關于DCI中傳輸網絡的一些探討

　　Iccsz訊 關于DCI技術的探索，最近很是熱門，尤其是在SDN-WAN被大家重視起來后，關于DCI技術的介紹文章層出不窮。本文著重對DCI網絡中傳輸網絡部分的技術和現有一些情況進行介紹，希望能給大家?guī)硪欢ǖ膸椭?/p>

　　一、DCI網絡的由來

　　數據中心最開始，還比較簡陋，一個隨意的房間里面放幾個機柜+幾臺高P的空調，然后是單路普通市電+幾臺UPS，就成了一個數據中心。但是這種數據中心規(guī)模較小，可靠性也低，從90年代末開始瘋狂發(fā)展的互聯網，對數據中心的需求也是暴增，所以這類數據中心存在的不可解決的問題來了：空間位置不足，電力供應不足，無冗余，無SLA保障，使得用戶開始找另外的數據中心，進行業(yè)務部署。這時候，新數據中心與老數據中心開始有了網絡互聯需求，產生了最初的DCI網絡，即Data Center Inter-connect，這里囊括了物理網絡層面和邏輯網絡層面的技術。

　　最初的DCI網絡，是通過internet直接互聯的，后來開始考慮到安全性，使用加密手段，考慮到的服務質量，使用了專線，考慮到帶寬，使用了光纖直連。

　　二、 DCI網絡的發(fā)展

　　DCI網絡從Internet互聯，再到幾M專線，發(fā)展到現在數10T的波分互聯，其實經歷時間不長，客觀上是對互聯網發(fā)展的一個反應。最初，用戶使用公網VPN隧道的方式，將其業(yè)務直接通過公網進行傳輸，這種方式由于受到公網各環(huán)境(全球網絡帶寬擁塞，劣等路由，線路抖動，鏈接重置，防火墻等等)和成本情況的影響，所以適合小流量，帶寬質量要求低，非實時，同時安全要求低的業(yè)務使用;后來，數據中心中的業(yè)務越發(fā)受到關注，業(yè)務開始逐漸增加部署，服務器數量成線性進行增長。大量業(yè)務部署后，這些通過網絡傳送的業(yè)務對公司、行業(yè)的影響越來越大，所以對網絡的要求也越來越高，首先就體現在帶寬和鏈路穩(wěn)定性上，因此數據中心用戶開始租用運營商電路專線，在SDH網絡上承載的MSTP專線由于其穩(wěn)定性高，帶寬更大，運營商復用程度高等特點，開始大賣。

　　后來，業(yè)務持續(xù)的爆發(fā)式發(fā)展，數據中心間的數據開始了對時延和冗余的要求，特別是金融類客戶，對時延要求特別高，于是對專線的要求也更為提升了;再者，用戶開始要求大顆粒，比如2.5G,10G的單鏈路帶寬，還要求雙路由保護，保證LSA達到4個9~5個9。

　　即便如此，互聯網發(fā)展的力量是驚人的，日志傳輸，數據庫同步等業(yè)務大勢增長。在出于成本，交付時長，服務質量等各方面的需求考慮，拔尖的公司(特別是像Google，FB這樣擁有大數據的互聯網公司)開始撇開運營商，通過租用裸光纖來自己建DCI網絡。在使用裸光纖的最初時，最先也是通過單個光纖跑單個信號的方式，比如一對光纖用一個萬兆ZR的模塊，可以傳輸80公里遠，這距離對一般的同城數據中心之間傳輸已經足夠了。但是這種方式的不足是，一方面光纖使用量隨帶寬線性增長、成本增高，另一方面單光纖的帶寬利用率太低(當然，對于運維來說還有裸光纖的資源和路由管理也是一個老大難問題)，而且此時單光纖10G帶寬也不能滿足業(yè)務增長的需求，于是DCI網絡開始了波分WDM時代。

　　WDM時代有兩種方式出現在了DCI網絡中，也就是粗波分CWDM和密集波分DWDM。最初的一些用戶基于成本的考慮，使用萬兆粗波分彩光光模塊，利用CWDM技術，進行DCI互聯，但是這種系統(tǒng)最多支持16波10G，且EDFA不能對粗波分所在波長進行信號放大，其無源中繼距離也相當受限。因此，隨著大規(guī)模數據傳輸的需求不斷上漲，用戶不得不開始使用容量和性能更高的DWDM系統(tǒng)。

