PoP点扁平化的网络拓扑趋势
作者 陈怀临 | 2010-07-25 03:36 | 类型 行业动感, 通讯产品 | 18条用户评论 »
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【陈怀临注：网络拓扑扁平化，例如在无线LTE，LTE-A下，固网设计，正成为一个趋势和现实。转载下面的一篇文章。希望引起读者的讨论。原文可参阅：Link】
以前服务提供商的网络采用的是依赖于接入层、边缘层和核心层的分层拓扑结构。这种拓扑结构通常很有必要，因为当时的路由器分布密度低，寿命期也只有两年。
尽管分层提供了一种模块化设计方法，但在接入点(PoP)中太多的特殊性占用了很大部分昂贵的PoP内网连接端口，挤占了可能承载产生收入的信息流的WAN端口，从而增加互连复杂性和代价，并导致维护、配置和运行方面的挑战。 图1显示了传统的分层PoP。服务提供商已经部署了冗余路由器来提高可用性。 在图1中，路由器根据他们所扮演的核心、汇聚和边缘设备的角色分别布置在各自的层内。通过增加额外路由器可以调整每个层的容量，其代价是增加了环绕各层的互联链路。每一层的路由器都具有某种专用的功能，因此管理这些路由器可能要求独特的配置和任务。 以这种方式增加设备可以提高弹性，但是冗余系统之间的交叉连接可能会减少产生收入的端口。分层架构越来越高的复杂性以及带宽密集、高性能应用的部署正在将这种传统的拓扑结构推向极限。 提供商需要在边缘网络中有效地提供一系列可赢利的IP业务，以增加ARPU值(单位用户的平均收入)。但由于配置和管理多个物理上新增的路由器来运行新业务所需的投资成本越来越高，因此对严格分层的PoP来说很难提高赢利能力。 为了处理客户服务等级协议并确保高的可用性，服务提供商通常利用多个PoP位置来构建巨大的网络。为了提供服务质量和性能等级以及保持网络的可维护性，简化的设计能够更方便地创建具有更高可用性和灵活性的弹性网络。由于PoP它们本身会趋于统一，因此整个骨干网络可得到简化。 利用那些接口类型最丰富(铜和光接口)的高密度、灵活路由器，服务提供商可以扁平化传统的多层网络拓扑(图2)，同时依靠产品和服务的差异化在市场中树立竞争优势。 边缘、汇聚和核心层整合后允许在网络中使用更少的路由器，对应地降低资金和运营开销。服务也更容易提供，因为需要配置的业务节点更少了。 图1：传统的层次化PoP
图2：扁平化的核心替代方案 PoP扁平化对路由器的要求 为建立扁平化的PoP架构，路由器最好具备以下一些功能： 1. 核心路由器中的IP业务功能 2. 丰富的接口类型 3. 密度和高可用性 4. 物理和逻辑上的可扩展性 5. 可维护性和可靠性 核心路由器中的边缘功能 一般来说，边缘和核心路由器的要求是不同的。核心IP/MPLS路由器倾向于扮演较简单的角色；主要考虑的是直接转发速度，而大多数服务创建和其它形式的网络智能都将来自网络边缘。 尽管核心路由器也牵涉到流量工程判决、解释QoS标记、基于过滤的转发1和很多其他流量处理功能，但多业务边缘路由器允许提供商将多种不同的ATM和帧中继网络统一到单个IP/MPLS基础架构之上，同时利用领先的IP业务产生新的收入。 必要功能包括业务的汇聚和分配。 这些边缘路由器需要支持配置各种第二层和第三层业务。它们也可能需要在MPLS网络上仿真ATM和帧中继业务，或者以太网业务。因此边缘路由器需要很多种接口类型，而且电路和中继接口都需要。 图3给出了服务提供商期望的边缘和核心功能的差异。 图3：路由器的边缘和核心功能 业务提供商和其他运营商越来越意识到，为了以可预测的方式扩展和构建他们的PoP设计，它们需要功能上的重叠。例如，IP边缘功能在表中是作为核心路由器的要求列出的，而QoS要求是核心和边缘路由器都需要的。 丰富的接口类型 为了进一步统一功能，关于边缘路由器只需要某类接口、核心路由器需要其他接口的旧规则必须重新加以修订。通常认为核心路由器只需要实现大的光接口，不需要高密度、低容量的接口。实际上，这种限制导致了核心路由器缺乏灵活性，并很快被淘汰。 密度和高可用性 带灵活接口的高密度路由器可以在不增加系统的情况下提高网络容量，因此可以减少设备数量，并使网络更加简单和稳定，降低了投入和运营成本。 更大的密度可以使单一系统具有更多的端口，从而有利于减少跳数，降低整个设备的延时。在更大的系统级密度条件下，服务提供商可以在不影响网络拓扑的情况下增加新的用户。 然而，只有在足够高弹性下，更大密度的这些好处才不会因为网络宕机而抵消。为避免灾难性的故障，以及满足服务等级要求，路由器必须消除单一的故障点。像分开控制和数据平面这样的系统级功能以及模块化操作软件可以通过隔离进程和流量来避免攻击。