本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種城域網(wǎng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

城域網(wǎng)也稱寬帶城域網(wǎng)或IP城域網(wǎng)，是覆蓋整個城市的各類提供寬帶接入的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。目前，城域網(wǎng)的建設(shè)分為三層，核心層、控制層和接入層。其中，核心層主要包括核心路由器(Core Router，CR)，作為城域網(wǎng)的出口設(shè)備與骨干網(wǎng)互聯(lián)?？刂茖影▽拵ЬW(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)控制(Broadband Network Gateway，BNG)設(shè)備，用于對用戶業(yè)務(wù)的流量進(jìn)行進(jìn)行本地路由處理或者經(jīng)過處理后發(fā)送至CR，以為用戶提供服務(wù)。接入層包括各類光接入設(shè)備，與用戶終端設(shè)備(Customer Premise Equipment，CPE)連接，將接收到的經(jīng)過CPE進(jìn)行協(xié)議處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。

然而，由于現(xiàn)網(wǎng)中BNG設(shè)備以及CPE均為軟硬件一體化的專用設(shè)備，且各廠家的標(biāo)準(zhǔn)并不統(tǒng)一，導(dǎo)致生產(chǎn)的BNG設(shè)備以及CPE可能存在一定差異，因此，各運營商提供的業(yè)務(wù)與硬件深度綁定。隨著用戶業(yè)務(wù)需求的逐漸增多，由于受到專用設(shè)備的限制，導(dǎo)致新業(yè)務(wù)的開發(fā)以及部署效率較低，且網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容的建設(shè)成本高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施例提供一種城域網(wǎng)系統(tǒng)，能夠提高業(yè)務(wù)的部署效率，減少網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容的建設(shè)成本。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明實施例提供一種城域網(wǎng)系統(tǒng)，包括：客戶終端設(shè)備CPE、與該CPE連接的光接入網(wǎng)、與該光接入網(wǎng)連接的至少一個第一白盒交換機(jī)，以及與該至少一個第一白盒交換機(jī)連接的互聯(lián)數(shù)據(jù)中心(Internet Data Center，IDC)和CR；該IDC包括軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software Defined Network，SDN)控制器和多個虛擬網(wǎng)絡(luò)功能(Virtualised Network Function，VNF)，該SDN控制器用于對該至少一個第一白盒交換機(jī)和該CPE進(jìn)行控制，該多個VNF包括用于實現(xiàn)接入功能的VNF、用于實現(xiàn)用戶管理功能的VNF、用于實現(xiàn)地址管理功能的VNF、用于實現(xiàn)路徑計算功能的VNF、用于實現(xiàn)認(rèn)證計費功能的VNF、用于實現(xiàn)流量監(jiān)測功能的VNF以及用于實現(xiàn)策略管理功能的VNF；該CPE支持OpenFlow協(xié)議，用于在該SDN控制器的控制下對用戶終端與該光接入網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；該至少一個第一白盒交換機(jī)用于在該SDN控制器的控制下完成該IDC、該光接入網(wǎng)以及該CR之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)；該光接入網(wǎng)用于將用戶業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)接入光網(wǎng)絡(luò)傳輸；該CR用于對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

本發(fā)明實施例提供的城域網(wǎng)系統(tǒng)，能夠通過各類功能的VNF的組合實現(xiàn)為用戶業(yè)務(wù)提供的服務(wù)，提高業(yè)務(wù)部署效率，使得城域網(wǎng)中的各類業(yè)務(wù)的實現(xiàn)不再依賴于專用設(shè)備。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)重載時只需要增加相應(yīng)功能的VNF即可達(dá)到擴(kuò)容，從而降低網(wǎng)絡(luò)昂貴的設(shè)備成本，減少網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容的建設(shè)成本；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)輕載時通過釋放相應(yīng)功能的VNF即可減少資源占用。

可選的，該CPE還用于在該SDN控制器的控制下對該用戶業(yè)務(wù)的流量進(jìn)行限速。

可選的，該IDC還包括第二白盒交換機(jī)群和多個虛擬交換機(jī)，該多個VNF和該SDN控制器通過該多個虛擬交換機(jī)與該第二白盒交換機(jī)群連接，該第二白盒交換機(jī)群與該至少一個第一白盒交換機(jī)連接，該第二白盒交換機(jī)群和該多個虛擬交換機(jī)用于在該SDN控制器的控制下對在該IDC中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

