依托智能管道實施云計算數據中心帶寬保障

中國電信江蘇公司云計算運營中心 丁晉 李網燦 袁開信

依托智能管道實施云計算數據中心帶寬保障

中國電信江蘇公司云計算運營中心 丁晉 李網燦 袁開信

在電商促銷期間，隨著用戶數、交易額的井噴，越來越多電商的云計算數據中心網絡出現擁塞，嚴重影響電商客戶的購物體驗。如何在電商促銷大戰中為電商提供端到端QoS（服務質量）保障成為目前頗受關注的難題。介紹一種依托智能管道RACS（資源接納控制子系統）架構為電商提供端到端QoS帶寬保障應用的方案，經現網驗證，能有效提升電商客戶購物體驗，從而提升電商客戶的服務滿意度。

智能管道；云計算；數據中心；帶寬保障

1 智能管道RACS架構簡介

資源接納控制子系統（RACS）是NGN（下一代網絡）中的一個重要子系統，TISPAN（電信和互聯網融合業務及高級網絡協議）和ITU-T（國際電信聯盟-電信標準化部門）對RACS都有相應的規定。TISPAN中稱為RACS（資源接納控制子系統）；ITU-T中稱為RACF（資源接納控制功能）。RACS架構見圖1。

RACS位于業務控制平面和傳送平面之間，提供對傳送網的資源接納控制，它向業務應用層提供傳送網絡的抽象視圖，使業務應用層能夠確定具體的傳送可用性，如網絡拓撲、連通性、資源可用性和QoS（服務質量）機制等。RACS與業務應用層和傳送功能進行交互，為各種應用提供服務，例如基于SIP（會話初始協議）的呼叫、視頻業務等，對NGN傳送資源進行控制，包括QoS控制、NAPT（網絡地址端口轉換）/FW（防火墻）控制和NAT（網絡地址轉換）穿越等。

2 云計算數據中心臨時帶寬保障

國內電商在舉辦雙十一、雙十二等活動時，均存在大用戶量并發訪問云計算數據中心服務器，造成帶寬不夠、訪問體驗變差的問題。本項目依托RACS架構，通過已部署的策略控制中心，為某電商提供針對江蘇省內云計算數據中心資源全程全網的端到端業務動態保障，滿足該電商業務需求，提升該電商客戶的體驗與粘性。

根據對電商業務特點、用戶訪問特點以及江蘇電信網絡的分析，在雙十一、雙十二期間影響用戶網上購物體驗的主要是下述3個因素。

2.1 用戶帶寬

目前用戶帶寬不提供針對特定業務的保障服務，所以用戶接入層帶寬由所有上網業務共享，存在接入層擁塞的情況。

2.2 訪問該電商門戶的數據流優先級

在骨干網絡傳輸的數據流，如果沒有標記優先級，則會與其他業務競爭網絡資源，當骨干資源繁忙時，該電商業務數據流可能出現延時、丟包的情況。

2.3 電商接入的云計算數據中心出口帶寬

當大用戶量并發訪問電商位于云計算數據中心的資源時，可能存在云計算數據中心帶寬資源不足的情況，從而影響用戶體驗。

對于第一種情況，用戶帶寬提速可在江蘇電信前向策略控制中心發起提速申請，在本文方案中暫不考慮。本文主要討論依托RACS架構，通過策略控制中心同時調整數據流優先級和電商位于云計算數據中心出口帶寬兩部分網絡資源，從而完成該電商在省內全程全網保障。

3 數據中心帶寬保障應用基本原理

依托智能管道RACS架構實現云計算數據中心臨時帶寬保障基本原理是，在云計算數據中心網絡內引入RACS作為全網策略控制中心，通過RACS與IP設備綜合網管和地市數據中心出口核心交互，根據客戶提出的臨時帶寬保障申請，生成動態帶寬QoS調整策略，動態實時地調整地市數據中心核心設備上客戶接入的物理端口和QoS等級，滿足電商類、游戲類客戶臨時突發帶寬的需求。圖2為數據中心臨時帶寬保障網絡圖。

