廣電三網融合時期的多業(yè)務數據中心建設

陳寒 2011/08/15

　　長久以來，廣電網絡運營商不滿足于僅僅作為廣播電視傳輸業(yè)務提供商，一直在努力進行多業(yè)務運營轉型，提升自身的綜合實力。隨著國家“三網融合”戰(zhàn)略、科技部和國家廣電總局提出的下一代廣播電視網（NGB）建設計劃的出臺，努力推進“三網融合”已經成為廣電網絡運營商當下的主要任務。

　　隨著廣電對“三網融合”相關網絡和業(yè)務系統建設的推進，“數據中心”這個前幾年對于廣電運營商稍顯陌生的名詞逐漸被被廣電業(yè)內專家反復提及，關注程度不斷提高；部分三網融合試點廣電和發(fā)達地區(qū)廣電也提出數據中心是NGB建設的重要組成部分。但此時大部分關于“數據中心”的論述僅簡單指互聯網數據中心（IDC）及與其相關的IDC業(yè)務。

　　事實上，對于廣電運營商來說，“數據中心”可以有更大的角色空間。當前，廣電更需要的是定位在“多業(yè)務運營平臺”基礎之上的“數據中心”，在開展IDC業(yè)務的同時，能夠對廣電現有的寬帶接入業(yè)務、互動數字電視視頻業(yè)務、互動增值業(yè)務的發(fā)展等產生積極的作用，實現1＋1＋1＋1﹥4，同時可為廣電的IT支撐系統提供運維保障。

　　顧名思義，多業(yè)務數據中心是一個能提供多類型業(yè)務服務的綜合性數據中心，相比傳統IDC所提供的主機托管、資源租賃服務，多業(yè)務數據中心的還應該支撐涵蓋寬帶數據業(yè)務、高標清視頻交互業(yè)務、基于交互式數字電視的其他增值業(yè)務，同時還兼具其他運營商DCN內網的企業(yè)數據中心角色，負責BOSS等IT支撐系統的維護。即廣電多業(yè)務數據中心應該是兼互聯網寬帶內容中心、高標清視頻內容中心、交互式數字電視增值服務中心以及廣電企業(yè)數據中心等諸多角色為一體（如圖1所示）。

　　受廣電自身多業(yè)務運營、業(yè)務之間相互融合促進的需要，廣電多業(yè)務數據中心的建設已成為必然的趨勢，它能優(yōu)化現有各業(yè)務的運營，同時增加其他業(yè)務種類。現在無論哪個運營商再也無法只依靠線路資源、頻譜資源這種“硬實力”來取得相對優(yōu)勢，內容和服務構成的“軟實力”已經成為各大運營商的核心競爭力之一，包括廣電在內，各大運營商都在從傳統的“管道服務提供商”向“綜合信息服務提供商”轉型。內容和服務的重要載體就是數據中心，它將成為各大運營商最核心、最重要的基礎設施。“多業(yè)務數據中心”將成為廣電運營商在三網融合時期完成全業(yè)務轉型的新引擎。

廣電多業(yè)務數據中心的服務對象

圖：廣電多業(yè)務數據中心的服務對象
一、多業(yè)務數據中心建設對廣電業(yè)務的推動與影響

　　1、寬帶接入業(yè)務

　　多業(yè)務數據中心將可以有效緩解當前廣電運營商開展寬帶接入業(yè)務面臨的首要矛盾。目前限于政策原因，廣電開展寬帶接入業(yè)務面臨的首要矛盾是牌照和本地互聯網出口帶寬資源不足，其中出口帶寬資源問題尤為突出。對此，一般有以下四種解決辦法：　　

根據工信部頒布的互聯網網間互連帶寬結算辦法與電信、聯通對等結算，但是由于結算方法不平等、結算費用高昂，廣電基本無法承受因而不采用；

直接租用電信、聯通的互聯網帶寬，成本雖然沒有結算方式高，但依然讓廣電不堪重負，僅這一項成本就達到收入的40－50％，ARPU值很低；

通過第三方代理獲得出口帶寬，穿透接入本地運營商，但由于很多本地固網運營商對第三方代理采取打壓，使得廣電的出口帶寬需求無法得到保障，影響業(yè)務開展，用戶體驗差，不是長久之計；