可選的，該多個VNF還包括用于實現(xiàn)增值業(yè)務(wù)的VNF。

可選的，該CPE、該光接入網(wǎng)、該至少一個第一白盒交換機(jī)以及該IDC采用IPOE接入方式對用戶業(yè)務(wù)進(jìn)行接入。

通過該可選方式，使得用戶在申請不同業(yè)務(wù)時可以采用同一個IPoE賬號，以減少賬戶數(shù)量，從而并降低了賬戶控制和管理的復(fù)雜度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種城域網(wǎng)系統(tǒng)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種IDC示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。

SDN是一種新型網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新架構(gòu)，是網(wǎng)絡(luò)虛擬化的一種實現(xiàn)方式，其核心技術(shù)是通過將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制面與數(shù)據(jù)面分離開來，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量的靈活控制，使網(wǎng)絡(luò)變得更加智能。而網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(Network Function Virtualization，NFV)技術(shù)是一種在通用物理設(shè)備上運行網(wǎng)絡(luò)功能的技術(shù)。通過NFV技術(shù)可以將專用網(wǎng)元的功能虛擬化，并在通用設(shè)備上運行，使通用設(shè)備實現(xiàn)專用網(wǎng)元的功能，從而避免網(wǎng)絡(luò)功能與設(shè)備綁定，提高業(yè)務(wù)的部署效率。

基于SDN技術(shù)和NFV技術(shù)，本發(fā)明實施例提供一種城域網(wǎng)系統(tǒng)，能夠提高業(yè)務(wù)的部署效率，降低設(shè)備復(fù)雜度，減少網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。

需要說明的是，本文中可以涉及的術(shù)語“系統(tǒng)”和“網(wǎng)絡(luò)”在本文中常被可互換使用。術(shù)語“和”，僅僅是一種描述關(guān)聯(lián)對象的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表示可以存在三種關(guān)系，例如，A和B，可以表示：單獨存在A，同時存在A和B，單獨存在B這三種情況。另外，本文中字符“/”，一般表示前后關(guān)聯(lián)對象是一種“或”的關(guān)系。

當(dāng)本發(fā)明實施例提及“第一”、“第二”、“第三”或者“第四”等序數(shù)詞時，除非根據(jù)上下文其確實表達(dá)順序之意，否則應(yīng)當(dāng)理解為僅僅是起區(qū)分之用。此外，術(shù)語“包括”和“具有”以及它們?nèi)魏巫冃?，意圖在于覆蓋不排他的包含。

如圖1所示，為本發(fā)明實施例提供的一種城域網(wǎng)系統(tǒng)，包括：CPE、與該CPE連接的光接入網(wǎng)、與該光接入網(wǎng)連接的至少一個第一白盒交換機(jī)、與該至少一個第一白盒交換機(jī)連接的IDC和CR。

具體的，本發(fā)明實施例提供的IDC，包括SDN控制器和多個VNF。該SDN控制器用于對該至少一個第一白盒交換機(jī)和該CPE進(jìn)行控制。該多個VNF包括用于實現(xiàn)接入功能的VNF、用于實現(xiàn)用戶管理功能的VNF、用于實現(xiàn)地址管理功能的VNF、用于實現(xiàn)路徑計算功能的VNF、用于實現(xiàn)認(rèn)證計費功能的VNF、用于實現(xiàn)流量監(jiān)測功能的VNF以及用于實現(xiàn)策略管理功能的VNF。

示例性的，在本發(fā)明實施例提供的城域網(wǎng)中，IDC中所有用于實現(xiàn)接入功能的VNF可以稱為接入模塊。示例性的，現(xiàn)網(wǎng)中由BNG設(shè)備實現(xiàn)的IPoE接入報文解析、IPoE協(xié)議處理、IP地址獲取、域名系統(tǒng)(Domain Name System，DNS)的獲取、帶寬資源獲取、域管理等功能，由現(xiàn)有的CPE實現(xiàn)的IPoE客戶端功能、網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(Network Address Translation，NAT)等功能，都可以由該接入模塊中的VNF實現(xiàn)。