　　純DWDM系統(tǒng)的DCI網絡結構：

　　DWDM系統(tǒng)是目前通信網中最主要的大帶寬傳輸系統(tǒng)，各公司出于業(yè)務量，成本，運維各方面考慮的情況下，早期使用交換機插萬兆彩光模塊，出來的彩光以太網信號直接上無源DWDM設備。這種系統(tǒng)運維簡單，在成本可控的情況下，一般可以做到40波*10GE信號，總系統(tǒng)帶寬可以到400G，且無過高的網絡運維成本，普通IP網絡工程師進行低成本學習就可以進行運維，曾經被一些有需求的公司廣泛使用。但是互聯網的發(fā)展是蓬勃的，10GE單波的信號很快就不能滿足需求了，這時候需要更高的單波信號系統(tǒng)，如單波40GE&100GE。不過此時能放在交換機上的40GE&100GE的以太網彩光光模塊，市場上還沒出現有，并且在出現后的成本也是長時間居高不下，但是業(yè)務等不了，因此只能另辟蹊徑，于是OTN這個在電信網絡中叱剎風云的東西出現在了Google，FB這樣互聯網公司的DCI網絡中。

　　互聯網開始接觸OTN，基本上都是從10GE開始的，那時10G彩光+DWDM盒子已經不能滿足業(yè)務增長需求，并且這種方式由于沒有基于光層面的管理方式，所以也滿足不了批量網絡，特別是長距網絡的運營要求;加之在100G的OTN面市后，經過幾年發(fā)展，尤其是經過運營商的幾次集采以后，成本大幅下降。綜上這些原因，10GE彩光+DWDM盒子的方式開始慢慢被OTN系統(tǒng)替換了。由于技術發(fā)展和成本降低，在互聯網行業(yè)的DCI網絡中基本就沒有用過40G的OTN系統(tǒng)，直接從10G系統(tǒng)升級到100G系統(tǒng)，中間也考慮過如果使用100G系統(tǒng)時，故障后影響范圍面廣等問題，但是業(yè)務增長需求依舊是首要的，所以線路側(面向傳輸光纖一側的信號)從10G直接到了100G，保證了線路側的波分系統(tǒng)能滿足長期帶寬發(fā)展的需求。而客戶側(面向交換機對接一側的信號)，考慮到現有10G客戶系統(tǒng)還挺多，為了保護已有投資，需要兼容現有10G顆粒業(yè)務，并在未來可以升級為客戶側100G系統(tǒng)，所以為了讓10G和100G系統(tǒng)在DCI網絡升級可以進行過渡，就出現了基于10個ODU2–>1個ODU4的客戶側10*10G，線路側1*100G的業(yè)務卡，并且這個板卡得到廣泛應用。

　　OTN網絡以其豐富的管理開銷，高可靠和多樣化的保護方式，集中專業(yè)化NMS管理平臺，以及大帶寬，的確為互聯網的發(fā)展起到了及其重要的作用，讓網絡運營更加專業(yè)和細分，當然最重要的是滿足的互聯網業(yè)務快速增長的需求。

　　使用OTN進行點到點DCI網絡的典型拓撲：

　　此時OTN網絡，已經不再是電信網絡專有技術了，互聯網的崛起，讓這樣一個傳統(tǒng)的電信網絡技術進入了DCI網絡行業(yè)。

　　三、 DCI網絡現在的運營路數

　　DCI網絡在引入了OTN技術后，運營方面相當于新添加了一整塊以前沒有的工作。傳統(tǒng)的數據中心網絡為IP網絡，屬于邏輯網絡技術。而DCI中的OTN是種物理層的技術，和IP層怎么能一起友好方便的工作，是運營要走的一條很長的路。

　　目前在基于OTN的情況下的運營工作目的與數據中心各子系統(tǒng)的運營目的是一樣的，都是為了使基礎設施高成本投入的資源發(fā)揮最大功效，對上游業(yè)務提供最好的支撐。提高基礎系統(tǒng)的穩(wěn)定性，方便運維工作高效開展，協(xié)助資源合理分配投入，把已投入資源發(fā)揮更大作用，而把未投入的資源合理分配。

