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双向有线电视网络SDN架构技术报告(四):CCAP管理抽象化

1、概述
 
在图1所示的软件定义网络参考架构之中,CCAP/CMTS将可支持网路业务侧接口,以与软件定义网络控制器进行通信。支撑运行相关协议与数据模型的CCAP/CMTSs可以对各类业务进行动态配置,从而可增大网络的软件可编程水平,并使得双向有线电视宽带接入网络运营商开发并部署各类独立于底层基础异构型接入网络的应用/业务。
 

 
软件定义网络参考架构以及CMACCAP管理抽象化)
可以采取多种技术手段在软件定义网络参考架构中部署CMA功能,下文就将探讨相关的应用场景。
 
2、对CMA应用功能的需求
 
在双向有线电视宽带接入网络中分布式地部署CCAP/CMTS,具有很多种的技术排列与组合方式。而其中的关键之处就在于:研发并部署相应的CMA(CCAP管理抽象化)平台,以把此类分布式系统的各种组件抽象化为单一、整体的CCAP平台视图,然后将其呈现给位于后台的运营支撑系统以及业务支撑系统。这是美国有线电视网络实验室VNF项目组发布此份技术报告的重点考虑之处。
 
CMA并非是上层应用/业务层之下的软件定义网络控制器——而且至少无需如此。CMA本身是一种应用,其功能在,围绕大量的实体功能与虚拟功能来创建出一个“容器”,并使得这些功能可以经由现有的后台系统来配置和管理——采取与集成式融合型双向有线电视接入网络平台相同的方式。
 
CMA的目的是对底层网络部件进行抽象化处理,并减小双向有线电视宽带接入网络后台系统正常运行所需的工作人员数量。其下层的离散网络部件被其抽象化为一个整体的融合型双向有线电视接入网络平台,并可在无需修改的情况之下,沿用现有的网络配置与管理系统。
 
可见,同CMTS或者CCAP一样,CMA也是软件定义网络控制器的服务客户,并可以以多种协议与之连接。SNMP(简单网络管理协议)、NETCONF(网络配置协议)等业已得到广泛部署的协议仍可在未来发挥重大作用。
 
所以,CMA使得将很多小的、相互分离的网元设备作为一个单独的管理实体成为可能。从这个意义上来说,CMA仿真出了一个集成式的融合型双向有线电视接入网络平台——而物理上,各网络组建则是分布式地部署的。例如,届时,现网中的一个路由器、大量远端网络节点以及大量边缘QAM射频调制器将可以以统一/单一的融合型双向有线电视接入网络平台视图来呈现(笔者注:这就是CCAP平台管理抽象化的结果)。
 
3、面向分布式融合型双向有线电视接入网络平台架构的CMA
 
分布式的融合型双向有线电视接入网络平台架构定义了一种新的CMTS架构:DOCSIS的媒介接入控制层功能与物理层功能可以被部署于双向有线电视宽带接入网络的不同网段(包括前端、分前端、双向光节点等,具有远端PHY、远端MAC-PHY等多种组网形式)。而CMA就为底层的分布式网络架构提供抽象化服务。因此,CMA这种应用就将执行以下的五大功能:
 
(1)如上所述,为上层应用/业务提供这样的服务:将底层分布式的网络架构仿真成集成式的融合型双向有线电视接入网络平台架构,以利于后台系统的统一管理与控制。例如,CMA的IP地址可以是CCAP平台管理系统的一个IP地址;
 
(2)在有相关需求之时,CMA支持通过SNMP(简单网络管理协议)客户端以及CLI(命令行)工具来对融合型双向有线电视接入网络平台进行配置;
 
(3)支持网络虚拟化;
 
(4)对CM终端的行为进行仿真(通过“虚拟CM”的方式),并将相关结果呈现/反馈给后台运营支撑系统以及网络管理系统;
 
(5)支持分布式融合型双向有线电视接入网络平台架构的自管理功能,其中包括:自配置、(故障)自愈等。
 
CMA应用功能可以被集成进部署于前端/分前端的CMTS/OLT/路由器设备之中,或者单独地部署,并通过二层或者三层专网与这些设备连接起来。
例如,CMA可以运行在部署于数据中心/云数据中心的虚拟机之上,可通过三层专网连接至接入网络设备。CMA与分布式融合型双向有线电视接入网络平台架构之间的接口则有待于设备供应商去开发。
 
对分布式融合型双向有线电视接入网络平台进行管理包括多个方面。其中将可能包括对集成式CCAP系统所执行的传统功能进行分类,并将其分发给接入网络之中的其他设备。这就与执行该分布式系统“控制器”功能的软件应用进行了耦合。
 
其中,这种新型的融合型双向有线电视接入网络系统既可以是实体型的(比如边缘路由器、双向光节点等),或者也可以是虚拟型的(比如:运行于X86服务器之中的虚拟机)。
 
通过在DOCSIS接入网络之中采取新的业务配置与管理方式(具体方式,详见《双向有线电视网络SDN架构技术报告(3):双向有线电视接入网的SDN架构》一文),可以提高这种新兴融合型双向有线电视接入网络系统的运营效率。
 
 
参考文献:
 
[1] CableLabs. SDN Architecture for Cable Access Networks Technical Report [EB/OL].
http://www.cablelabs.com/wp-content/uploads/specdocs/VNE-TR-SDN-ARCH-V01-150625.pdf, 2015-06-25.
 
本文作者为上海情报服务平台兼职情报分析员

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