該IDC中所有用于實現(xiàn)用戶管理功能的VNF可以稱為用戶管理模塊，用戶管理模塊可以具體用于對用戶的信息進(jìn)行管理，例如，對用戶的用戶名、密碼、業(yè)務(wù)使用權(quán)限等信息進(jìn)行管理，從而為用戶的接入和認(rèn)證提供信息依據(jù)。

該IDC中所有用于實現(xiàn)地址管理功能的VNF可以稱為地址管理模塊，地址管理模塊具體可以用于對用戶的IP地址進(jìn)行分配以及管理，以確保IP地址資源得到合理使用。例如，該地址管理模塊可以完成寬帶接入用戶和企業(yè)用戶的IP地址分配和釋放，公網(wǎng)地址端口段的分配和釋放，地址池的使用率的計算和告警等功能，還可以根據(jù)區(qū)域分配同地址段的地址，以為路由聚合做好鋪墊。

該IDC中所有用于實現(xiàn)路徑計算功能的VNF可以稱為路徑計算模塊，示例性的，該路徑計算模塊可以用于對用戶的上行流量的路徑計算，負(fù)載分擔(dān)情況下的路徑計算，各類隧道的路徑計算設(shè)計，各類增值業(yè)務(wù)的路徑計算，以及對CR的路由協(xié)議交互路徑的計算等。

該IDC中所有用于實現(xiàn)認(rèn)證計費功能的VNF可以稱為認(rèn)證計費模塊，該認(rèn)證計費模塊具體可以用于完成寬帶接入用戶的認(rèn)證、授權(quán)、計費功能，同時該認(rèn)證計費模塊還可以完成用戶動態(tài)授權(quán)和動態(tài)帶寬調(diào)整，也能夠完成相關(guān)增值業(yè)務(wù)的授權(quán)與計費。

該IDC中所有用于實現(xiàn)流量監(jiān)測功能的VNF可以稱為流量監(jiān)測模塊，示例性的，該流量監(jiān)測模塊可以用于監(jiān)測各個接入用戶的流量，監(jiān)測各條鏈路流量狀況，監(jiān)測各個VNF的流量狀況，監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中各個白盒交換機(jī)的流量負(fù)載，監(jiān)測服務(wù)器、虛擬交換機(jī)的流量狀況等。

該IDC中所有用于實現(xiàn)策略管理功能的VNF可以稱為策略管理模塊，策略管理模塊具體可以用于對NAT策略、防火墻策略、深度包檢測策略、負(fù)載均衡策略、QoS策略進(jìn)行管理。例如，現(xiàn)網(wǎng)中由BNG、現(xiàn)有的CPE或者負(fù)載均衡服務(wù)器實現(xiàn)的負(fù)載均衡功能、NAT44功能、防火墻功能、深度包檢測功能、QoS策略等，都可以通過該策略管理模塊實現(xiàn)。

可以理解的是，在本發(fā)明實施例提供的城域網(wǎng)中，包括實現(xiàn)各類功能的VNF，使得城域網(wǎng)中用戶業(yè)務(wù)不再基于專用設(shè)備包括BNG以及CPE來實現(xiàn)，從而降低了通過將現(xiàn)網(wǎng)中的CPE、BNG設(shè)備的各類數(shù)據(jù)處理功能，以及其他專用網(wǎng)元的功能進(jìn)行虛擬化，并對虛擬化后的功能進(jìn)行重構(gòu)，劃分為新的功能模塊，IDC可以通過各類功能的VNF的組合為用戶提供服務(wù)，使得新業(yè)務(wù)的部署更加靈活。

在一個示例中，隨著用戶需求的增長，當(dāng)城域網(wǎng)需要實現(xiàn)一些增值業(yè)務(wù)時，若上述功能模塊無法通過業(yè)務(wù)鏈的方式實現(xiàn)這些增值業(yè)務(wù)，那么也可以增加新的功能模塊以實現(xiàn)這些增值業(yè)務(wù)，即該IDC中的多個VNF中還包括用于實現(xiàn)增值業(yè)務(wù)的VNF。