　　OTN的運營工作主要涉及幾塊：運營數據管理，資產管理，配置管理，告警管理，性能管理，DCN管理。

　　3.1 運營數據

　　對故障數據進行統(tǒng)計，區(qū)分人為故障，硬件故障，軟件故障，第三方故障，并對故障較高的類型進行統(tǒng)計分析，制定針對性的處理方案，未來標準化后，為自動化處理故障進行鋪墊。根據故障數據分析，為以后從架構設計，設備選型等工作對系統(tǒng)進行優(yōu)化，以降低后期運維工作的開銷。針對OTN從光放，板卡，模塊，合分波器，跨設備跳纖，干路光纖，DCN網絡等進行故障統(tǒng)計，參入廠商維度，第三方維度等，多維度進行數據分析，以便數據更能準確反映網絡現狀。

　　對變更數據進行統(tǒng)計，區(qū)分變更復雜度、影響面，對人員進行分配，按照需求分析、變更方案、設定窗口、通告用戶、操作執(zhí)行、總結復盤的流程進行變更，最終可以把不同的變更分窗口，甚至安排在白天執(zhí)行，對變更人員分配更加合理，降低工作生活壓力，提升操作工程師的幸福感。并能把最終統(tǒng)計的數據整合，用作對人員工作效率和工作能力進行參考，同時也讓常態(tài)的變更向標準化、自動化方向發(fā)展，減少各方面開銷。

　　對OTN業(yè)務分布進行數據統(tǒng)計，幫助自身在業(yè)務量增加后，隨時掌握網絡使用情況，進行全網網絡分布和業(yè)務分布的把控。做粗了可以知道單個通道是由哪個網絡業(yè)務進行使用的，比如外網，內網，HPC網絡，云服務網絡等，做細了可以結合全流量系統(tǒng)，對具體業(yè)務流量使用情況進行分析，將不同的帶寬成本分攤到不同的業(yè)務部門身上，幫助其進行業(yè)務流量優(yōu)化工作，隨時對低使用率的工作通道進行回收和調整，對高使用率的業(yè)務通道進行擴容。

　　統(tǒng)計穩(wěn)定性數據，該數據是SLA的主要參考數據，也是每個運維人員頭上的達摩克利斯之劍。OTN的穩(wěn)定性數據統(tǒng)計，由于本身具備保護所以要進行區(qū)分，比如單路由中斷，IP層面總帶寬不受影響是否計入SLA;如果IP帶寬減半，但對業(yè)務不影響，是否計入SLA;單個通道故障，是否計入SLA;保護路徑時延增加，雖然對網絡帶寬無影響，但是造成了業(yè)務有影響，是否計入SLA，等等。一般的做法是建設前就告知業(yè)務方存在的抖動、時延變化等風險，后期SLA，以故障通道數*單個故障通道帶寬為計算基礎，除以總通道數*對應通道帶寬的總和，再乘以影響時間，得到的值作為SLA的計算標準。

　　3.2 資產管理

　　OTN設備的資產也要有生命周期管理(到貨、上下線、報廢、故障處理)，但是不同于服務器，網絡交換機等設備，OTN設備結構更復雜。OTN設備涉及到的功能性板卡數量眾多，所以在進行管理時需要設計一個模式，以便進行全量的資產管理。數據中心內的主要IP資產管理平臺是基于服務器、交換機，會設置主從設備級別。OTN在此基礎上，主從級別會涉及層級管理，但是層級更多。管理級別主要以網元->子架->板卡->模塊進行：

　　1. 網元是個虛擬設備，無實物，是OTN網絡中用作管理使用、第一邏輯點，屬于OTN網絡管理中的一級單位。一個物理機房可能有一個網元，也有可能有多個網元。一個網元包含多個子架，如光層的子架，電層子架，外置的合分波器也算是一個子架，每個子架可以串聯，屬于單個網元站點以內的子架，進行編號。另外，網元沒有一個資產的SN號，所以在這方面要與管理平臺對齊，尤其要和采購清單、后期運維管理平臺的信息對齊，避免資產排查不對應，畢竟網元是一個虛擬的資產。

　　2. OTN的設備最大的具體物理單位就是機框，也就是子架，屬于一級網元的次一級，既是二級單位，一個網元至少有一個子架設備。這些子架分不同廠商的不同型號，功能各不相同，有電子框、光子框、通用子架等等。子架具有具體的SN號，但是不能通過網管平臺自動獲取到其SN號，只能現場查看。子架上線后再移動變更情況極少。子架內會涉及多種板卡安插。

