了，他们现在想扩大市场，扩展用户，不过，面临着以下两大痛点：

①CAPEX在不断上升，原因是传统OLT设备很贵。

②OPEX 也在上升，原因是经常要派工程师去客户家里维护CPE，这些CPE执行的功能太复杂，什么验证、IP地址分配、NAT（网络地址转换）、VOIP等都得靠它。

所以，为了降低CAPEX和OPEX ，通俗点说就是为了省钱，AT&T提出了CORD项目。该项目主要由三大关键技术组成：解耦、SDN和NFV。

实现方式：

①引入白盒SDN交换机、X86服务器、开放OLT刀片和开放ROADM刀片等这些开放硬件，和ONOS、Openstack、XoS等开放软件，来重构网络。

②为了降低OPEX，为了提供敏捷的服务，为了能和Google、Facebook等一类的云服务提供商相竞争，应用SDN、NFV技术来彻底改造网络。

那么，他们是怎么做呢？

首先，将原先运行于传统OLT的控制板上的控制面部分（包括ONT绑定，验证，用户VLAN分配管理，IGMP,OAM等）转移达到X86服务器上运行。

传统OLT设备的控制板的功能是，通过设备商专用接口来控制、管理和配置交换板和GPON线卡，现在，控制板将被SDN控制器取代。

同时，交换板被叶交换机取代。

然后，OLT设备的线卡也将被开放GPON线卡刀片取代（这个开放GPON线卡刀片只有GPON MAC功能）。

注意：这些刀片不是传统的多线卡OLT的一部分，而是独立的。

并且，每一个开放GPON线卡刀片都通过40Gbps的上行端口连接到ToR（架顶式）交换机。

整个OLT解耦过程如下图所示（左边是传统OLT，右边是解耦后）：

OLT解耦

接下来，汇聚交换机和BNG也将被解耦。

自此，机房里的那些传统电信设备就消失了，取而代之的是通用X86服务器、白盒SDN交换机和开放OLT线卡刀片，重点是，这些设备都可以从开放市场购买的。

至于传统网络中的控制面，现在由一个叫vOLT APP的应用来统一处理。vOLT APP与Radius服务器（负责远端用户拨入验证）、SDN控制器（负责每用户VLAN在OLT线卡刀片中的分配）、SF控制应用（负责交换核心的路由配置）协同工作。

现在，OLT，汇聚交换机和BNG三级解耦后，如下图所示：

OLT，汇聚交换机和BNG解耦

中心机房改造完了，现在还剩下客户家中的CPE。为了减少维护费用，CPE该如何改造呢？

L3 CPE，也叫RG（用户网关），它的一些软件功能将上移到中心机房（现在叫数据中心），也就是说，除了将CPE的硬件部分保留在客户家中，CPE执行的DHCP和NAT等软件功能将转移到中心机房的服务器的VM容器里。

现在它有了一个新名字，叫vSG（虚拟用户网关）。

CPE的改造如下图所示：

L3 CPE解耦和虚拟化：vSG

经过这么一折腾，整个光接入网就完成了一次革新，数据面由廉价的开放硬件和VNF（vSG）处理，这些开放的硬件又由SDN控制器和NFV编排器控制，它们是ONOS, XOS和Openstack等开源软件。

R-CORD构架

最后，按道理应该有个结尾。说点什么呢？

在智能手机时代，我们确实被OTT打得措手不及，连我们自己也承认是“哑管道”了。更令人沮丧的是，他们仅用了我们2%的成本就成功截胡了我们。

但是，那个智能手机时代终将会过去。人工智能、云、物联网正在创造一个新的时代，智能手机和APP注定不再是主角。万物互联、物理与虚拟结合的世界，将打开无数的网络接入入口，智能手机不过是其中之一。

值得庆幸的是，我们创造了数字化世界的神经系统，依然连接、管理、控制着所有网络入口。每一个入口射入道道阳光，我们看到了新的曙光。只是，是时候回头审视一下我们的网络了。

我们有机会活得更好，或者，死得更惨！不如高唱那句：看成败，人生豪迈，只不过是从头再来。