進(jìn)一步的，本發(fā)明實施例提供的CPE支持OpenFlow協(xié)議，能夠在SDN控制器的控制下對用戶終端與該光接入網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

值得說明的是，本發(fā)明實施例提供的CPE無需進(jìn)行協(xié)議處理和復(fù)雜的配置管理功，例如NAT功能、防火墻功能以及三層協(xié)議的路由功能等，該CPE可以對接收到的數(shù)據(jù)，按照接收端口識別不同的業(yè)務(wù)，例如寬帶上網(wǎng)業(yè)務(wù)、視頻業(yè)務(wù)以及者語音業(yè)務(wù)等，然后根據(jù)SDN控制器下發(fā)的流表，將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送至光接入網(wǎng)的對應(yīng)端口上，以通過光纖傳輸發(fā)送至第一白盒交換機(jī)。相比于現(xiàn)有的CPE，本發(fā)明實施例提供的CPE在硬件上無需支持三層協(xié)議，無需進(jìn)行復(fù)雜的配置，從而大大降低了CPE的復(fù)雜度。

在一個示例中，本發(fā)明實施例提供的CPE還可以用于在SDN控制器的控制下對用戶業(yè)務(wù)的流量進(jìn)行限速。例如，SDN控制器通過OpenFlow協(xié)議或者網(wǎng)絡(luò)配置(netconf)協(xié)議向CPE發(fā)送限速屬性信息，以使得CPE根據(jù)該限速屬性信息對指定用戶業(yè)務(wù)的流量進(jìn)行限速。

該至少一個第一白盒交換機(jī)用于在SDN控制器的控制下完成IDC、光接入網(wǎng)以及該CR之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。

可以理解的是，白盒交換機(jī)是一種物理交換機(jī)硬件，通過配置相應(yīng)的軟件功能，使其實現(xiàn)相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)功能。例如，通過在白盒交換機(jī)上配置與路由器相同的軟件系統(tǒng)，即可使得該白盒交換機(jī)實現(xiàn)路由器的功能；通過在白盒交換機(jī)上配置與三層交換機(jī)相同的軟件系統(tǒng)，即可使得該白盒交換機(jī)實現(xiàn)三層交換機(jī)的功能等。相比于現(xiàn)網(wǎng)中具有各類網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備，使用白盒交換機(jī)能夠降低組網(wǎng)成本，實現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)功能的靈活配置。

本發(fā)明實施例提供的第一白盒交換機(jī)為一種支持OpenFlow協(xié)議的白盒交換機(jī)，能夠在SDN控制器的控制下完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能，例如，該第一白盒交換機(jī)能夠在SDN控制器的控制下在實現(xiàn)現(xiàn)網(wǎng)中匯聚交換機(jī)的功能，也能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)網(wǎng)中BNG設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)功能。

該光接入網(wǎng)用于將用戶業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)接入光網(wǎng)絡(luò)傳輸。示例性的，該光接入網(wǎng)可以為無源光網(wǎng)絡(luò)(Passive Optical Network，PON)，主要包括光網(wǎng)絡(luò)終端(Optical network terminal，ONT)/光節(jié)點(Optical Network Unit，ONU)、光線路終端(optical line terminal，OLT)。其中，ONT/ONU與該CPE和OLT連接，OLT與第一白盒交換機(jī)連接。PON為用戶數(shù)據(jù)提供光纖接入服務(wù)，使得用戶數(shù)據(jù)能夠在光網(wǎng)絡(luò)中高速傳輸?？蛇x的，該光接入網(wǎng)也可以為有源光網(wǎng)絡(luò)(Active Optical Network，AON)。對此，本發(fā)明實施例不進(jìn)行限制。

CR用于對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。具體的，在本發(fā)明實施例中，CR能夠接收第一白盒交換機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至骨干網(wǎng)，也能夠?qū)⒐歉删W(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)發(fā)送至第一白盒交換機(jī)，以由第一白盒交換機(jī)將骨干網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至IDC進(jìn)行處理，或者由第一白盒交換機(jī)將骨干網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)發(fā)至光接入網(wǎng)進(jìn)行傳輸。可以理解的是，城域網(wǎng)通過CR實現(xiàn)與骨干網(wǎng)的連接，CR能夠完成城域網(wǎng)與骨干網(wǎng)之間高速的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，是城域網(wǎng)的出口設(shè)備。