　　3. OTN的二級子架內部，是有安插具體的業(yè)務槽位的，槽位具有數字編號，用作插放各種光網絡的業(yè)務板卡。這些板卡是支撐OTN網絡業(yè)務的基礎，每塊板卡都可通過網管查詢到其SN號。而這些板卡就是OTN資產管理中的第三級單位。各種業(yè)務板卡大小不一，占用槽位數不同，功能也各不相同，因此當板卡需要歸屬到二級單位子架的時候，資產平臺要允許單個板卡可以使用多個或者半個槽位，以便對應子架上的槽位編號。

　　4. 光模塊資產管理，模塊是依賴在業(yè)務板卡上使用的，所有業(yè)務板卡要允許進行光模塊歸屬，但不是所有OTN設備的板卡都要插光模塊，所以也要允許板卡上面沒有模塊的存在。每個光模塊都有SN號碼，插在板卡上的模塊要與板卡的端口編號進行對其，以便位置查找。

　　所有這些信息可以通過網管平臺的北向接口進行數據采集，通過線上采集與線下核查匹配進行資產信息的準確性管理。另外，OTN設備上還會涉及光衰器，短跳纖等，這些消耗性器件就可以直接按照耗材進行管理。

　　3.3 配置管理

　　波道配置時，需要進行業(yè)務配置，光層邏輯鏈路配置，鏈路虛擬拓撲圖的配置，如果單個波道可能配置了保護路徑，這個時候的波道配置就更加復雜，隨之而來的配置管理也將更復雜，單是管理波道走向就需要一個專用的業(yè)務表，還要在表格中區(qū)分業(yè)務方向，使用實線虛線。當OTN通道和IP鏈路進行對應關系管理時，特別是在OTN保護的情況下，需要一個IP鏈路對應多個OTN通道，這時管理量增加，且管理復雜，又增加了管理excel表的需求，要完整管理一條業(yè)務的所有元素，多達15個。當工程師要對某一個鏈路進行管理時，他需要把這個excel表格找出來，然后去廠商的NMS上面去尋找對應，然后進行操作管理。這就更需要兩邊信息的同步性，由于OTN的NMS平臺和工程師自己做的excel都是兩個人為的數據，很容易出現信息不同步的情況，任何一個錯誤都將導致業(yè)務信息與實際關系不對應，都可能導致在變更調整的時候影響業(yè)務。所以，將廠商的設備數據通過北向接口，采集到一個管理平臺，再在這個平臺上，將IP鏈路的信息進行匹配，使得信息能自動化的根據現網業(yè)務變化進行調整，確保信息的集中管理和單一準確來源，保證配置管理信息的準確性。

　　在進行OTN業(yè)務開通配置時，做好每個接口的信息描述，然后通過OTN的NMS提供的北向接口進行OTN信息收集，相關描述與IP設備通過北向接口采集到的端口信息進行配對，就能使得OTN通道與IP鏈路在平臺化上的管理，免去人工進行信息更新工作。

　　對于DCI傳輸網絡的使用中，盡量避免使用電交叉的業(yè)務配置，這種方式在管理起來邏輯極為復雜，并且本身也不適用DCI網絡的模型，可以從一開始的DCI設計時就進行規(guī)避。

　　3.4 告警管理

　　OTN由于其復雜的管理開銷，長距傳輸時的信號監(jiān)控，不同業(yè)務顆粒的復用嵌套等原因，出現一個故障可能會報幾十上百條告警信息。雖然廠商已經做了四個等級的告警分類，每個告警取名不同，從工程師運維角度來看，依舊極為復雜，需要經驗豐富的人員才能第一時間判斷出故障原因。而傳統(tǒng)的OTN設備的故障外發(fā)功能主要是使用短信貓或者郵件推送，但是兩個功能對于集成與互聯網公司基礎系統(tǒng)現有的網絡告警管理平臺來說比較特殊，單獨開發(fā)成本高，所以需要更標準的北向接口進行報警信息收集，在保留公司已有的相關平臺情況下，進行功能擴展，然后再將報警推送給運維工程師。