把包括管理在内的各个功能分配给不同的处理器可以使系统自己免遭攻击。 可扩展性 在统一PoP中的可扩展性问题仅是提供更高的密度，并在软件中支持边缘功能。这些功能通常比核心功能更复杂，在很多核心路由器中并未得到很好的支持。 跨平台共享-复用接口的能力提供了升级的灵活性，保护了初期投资。这是随着网络流量负载的增加允许可预测成本增长的一部分。 最后，有一种相对比较新的功能，称为逻辑路由，被提供商有效地用来扩展通常顺着互联网、VoIP或VPN流量这样的功能线的路由资源。 关于可扩展性的其他考虑包括： 纯升级路径：接口模块化 随着流量等级的提高，运营商需要能够在不中断网络服务的条件下对网络基础架构进行升级。扩展现有的路由器和复用接口可以大大降低升级PoP中的基础架构带来的影响。在升级运营商产品环境中的软硬件时需要不间断路由(NSR)在线软件升级(ISSU)功能，特别是在骨干网络中，因为这些网络环境要求提供电信级服务质量的网络可靠性和可用性。 虚拟化：逻辑路由器 逻辑路由允许服务提供商将单个物理路由器划分成多个逻辑路由器，其中每个逻辑路由器执行独立的路由任务。这样能确保向那些希望分开不同用户流量或流量类型的运营商提供安全性和完整性。逻辑路由的灵活性还能增强和调整他们网络的运作，使网络在不部署额外物理路由器的情况下就能提供不同的服务。 有了逻辑路由器后，服务提供商可以通过将网络层次统一到单个高度可用的路由器，或通过多机箱路由器调整中型到大型PoP中的业务提供，来更好地管理他们的设备投资计划。此外，通过更好的资产分配，改善网络边缘的增长管理模式以及降低物理网络拓扑的复杂性，逻辑路由器还可以减少运营开支。 | |
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雁过留声
“PoP点扁平化的网络拓扑趋势”有18个回复
文章的图有点小问题。图1少了个Aggregrate的层次。例如ASR9000.趋势是Edge+Agg的边界模糊化。Core还是应该是Dummy Core。
这篇文字其实应该是现状分析，而不是期望。
QOS是非常必要的特性，特别是在基于业务的IP网中，但并不能提升到这么高的层面。
核心路由器首先是可用性和扩展性，从硬件上，机框的可扩展性和低价高速端口（例如10GE WAN LAN）、高速40G POS和100GE端口的规模应用是真正的期望。如何真正有效实现不同带宽电路混用，也是对投资保护的重点。其次才是QOS，同样IPV6的软硬件扩展是非常重要的特性，不可能期望运营商在后期建网中针对IPV6再重新部署核心网络。
同样在边缘设备中，类似BRAS的功能不是像表格中的这样靠后，应该提升到中上的水平，在以后的网络中BRAS和边缘业务路由器是趋同的。同样被低估了是组播技术，三网融合，组播是非常重要的特性，而且已经在城域网和骨干网中大规模部署，其性能正在被考验。
简单来看，这篇文字带有太多厂商的痕迹，而不是真正运营商所期望。
一看就知道是J的文章
这就是软性文章
我觉得是未来必然的趋势。
我仍旧坚持自己的看法，对于运营商来说在做IP网的时候可能可以借鉴一下pstn的思路。
第一是matrix的思路，机箱之间高速背板互联。
第二是业务功能板能够混插的概念。
其实第二种的概念再想想，有点类似于现在的云计算。
就是把路由器也分一下，第一层是物理互联层。第二层可能是2-3层的转发控制层。第三层是业务云计算层。
我觉得不能说是某家的软文，其实大趋势上，几家，但凡有比较大装机容量的思路都类似。c、J、H。只不过如何去做虚拟路由器啊，做多大的matrix啊等等会有不同。
而且有些具体实施方案又要看各个公司的遗产是如何的。
现在看，不会有一个真正符合运营商理想的产品出来。看看J、C、H、AL和爱立信，太多的产品线来自收购。而不同的产品线在公司就可能有政治因素。
估计C有75系、GSR系、CRS系等几个派系。
J有U系、M系。
华为有NE系，M系，北京系、深圳系……
爱立信，更是多派系。
al也肯定是这样的。
so，没有这样遗产之争的，运营商都不敢用。
so，运营商拿到的方案是厂商政治斗争的最终答卷。
crs－1刚发布的时候，提出crs设备能够提供丰富的端口为大量用户提供直接接入，减少网络层次。网络根本就不需要核心、汇聚、接入，直接一台设备搞定，呵呵(当然有点夸张)。
同意oldstone的看法，这篇文章更多的是从厂商的角度看问题。首先运营商还没有把QOS放在那么高的重要层次上面；当前核心层面设备依然需要的是高性能、高带宽的接口；当然IPV6的软硬件能力随着电信ipv6部署的迫切性也更加重要。
另外关于逻辑路由器，我个人感觉以后可能更多的是用来实现功能化，而不是用来用于减少网络层次。随着运营商的多元化业务，在高性能的核心设备上启用逻辑路由器在单一集群设备上实现多个网络平面（如：iptv、3g、vpn等业务平面）。