與包括移動、南方省份聯通、北方省份電信等運營商合作分成，由對方提供出口資源，但由于合作方出口資源本身就不足或成本高昂，且不可能完全滿足需要，雖然價格便宜一些，但服務質量的偏低使得廣電寬帶業(yè)務在與南方電信或北方聯通的寬帶業(yè)務競爭中處于劣勢，投入產出比差強人意。

　　可見，在現有政策法規(guī)的情況下，這四種模式都只是緩解矛盾，卻無法根本解決。因此，需要考慮在保證業(yè)務品質的前提下，用盡可能少的帶寬資源來提供盡可能多的寬帶業(yè)務，降低成本增加收益。

　　然而，廣電經營寬帶接入業(yè)務最大的弊端則是其IP網絡缺乏信息內容和信息服務，這顯然與互聯網能提供不斷豐富和增加的內容和服務是相反的。因此，廣電必須要在互聯網內容和服務上增加或引入相關資源，盡可能使本地寬帶用戶的內容或服務請求終結在內網，減少巨大的入網流量帶寬成本。

　　為最有效的實現上述這點，建議通過建設數據中心并部署一定規(guī)模的P2P、WEB應用緩存系統，并引入大型ICP企業(yè)的CDN核心或邊緣節(jié)點。目前在互聯網內幾乎70％以上的流量為P2P和WEB形式，通過緩存系統可以實現將大部分P2P和WEB應用在本地滿足，則可以有效降低入網流量，節(jié)省巨大的出口帶寬資源成本。同時，廣電運營商如果能夠引入國內TOP10的ICP企業(yè)CDN節(jié)點，則不僅可以減少入網流量，甚至有可能增加到電信等運營商的出網流量，在未來隨著“三網融合”對互聯網網間結算相關法規(guī)的改革，廣電甚至有可能因此從電信獲得收益。

　　面對寬帶接入市場，廣電運營商需要從戰(zhàn)略上注重數據中心的建設、互聯網內容和服務的引入，尤其是獲得大型ICP企業(yè)的互聯網資源鏡像節(jié)點，目的就是將其內容和服務引入到內網。當然這些ICP企業(yè)對于數據中心的基礎設置要求比較高，廣電必須做好相應的配套措施，比如提供優(yōu)良的機房環(huán)境、高性能的數據中心基礎網絡、完善的網絡安全防護設施等。

　　2、互動數字電視業(yè)務

　　互動數字高清視頻業(yè)務是廣電運營商的核心業(yè)務，其發(fā)展方向是互動、高清和3D。高清互動數字電視業(yè)務不僅僅需要大量豐富的高清互動視頻媒體資源，同時還需要完善的視頻內容分發(fā)網絡（CDN）。廣電視頻CDN建設的一個關鍵在于CDN的核心節(jié)點網絡，其對大流量環(huán)境下的高帶寬、高可靠、高穩(wěn)定、易管理、節(jié)能環(huán)保要求與數據中心的建設要求不謀而合。因此，統一建設多業(yè)務數據中心，并將視頻CDN核心納入到其中作為一個業(yè)務域是當前的一種高性價比選擇。同時還可依托該視頻內容業(yè)務域，為內外網的有線或無線寬帶用戶提供面向PC、iPad等終端的高清視頻點播、為外網3G終端用戶提供各種格式的視頻點播業(yè)務，減少出口帶寬消耗，增加出網流量。

　　基于互動數字電視的諸多增值業(yè)務也是廣電發(fā)展的重點業(yè)務，各類增值業(yè)務系統需要完善的網絡安全、帶寬資源等外部條件，這些都可以在數據中心中得到保障：為交互電視增值業(yè)務系統劃分獨立的子業(yè)務域，按需提供網絡安全策略和帶寬資源等。