　　因此，對于運維人員來說，需要的是先讓平臺對OTN故障產生的告警信息進行自動收斂，然后再接收這些信息。因此，先在OTN的NMS上面進行告警分類設置，然后在上次的告警信息管理平臺上進行發(fā)送篩選工作。一般OTN告警的做法是NMS會設置推送所有第一二類的告警到告警信息管理平臺，然后平臺再進行按時間、按匯總的信息、接收人范圍等維度，把單個業(yè)務中斷的報警信息、主光路中斷報警信息、(若有)保護倒換報警信息推送給運維工程師，有以上三個信息大概就能進行故障判斷和處理了。在設置接收時，可以對合波信號故障這種斷光纖才會產生的重大告警，進行例如電話通知設置，例如以下幾種：

　　NMS的北向接口，如華為中興阿朗現在都支持的XML接口進行告警信息推送，也是目前常用的。

　　3.5 性能管理

　　OTN系統(tǒng)的穩(wěn)定性，高依賴與其系統(tǒng)各方面的性能數據，比如干路光纖光功率管理，合波信號中的各通道光功率管理，系統(tǒng)OSNR余量管理等。公司網絡系統(tǒng)的監(jiān)控項目中應該加入這些內容，以便隨時了解系統(tǒng)性能，并及時進行性能優(yōu)化，便于網絡穩(wěn)定性的保證。另外，長期的光纖性能質量監(jiān)控，還可以用來發(fā)現光纖路由的變動情況，防止出現一些光纖供應商在未進行通知時，將光纖路由進行更改的情況發(fā)生，導致運維盲區(qū)，出現光纖同路由風險。當然，這需要大量數據進行模型訓練，以便對路由變動的情況發(fā)現更為準確。

　　3.6 DCN管理

　　這里的DCN是指OTN設備的管理通信網絡，負責對OTN各個網元進行管理的組網結構，OTN的組網也會影響到DCN網絡的規(guī)模和復雜度。一般DCN網絡的做法有兩種：

　　1.在OTN全網中確認主備網關網元，其它非網關網元都為普通網元，所有普通網元的管理信號通過OTN中跨OTS層的OSC通道，到達主備網關網元，再接入到NMS所在的IP網絡中。這種方式可以減少網元在NMS所在IP網絡的部署量，而使用OTN本身系統(tǒng)解決網管問題，但是干路光纖中斷，對應遠端的網元也會受影響而脫管了。

　　2.將OTN全網的網元全部配置成網關網元，每個網關網元都單獨與NMS所在的IP網絡進行通信，不走OSC通道。這樣保證了網元的管理通信，不受主干光纖中斷的影響，網元依舊可以遠程管理，都上IP網絡，對于傳統(tǒng)IP網工的運維成本也會降低。

　　DCN網絡在建設之初要進行好網元規(guī)劃和IP地址分配，特別是網管服務器部署時盡量與其它網絡隔離，否則后期網絡中mesh鏈路過多，維護中網絡抖動平凡，普通網元連不上網關網元等問題就會出現，也會容易出現生產網地址與DCN網絡的地址重復使用的問題，導致生產網受影響。

　　四、DCI網絡發(fā)展的方向

　　數據中心所有者的在建設跨數據中心網絡互聯時，其考慮的問題主要是大帶寬，低延遲，高密度，快部署，易運維，高可靠性幾個問題。目前主流的大帶寬OTN技術主要是幾家大型電信設備制造廠商所把控(芯片另說)，比如華為，中興，阿朗。他們面對的主要客戶是傳統(tǒng)電信運營商，所以OTN這個產品特點就主要面對這些運營商的業(yè)務特點進行設計，也正因為如此，目前OTN其在互聯網行業(yè)的DCI網絡應用中出現越來越多的不和諧的問題。

　　OTN設備的特點是，也同樣是DCI所遇到的問題，豐富的業(yè)務開銷，網絡具備強大的OAM能力，不同顆粒帶寬的調度復用能力，長距離情況下的線路容錯能力，采用低壓直流，設備功耗利用率低等特點。