不知道oldstone是不是li兄？！
呵呵 是我啊 今天发现这个坛子挺有意思
其实很简单的一个道理. 以前电信网 C4局和C5局架构, 然后呢业务推的很多, C5局越来越复杂, 就跟今天的PE一样的. C4局呢也逐渐搞集群化架构, 然后呢,觉得这么搞不行.于是搞INAP这些智能网业务和AG(Application gateway), 于是大家都想到了… 把PE功能搞简单点, 搞个service pool在核心网附近提供服务…. 这不就是云计算了么…
娃哈哈~~~
其实我们又在沿着老路走…. 就像串口并口换来换去一样的, 都在绕圈罢了
倾向于bigrong的看点，这篇文章是博采了主流厂商的技术发展路线而成的，单纯争论谁是谁非没有任何意义，重要的是文章的内容能够代表技术或者是需求发展的一定趋势。
现在的IP运营商网络结构，从仿效PSTN结构到逐步过渡到Internet的原始结构，是需要需求不断强化和技术进步带来的……
1、增加层次的原因是能大量减少mesh互联成本，从capex到opex，从这个角度看，core和edge较多的大型网络中很难合一，当然在小型网络，或者mesh需求较小的网络中是可能的
2、POP设备合一的问题，从物理的角度，当然是perfect，但是从网管的角度和运营商部门划分的ZZ角度，是以逻辑功能单元管理的，这样下来opex能减少多少？或者还增加了？那么丢下opex，capex的节省能有多少？这个是可以算的，节省应该是有的，具体比重，表面看应该不少，具体还要算了才能说。如果只是物理合一，设备内部模块共享低，尤其是对ending user用户的业务也没有整合的业务包，也就是业务管理系统没有真正合一的实际需求，POP设备合一的驱动力是值得怀疑的，但是无论合一还是分离，如果这些业务平台的硬件是可以通用的，功能可以通过license控制，这还是非常有意义的，并且这也是chassis合一的基础，软件系统合一可能要比硬件合一还复杂，不仅运营商有部门间ZZ博弈，设备供应商也不能幸免。可以分四步走：硬件通用-chassis合一（内部总线和交换网合一，单板不合一）-软件系统合一-软硬件功能模块共享。第一步是应该立刻做的，这是多产品领域供应商的优势，比如H有很好的基础，可以做成所有此类产品硬件相同，单板丝印都可以做成“热插拔”的，软件license控制虽有些麻烦，但不是大问题，这样做的好处是multiple wins，一个领域的优势是可以向另外一个领域渗透的，弥补弱势领域的市场拓展缺陷。不过有些时候，这些策略更多的不是技术问题，而是ZZ问题
所整体来看，一个技术方案在多大程度上成为商业case，除了技术本身的可行性，还有核心决策因素是成本和ZZ，技术外面的世界是一个非常利益的世俗世界：成本就是金钱，ZZ就是权力，钱+权是创造天使，还是创造魔鬼，也许一些掌握他们的人都难免糊涂，像大宅门里的白家三爷，但在世人眼里，从精英到草根，真正不care二位爷的，有几个，恐怕不好数，当然，谁又能说这世俗的斗争不也是生命存在的一种意义和享受呢？既然如此，我们大可不必为此烦恼，zhuxi的体会是：与天斗其乐无穷，玉帝斗其乐无穷，与人斗其乐无穷，geming乐观主义人生观还是很有积极意义的，并且人家也没说让你去伤天害理，心中有佛天地宽，苦乐世俗我在心，虽然知易行难，但却是根除烦恼的不二法门
扁平化和pop功能合一早已经是业界的趋势了。
而且也是目前所有运营商建网的一个趋势。
同意理客的说法。
“尤其是对ending user用户的业务也没有整合的业务包，也就是业务管理系统没有真正合一的实际需求，POP设备合一的驱动力是值得怀疑的，”这一点我觉得说得特别好。
对于IP网来说这点非常令人头痛。
过去的电话网其实除了C4——C1的分级（统一硬件，只是配置和软件不同）。同时还有一个业务网，比如智能网，还有七号信令网等分级。在我的眼里智能网看上去和交换网硬件上区别貌似不大，其实本质有区别。智能网是挣钱的网。
但是问题在于在IP领域，不是技术的问题，而是产业链的问题，业务的问题。如何做真的不是技术的问题。
有小zz（一个公司内部、运营商内部），还有大zz，产业的问题。
理客的分析上升到业务层面了！
扁平化的路还长着呢，尤其是带来的网络管理问题，足够折腾的
core扁平的条件:要么core的性能提升，要么core的负载降低。
性能提升需要增加成本，这个就比谁钱多了。
负载降低则需要接入层面增加负载，比如企业网内接入层直接能够负载业务网关功能。
这可以是北美或欧洲运营商的要求，但不是中国运营商（至少电信/联通)的要求。
POP consolidation 04年就开始了,现在还在说这个有意思么?