　　3、對IDC業(yè)務的提供

　　IDC相關業(yè)務除了傳統的系統托管業(yè)務、服務器和帶寬等資源租賃業(yè)務、網絡安全增值業(yè)務等外，還將出現面向公眾、企業(yè)等客戶的云計算服務，是信息化服務的趨勢。云計算服務產業(yè)已經確立成為國家重點扶持的新興產業(yè)之一，各大運營商也加大投入進行探索和研究，可以說，廣電與其他運營商在該業(yè)務領域目前是處于同一起跑線上，大型廣電運營商可抓住機遇開始嘗試。目前廣電開始規(guī)劃三網融合試點。

　　開展IDC相關業(yè)務，特別是云計算服務，完善的數據中心基礎設施是不可或缺的，需要把握未來云計算服務承載的要求逐步建設數據中心�，F階段廣電運營商可建設多業(yè)務數據中心，將IDC相關業(yè)務作為其中的業(yè)務域，逐步發(fā)展。

　　4、自身IT支撐系統的運維保障

　　隨著業(yè)務的發(fā)展，廣電運營商需要逐步建設完備的IT支撐系統，包括相關的業(yè)務平臺管理系統、內部管理系統等�，F階段，大部分的廣電IT支撐系統還處在不斷完善、持續(xù)建設的階段，如果和其他運營商一樣馬上建設完善獨立的IT支撐系統數據中心將是一種硬件資源、運維資源的潛在浪費�？梢钥紤]將其納入到多業(yè)務數據中心，通過科學完善的數據中心網絡安全規(guī)劃來保障該系統的獨立性和安全隔離。

二、廣電多業(yè)務數據中心建設

　　根據前文所述，廣電多業(yè)務數據中心的功能定位和基本業(yè)務規(guī)劃基本清晰（如圖2所示）。對于廣電的多業(yè)務數據中心建設，以下從數據中心網絡建設關鍵需求做一些嘗試性的探索。

廣電多業(yè)務數據中心的業(yè)務域規(guī)劃

圖：廣電多業(yè)務數據中心的業(yè)務域規(guī)劃
　　關鍵需求一：多業(yè)務部署條件下的業(yè)務隔離和安全策略部署

　　數據中心中同時存在視頻、數據和內部管理等多種業(yè)務應用，不同的業(yè)務需要網絡在邏輯層面上進行隔離，針對不同的業(yè)務部署相應的L3-L7層網絡安全策略；甚至在某一業(yè)務類型內，不同的子系統也需要部署不同的網絡安全策略。為此需要結合高性能的防火墻、入侵防御系統、流量分析系統、攻擊防御系統、VPN接入等設備為不同的業(yè)務系統做好安全域的劃分和安全策略的部署。同時由于數據中心內業(yè)務系統眾多，卻不可能為每套單一的業(yè)務系統配置單獨的各類安全設備，因此必須采用先進的安全系統虛擬化技術，在單一的物理安全設備上為不同的業(yè)務系統提供邏輯上獨立的虛擬安全系統，比如虛擬防火墻技術的應用。另外，已部署的安全管理控制必須是易維護的。比如，隔離和安全策略的修改和更新足夠靈活；為了易于管理維護，需要能夠實現對部署在整個數據中心的大量不同類型的安全設備在安全資源管理及安全信息管理上的整合，通過統一的管理系統實現所有安全設備的管理，通過統一的管理系統實現對所有安全設備日志信息的統一搜集和關聯分析，從宏觀和微觀上掌控整個數據中心的安全狀態(tài)。在這方面，H3C的SecCenter已經實現對包括防火墻、IPS、SSL VPN、ACG等眾多安全設備的統一管理和日志收集和關聯分析。