　　1. 豐富的業(yè)務開銷能力，要求運維人員更專業(yè)化能力，更依賴廠商技術支持，技術更加封閉。

　　2. 強大的OAM能力，標準不統(tǒng)一，與跨網絡的對接更加困難更加獨立，無用的功能也對DCI網絡帶來了更多的傳輸運營成本。

　　3. 不同的顆粒的調度能力，使得業(yè)務封裝幀結構更為復雜，嵌套字節(jié)更多。

　　4. 長距離的線路容錯能力，使得FEC的算法復雜，消耗的開銷更大和處理時間更長

　　5. OTN設備48V-DC的供電模式，和大部分數據中心所使用的標準19英寸220V-AD(或者240V-DC)機柜不同，安裝復雜且需要機房電力改造

　　6. 傳統(tǒng)OTN設備機框大，不適合標準機柜安裝，且容量密度不高，后期擴展麻煩且要機柜騰挪或改造新加。

　　目前，我們的DCI網絡主要是是為跨數據中心的數據提供管道，業(yè)務模型特點主要是：帶寬顆粒度要求統(tǒng)一且單一，帶寬大，跨數據中心的業(yè)務(尤其多活IDC，大數據類業(yè)務)延時要求低，對網絡的穩(wěn)定性要求較高;同時由于互聯網行業(yè)缺少相關的專業(yè)技術人員，DCI網絡的運維工作需要“簡單”“簡單”“簡單”—重要事情說三遍(哪種網絡不是呢?);互聯網的爆發(fā)式發(fā)展，使得建設和擴容周期要求更短(運營商的OTN擴容周期一般是半年~1年，而互聯網自己的DCI擴容要求是1~3個月)，因此要壓縮各方面的時間。

　　因此OTN為DCI提供了一種可用的解決方案，但是OTN絕不是DCI最合適的方案，在DCI網絡蓬勃發(fā)展的現在，越來越需要一些合適的解決方案出現，以解決從成本到建設運維上遇到的各種問題。而這些問題，無外乎就是圍繞這DCI網絡的六個要求來的(大帶寬，低延遲，高密度，快部署，易運維，高可靠性)：

　　1. 大帶寬，DCI傳輸網絡不像運營商會有豐富的類型顆粒，DCI傳輸網絡的帶寬顆粒更簡單，目前常用的10G或者100G，未來200G/400G等，所以有了大帶寬就不需要再做其它顆粒度的帶寬。DCI傳輸網絡由于其距離范圍一般不會過長的特點，使用基于200G的PM-16QAM雙載波調制的400G系統(tǒng)，無電中繼傳輸距離大概能傳輸500公里(PM-64QAM的大概是200公里)，使得DCI這種城域骨干傳輸不會受限于距離。

　　2. 低延遲，DCI的業(yè)務要求，特別云計算做池化資源，多活數據中心時，延遲是按照微秒級別計算，讓數據傳輸時間越短越好，恨不得超光速。去掉不必要的數據處理工作，降低信號傳輸路徑兩個方面努力。比如，去掉100G OTN所使用的SD-FEC功能，單個背靠背可以節(jié)省200微秒時間，去掉跨階的OTN封裝可以節(jié)省幾十微秒時間，對重點業(yè)務合理使用hubspoke拓撲，保證路徑最短。當然也可以再次配合IP層面的MPLS,QOS等，盡量保證數據轉發(fā)層面的時延也更優(yōu)。

　　3. 高密度，單個U，或者2U，能做到上T的帶寬，DWDM光層與電信號層面解耦，提升設備的密度接口，縮小光模塊的尺寸。比如，使用QSFP28的光模塊，可以保證單設備的100G接入能力大大提升，線路側使用CFP2的采光模塊，可以保證整體設備傳輸帶寬能力提升，1U可以1.6T，3.2T。目前國際上已經有很多相關產品在出現，比如ADVA，coriant，ciena這類的公司，當然國內的華為也推出了相關的902產品，不過截止文章完成，好像還沒有完成工信部的入網測試。高密度會產生高功耗的散熱問題，于是要摒棄原有OTN的左右進出風、上下進出風的散熱方式，高密度設備需要采用與數據中心服務器交換機一樣的前后進風散熱的方式，以滿足設備散熱需求。

　　4. 快部署，使用目前標準化IDC的19英寸機架，類同于主流服務器的形態(tài)，使用AC-220V直接供電，免掉電力和機柜改造，實現貨到機房馬上上架，插上電源就能配業(yè)務，并做好標準化驗收工作，實現快部署。

　　5. 易運維，DCI的業(yè)務模型要求，跨數據中心的距離不會很遠，而復雜的管理開銷，OAM等功能在這種場景中沒有了太大發(fā)揮作用的必要，并且復雜處理還降低了數據傳輸效率，提升了數據處理時間，還對技術的要求更高，更封閉。直接以太網的方式對接信號，免去OTN的復雜開銷，那么傳統(tǒng)IP網絡工程師就能對DCI系統(tǒng)運維。在結合如YANG model，REST API，netconf等新型北向接口后，對DCI傳輸設備管理與IP網絡設備管理用同一種接口進行開發(fā)，從而更好的進行統(tǒng)一的平臺化網絡集中管理。

