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浙江电信以DC组网为核心的5GC云化实践部署

2019年12月03日 11:30来源:未知手机版

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5G核心网(以下简称5GC)是5G能否成功部署和顺利发展的关键,在整个中国电信CTNet2025网络重构工作当中,5GC的云化部署是一项重点工作。在坚持5GC控制面云化三层解耦的目标架构基础上,承载5GC的CT云资源池建设,除了要满足NFV网元的可靠承载及转发性能需求外,为应对5G面对不确定的业务、提供确定服务的挑战,5GC应以模块化、软件化、服务化的方式构建网络,应面向MEC提供灵活的适配能力,支持多DC架构,实现云边协同。

因此,中国电信股份有限公司浙江分公司(以下简称“浙江电信”)在建设5GC云化部署的CT云工作实践中,以5G业务特点为出发点,充分考虑了NFV云化部署后,5GC VNF为实现业务特性对DC网络基础架构高可用性、稳定性、安全性的特定需求,探讨了在统一云基础设施架构中,实现多业务承载的组网方案。

Border-Leaf设备作为DC与WAN侧的边界

CT云主要用于承载NFV虚拟化的CT类网元(VNF),比如城域网的vBRAS、vCPE,4G的vEPC、vIMS,5G的AMF、SMF、UPF等。当前,DC云资源池内的Spine-Leaf组网是普遍方案,但与承载IT类业务的云资源池不同,CT云因其上CT类NFV网元的业务特性,功能上需要有一组Border-Leaf设备作为DC与WAN侧的边界,起到业务连接、路由收敛的作用。显然,CT云对这组网络设备的路由性能、收敛时间等有更高的要求。

一是大规模路由需求。Border-Leaf要处理所有南北向流量路由,要具备大规格FIB V4/V6路由能力,CT云的路由来源包括移动用户的动态/静态路由、企业VPN客户路由、家宽用户路由、WAN侧路由、基站侧路由,考虑到未来业务发展,路由需求通常在200K以上,而普通的交换机的路由规格仅为120K(V6)/256K(V4)左右,路由器的路由规格通常超过4M。

二是大规格BGP会话数与VRF数量。Border-Leaf需要分别建立与PE/VNF的BGP peer关系,交换WAN与DC间的路由,配置复杂的路由策略,要求很强的BGP会话能力。

Border-Leaf集中处理所有DC中Leaf下挂的业务VPN,而Leaf只需要处理本地下挂VNF的VPN。比如VNF业务VPN、企业移动VPN、传统网络VPN对接,因此Border-Leaf 对VRF、BD、BDIF的能力要求更高。

三是快速BFD收敛。Border-Leaf汇聚大量用户路由,要具备快速收敛能力,包括毫秒级BFD,设备发生故障时,通过BFD快速感知故障,加快收敛速度;路由快速收敛,设备发生故障时,要求快速刷新路由表。

四是丰富路由特性。Border-Leaf作为DC和WAN的网络边界,要适配各种复杂的WAN组网要求(DC多出口、路由策略控制、安全策略、QOS映射策略)。未来DC网络的演进,AI,SRv6等特性会走进CT云,需要Border-Leaf具备面向未来演进的能力。

对于5GC场景,Border-Leaf所承担的南北向连接需求主要有两个方面:北向连接,分别与ChinaNet、CN2 PE、IP RAN ER等进行对接,做综合接入与汇聚;南向连接,作为DC内5GC VNF的L3-GW,主要承担VNF南北流量转发,部分东西跨VPC的流量转发。

通过以上分析可以看出,CT云中的Border-Leaf从功能上,是一个服务于CT业务的跨专业连接设备,在设备形态上,推荐选用高性能路由器。但因其边界设备的特殊位置,必定会产生多专业交叉维护问题。如以上提到的北向连接与南向连接,从运营商传统维护界面的专业划分,就分别属于承载网专业与5G核心网专业的维护范畴,再向南端延伸至DC内,DC内的Spine-Leaf交换网络包括服务器、存储、NFVI、VIM等云基础设施,又属于云资源池专业维护的范畴。因此,为了使用及维护界面的清晰,以南北向连接的能力为维度,将Border-Leaf进行能力分解,从物理设备形态上分为5GC-CE(承担北向连接)和DC-GW(承担南向连接)两组设备,以路由器为设备选型建议,分析其分设的合理性见表,两种组网架构如图1、图2所示。

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