云計算數據中心臨時帶寬保障的業務流程如下：

①客戶登錄自服務界面申請開通。電商類客戶登錄云計算數據中心業務自服務門戶，根據業務需求或網絡情況開通相應業務保障產品；云計算數據中心業務自服務門戶根據客戶需求，發起智能提速訂單，包括物理帶寬提升和DSCP（差分服務代碼點）優先級標記調整，實現指定時段（電商促銷期間）、指定端口的提速申請。圖3為客戶登錄自服務門戶提交帶寬提升請求。

②策略控制中心下發提速指令給IP設備綜合網管。策略控制中心調用與IP設備綜合網管的接口，提升電商的云計算數據中心出口帶寬。提速指令包括客戶名稱、IP地址、物理端口信息、初始速率和目標速率、DSCP優先級標記等。圖4為策略控制中心下發提速指令給IP設備綜合網管。

就在這個創意下，如今的佟慶富在沈陽已經擁有了一家集養殖、捕撈、包裝、印刷為一體的大型漁業禮品公司，年產值達數千萬元。“只要有想法就去做，只要去做就有可能成功——哪怕是像把活魚裝進禮品盒這樣看上去荒唐的事情！”現在儼然已是千萬富翁的佟慶富經常會這樣鼓勵別人。

③策略控制中心下發提速指令給云計算數據中心核心設備。策略控制中心通過COPS（公共開放策略服務協議）/COA（授權更改協議）接口調用與地市數據中心核心的接口，提升客戶的出口帶寬。提速指令包括客戶名稱、IP地址、物理端口信息、初始速率和目標速率、DSCP優先級標記等。圖5為策略控制中心下發提速指令給地市核心設備。

④網絡側QoS優先級調度。地市數據中心網絡設備針對用戶的數據流進行QoS優先級標記；在業務活動期間，策略控制中心將實時監測數據中心帶寬流量，如果帶寬資源消耗達到告警門限，平臺將再次動態調高數據中心帶寬，在活動結束后，自動恢復云計算數據中心控制策略，并提供統計數據。圖6為QoS優先級調度。

4 數據中心帶寬保障應用現網部署

針對某電商每年雙十一、雙十二促銷期間大流量臨時帶寬保障需求，經現網測試由策略控制中心進行云計算數據中心出口帶寬的動態調整。具體是對該電商接入的匯聚層SR（業務路由器）物理帶寬動態提升、同時將DSCP優先級標記調高。

4.1 業務時序圖

業務時序見圖7。

1）電商客戶輸入賬號、密碼等登入數據中心業務自服務門戶；

2）電商客戶在界面上選擇云計算數據中心保障功能，填寫相應提速參數，點擊提速；

3）數據中心業務自服務門戶將提速請求發送給策略控制中心；

4）策略控制中心從界面獲取提速參數，將策略發給IP設備綜合網管；

5）IP設備綜合網管根據接收到的提速請求，下發修改數據中心出口設備端口速率的指令；

6）數據中心出口設備執行修改后的速率配置，提升數據中心出口帶寬，并將執行結果返回給IP設備綜合網管；

7）IP設備綜合網管將響應消息按規范封裝后，返回給策略控制中心；

8）策略控制中心將請求響應返回給數據中心業務自服務門戶；

9）頁面展示此次提速請求的響應結果（提速成功/失敗）。

4.2 業務開展情況

在雙十一購物節期間，江蘇電信配合該電商對各地所在數據中心出口帶寬進行了動態調整，并將DSCP優先級標記調高。有效幫助該電商應對促銷期間服務器突增的用戶訪問量，保障了用戶能快速、穩定的購物，與未提速前對比，用戶訪問電商門戶界面更加流暢，滿意度提升35%。

5 結束語

本文介紹的依托智能管道能力實現云計算數據中心重要客戶臨時帶寬保障的方法，該方法通過RACS與云計算數據中心設備網管和地市數據中心核心交互，按需提升云計算客戶臨時帶寬，從而實現客戶端到端QoS保障。該解決方案對現有云計算數據中心網絡改造小，在保證現有流程不受影響的前提下，能有效實現電商類、游戲類等客戶帶寬保障。此方法已在江蘇電信云計算數據中心網絡中規模部署，經評估，能有效滿足電商類、游戲類客戶在業務流量高峰時對帶寬的突發需求，有效改善客戶體驗，并且在網絡側能實現自動化流程、動態部署，有效提升了云計算數據中心網絡運營效率。◆