　　6. 高可靠性，多物理路由和對上層無感知的保護技術將繼續(xù)在DCI傳輸網絡中發(fā)揮作用，底層鏈路層面的故障除非在完全中斷的情況下，其它原因都不應該對業(yè)務產生任何感知或影響，不管是保護倒換，鏈路抖動，時延增加等。

　　根據這些特點，目前常規(guī)的DCI解決方案大概有兩種：

　　1. 使用純DWDM設備，交換機上使用彩光光模塊+DWDM的合分波器，在單波道10G的情況下，這種成本極低，且產品可選度豐富，10G彩光模塊在國內早已生產，成本已經很低(其實10G的DWDM系統(tǒng)，在早幾年前就開始火了，但一些更大帶寬需求的到來，不得不將其淘汰掉，而那時100G的彩光模塊還未出現。)100G目前國內剛開始有相關的彩光模塊出現，成本還不是足夠低，但是其總會在DCI網絡中寫上濃墨重彩的一筆。

　　2. 使用高密度的傳輸OTN設備，它們220V交流電，19英寸設備，1~2U高，部署更加方便。關閉SD-FEC功能，降低時延，配合光層面的路由保護，提升穩(wěn)定性，并且行的可控制型的北向接口也提升了設備擴展功能開發(fā)能力。但是仍舊有OTN技術的保留，管理還是會相對復雜。

　　除此之外，現在第一梯隊的DCI網絡建設者正在做的事情主要是對DCI傳輸網絡進行解耦，包括0層的光與1層的電的解耦，以及傳統(tǒng)廠商的NMS與硬件設備的解耦。傳統(tǒng)的做法是某廠商的電處理層面設備必須配合同樣該廠商的光層面設備，且硬件設備必須配合廠商專有的NMS軟件進行管理，這種傳統(tǒng)方式有幾大弊端：

　　1. 技術封閉，理論上光電層面是可以互相解耦的，而傳統(tǒng)廠商故意做成不解耦，以便控制技術的權威性。

　　2. DCI傳輸網絡的成本主要集中在電信號處理層，系統(tǒng)初期建設成本低，但是擴容時候廠商會以技術唯一性為要挾進行提價，擴容成本大大增高

　　3. DCI傳輸網絡的光層面投入后，受限只能同一廠商的電層設備使用，設備資源利用率低，不符合網絡資源池化發(fā)展方向就，更不利于統(tǒng)一的光層資源調度。解耦后的光層面，在建設初期單獨投資，不受未來多廠商同用一套光層系統(tǒng)的限制，并且結合光層的北向接口，配合SDN技術，進行光層面的波道資源進行方向調度，提升業(yè)務靈活性。

　　4. 網絡設備直接通過例如YANGmodel的數據結構，與互聯網公司自有的網管平臺進行無縫對接，節(jié)省了管理平臺的開發(fā)投入，同時免去了廠商提供的NMS軟件，提升了數據采集效率和網絡管理效率。

　　所以，光電解耦是DCI傳輸網絡發(fā)展的新方向，可以預見的未來DCI傳輸網絡光層可以是配合ROADM+南北向接口構成的SDN技術，對波道進行任意開通、調度和回收，系統(tǒng)里面多家廠商的電層器件混合使用，甚至以太網接口和OTN接口混合在同一套光系統(tǒng)上使用的情況，都將成為可能，屆時系統(tǒng)的擴容、變更等方面的工作效率將大大提升，光電層面也將更方便進行區(qū)分，網絡邏輯管理更清晰，成本將大大降低。

　　對于SDN來說，核心前提是網絡資源的集中化管理分配。所以，梳理下在當前的DCI傳輸網絡上可以進行管理的DWDM傳輸網絡資源有哪些呢?