　　關鍵需求二：復雜流量模型條件下網絡的高帶寬和高性能轉發(fā)處理能力

　　高帶寬問題

　　目前其他幾大運營商在新一代數據中心建設中普遍對出口帶寬規(guī)模做了較大的規(guī)劃，至少達到40－100G，而廣電的數據中心未來是以視頻業(yè)務為主同時兼顧數據業(yè)務，其流量規(guī)模同樣將達到100G規(guī)模，因此廣電數據中心的網絡單元特別是核心交換單元的二三層報文處理能力將是最為關鍵的，其中是否支持單端口40/100G的線速處理能力將直接決定未來數據中心出口帶寬的擴展性�，F有的萬兆平臺路由交換設備僅能支持單端口最大10G的線速處理能力，完全不能適應新型數據中心的建設需要，而一些專門面向數據中心的采用100G平臺技術、控制和轉發(fā)平面獨立設計的數據中心級路由交換系統可以滿足擴展需要。

　　高帶寬條件下的線速處理能力

　　交互電視視頻點播等業(yè)務的并發(fā)高峰期將產生極大的流量，且持續(xù)時間以小時為單位，這就要求數據中心的關鍵網絡單元能夠對數十個10G或40/100G端口的流量實現無阻塞的轉發(fā)處理，否則將出現較大延時或丟包，影響高清視頻質量。傳統基于Crossbar的路由交換系統由于自身架構原因無法確保在出入端口數量和速率對等的情況下所有端口之間的“完全線速”處理，因此擁塞和丟包的可能性是無法避免的。這在數據中心級路由交換系統中得到了很好的處理，其多級多平面CLOS無阻塞交換架構能夠實現出入端口數量和速率對等情況下的“嚴格無阻塞”轉發(fā)能力，從而確保大規(guī)模視頻流量的高實時轉發(fā)。

　　復雜流量模型下對浪涌流量的吸收

　　數據中心的各類業(yè)務流量（特別是未來云計算的流量模型）完全不同于傳統城域網上自下而上的匯聚型流量，而是呈現高度的不定向突發(fā)性，比如未來“橫向”流量將急劇增加，內部WEB系統、APPLICATION系統與DATABASE系統之間的交互流量占很大比例，傳統路由交換系統的調度機制和緩存性能無法滿足要求，數據中心級路由交換系統充分考慮了對復雜流量模型下浪涌流量的處理需求。

　　為了應對上述復雜需求，業(yè)界領先的網絡廠商紛紛推出了新一代數據中心級路由交換設備，比如H3C的S12500系列數據中心級核心交換機，由于采用先進的多級多平面CLOS無阻塞交換架構，可實現對40G/100G以太網標準的擴展，同時支持高密度嚴格無阻塞線速10G端口的擴展，并采用先進的分布式入口大緩存技術吸收突發(fā)的高速浪涌流量。

　　關鍵需求三：大規(guī)模系統條件下的節(jié)能環(huán)保和網絡演進要求

　　在全社會提倡節(jié)能減排、綠色環(huán)保的大趨勢下，數據中心也必須做相關方面的考慮。通過降低數據中心網絡系統的能耗，可以顯著降低數據中心的后期運維成本，同時過大的總能耗也將對數據中心的供電系統形成壓力，不利于數據中心的擴展。

　　另外隨著目前各級IP網絡從IPv4向IPv6全面演進趨勢的加快，廣電規(guī)劃的數據中心必須考慮方案對IPv4和IPv6的兼容性，必須支持IPv4/IPv6的雙棧接入，并要求對IPv4和IPv6均能提供同等的線速轉發(fā)性能，高性能、靈活地實現兩個網絡互訪。

三、結束語

　　總體而言，廣電的數據中心與其他運營商的數據中心建設思路必然是合而不同，各具特色的。多業(yè)務數據中心的建設思路對于當下的廣電運營商而言是一種優(yōu)選的數據中心建設策略，一方面它符合下一代運營級數據中心的主要特征，另一方面兼顧了三網融合階段下廣電運營商的業(yè)務運營和企業(yè)運營兩方面的需求。

CTI論壇編輯