　　波道、路徑、帶寬(頻率)就這三樣。因此，光+IP的協(xié)作中的光其實就是圍繞著這三個點來的管理和分配來進行的。

　　IP和DWDM的波道是解耦的關系，所以如果一個IP邏輯鏈路與一個DWDM的波道對應關系是前期配置完成的，而后期要調整這個波道與IP的對應關系，可以通過OXC的方式，來進行毫秒級的快速波道切換，能使得IP層面無感知。通過對OXC的管理，可以實現各個站點上的傳輸波道的資源集中化管理，以至于配合業(yè)務SDN化。

　　單個波道的與IP的解耦調整，僅僅是一個小的部分，如果考慮在調整了波道的同時，還能進行帶寬的調整，就可以解決不同業(yè)務在不同時間段的帶寬需求調整問題，大大提升已建設帶寬的使用率。所以，在配合了OXC進行波道調整的同時，結合靈活柵格技術的合分波器，可以讓單個波道不再有固定的中心波長，而是讓其覆蓋可以伸縮的頻率范圍，從而達到帶寬大小的靈活調整。并且，在對于一個網絡拓撲內，使用多個業(yè)務的情況下，可以進一步提升DWDM系統(tǒng)的頻率使用率，將已有資源進行飽和使用。

　　在有了前兩者的動態(tài)管理能力后，傳輸網絡的路徑管理可以幫助整個網絡拓撲具有更高的穩(wěn)定性。根據傳輸網絡的特點，每個路徑都具備有獨立的傳輸波道資源，因此將每一段傳輸路徑上的波道進行統(tǒng)一管理分配的意義非凡，這將為多路徑的業(yè)務提供最優(yōu)的路徑選擇，并最大限度的將所有路徑上的波道資源進行使用。就如同ASON中，對不同業(yè)務進行金銀銅區(qū)分，以保證最高等級業(yè)務的穩(wěn)定性。

　　例如，有A,B,C三個數據中心組成的一個環(huán)網。有業(yè)務S1(如內網大數據業(yè)務)，從A到B到C，占用了這個環(huán)網的1~5波，每一波100G帶寬，頻率間隔為50GHz;有業(yè)務S2(外網業(yè)務)，從A到B到C，占用了這個環(huán)網的6~9波，每一波100G帶寬，頻率間隔為50GHz。

　　就平時而言，這種帶寬和波道使用情況是滿足需求的，但是當有些時候，例如新增一個數據中心，業(yè)務需要短時間進行數據庫的遷移，那么內網帶寬在這個時間段的需求就翻了幾倍，原來500G帶寬(5個100G)，現在需要2T的帶寬。那么傳輸層面的波道可以進行重新計算，在波分層部署5個400G通道，每個400G的波道的頻率間隔由原來的50GHz變成75GHz，配合靈活光柵的ROADM和合分波器，打通整個傳輸層面的路徑，于是這5個波道占用了375GHz的頻譜資源。在傳輸層面的資源準備就緒后，再通過集中管理平臺，對OXC進行調整，在毫秒級別的時延下，將原來1~5波100G業(yè)務信號所使用的傳輸通道，調整到新準備的5個400G業(yè)務通道上去，這樣就完成了帶寬和波道根據DCI的業(yè)務需求進行靈活調整的功能，這樣是可以實時進行的。當然，這里面的IP設備的網絡連接器需要支持100G/400G的速率可調和光信號頻率(波長)調整的功能，這將不是問題。

　　關于DCI的網絡技術中，傳輸能完成的工作是非常底層的，要做到更智能的DCI網絡，還需要配合IP一起實現。例如配合在DCI的IP內網使用MP-BGP EVPN+VXLAN，快速部署跨DC的二層網絡，這能對已有的網絡設備進行較高的兼容，并滿足租戶虛機跨DC靈活漂移等需求;在DCI的IP外網使用segment routing，進行基于源業(yè)務區(qū)分的流量路徑調度，滿足跨DC出口的流量可視化，快速路由恢復，帶寬高利用率等需求;底層傳輸網絡配合多維度的OXC系統(tǒng)，可以實現比目前常規(guī)ROADM跟細顆粒度的業(yè)務路徑調度功能;使用無電的傳輸波長轉換技術，更能使得波道頻譜資源碎片化的問題迎刃而解。上層和下層的資源融合一起進行業(yè)務管理部署，靈活調配，提高資源利用率將是未來必然的方向。目前國內一些大公司在關注這塊，一些初創(chuàng)的專業(yè)化公司已經在進行相關技術產品的研發(fā)。希望在今年能看到相關的整體解決方案面市。或許不久的將來，OTN將在電信級網絡中也將消失，只剩DWDM。