本發(fā)明實施例提供的城域網(wǎng)系統(tǒng)，能夠通過各類功能的VNF的組合實現(xiàn)為用戶業(yè)務(wù)提供的服務(wù)，提高業(yè)務(wù)部署效率，使得各類業(yè)務(wù)的實現(xiàn)不再依賴于專用設(shè)備。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)重載時只需要增加相應(yīng)功能的VNF即可達(dá)到擴(kuò)容，從而降低網(wǎng)絡(luò)昂貴的設(shè)備成本；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)輕載時通過釋放相應(yīng)功能的VNF即可減少資源占用。

進(jìn)一步的，如圖2所示，本發(fā)明實施例提供的IDC可以由一個或一個以上的數(shù)據(jù)中心構(gòu)成，每個數(shù)據(jù)中心可以包括上述多個VNF中的部分VNF，每個VNF可以在至少一個虛擬機(jī)(Virtual Machine，VM)上運行。

該IDC還可以包括第二白盒交換機(jī)群和多個虛擬交換機(jī)，該多個VNF和該SDN控制器通過該多個虛擬交換機(jī)與該第二白盒交換機(jī)群連接，該第二白盒交換機(jī)群與該至少一個第一白盒交換機(jī)連接，其中，該第二白盒交換機(jī)群中的每個第二白盒交換機(jī)也能夠支持OpenFlow協(xié)議，能夠按照SDN控制器下發(fā)的流表對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。該多個虛擬交換機(jī)中的每個虛擬交換機(jī)(Virtual Switch，vSwitch)是一種用于將VM互聯(lián)，并將VM連接到物理網(wǎng)絡(luò)(即第二白盒交換機(jī))的軟件實現(xiàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)VM之間的信息交換，以及VM與物理網(wǎng)絡(luò)之間的信息交換。

在本發(fā)明實施例中，該第二白盒交換機(jī)群和該多個虛擬交換機(jī)能夠在該SDN控制器的控制下對在該IDC中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)?？蛇x的，如圖2所示，該IDC還包括可以包括協(xié)同器和編排器，該協(xié)同器可以用于協(xié)同該IDC中VNF的虛擬資源。若該IDC包括多個SDN控制器時，該協(xié)同器也可以用于協(xié)同該多個SDN控制器，以使得該多個SDN控制器能夠通過相互配合，完成對該城域網(wǎng)中的CPE、白盒交換機(jī)以及VFN的控制。

該編排器可以用于根據(jù)用戶的業(yè)務(wù)需求，對該IDC中的多個VNF進(jìn)行編排，確定能夠?qū)崿F(xiàn)該業(yè)務(wù)需求VNF組合策略，并將該VNF組合策略發(fā)送至路徑計算模塊，以使得該路徑計算模塊結(jié)合路由協(xié)議、負(fù)載分擔(dān)等策略計算轉(zhuǎn)發(fā)路徑，以將該VNF組合策略中的多個VNF，通過第二白盒交換機(jī)群以及多個虛擬交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)路徑串聯(lián)，形成業(yè)務(wù)鏈。該路徑計算模塊通過將計算的路徑發(fā)送至SDN控制器，使得SDN控制器生成相應(yīng)的流表，以控制CPE、第一白盒交換機(jī)、第二白盒交換機(jī)以及虛擬交換機(jī)將與該業(yè)務(wù)對應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入業(yè)務(wù)鏈中。

在一個示例中，本發(fā)明實施例提供的CPE、光接入網(wǎng)、至少一個第一白盒交換機(jī)以及IDC采用IPOE接入方式對用戶業(yè)務(wù)進(jìn)行接入。

通常，一個用戶在申請不同業(yè)務(wù)時，可能使用不同的賬戶，用于現(xiàn)有的CPE識別用戶申請的不同業(yè)務(wù)，例如申請寬帶接入業(yè)務(wù)時采用基于以太網(wǎng)的點對點協(xié)議(Point to Point Protocol over Ethernet,PPPoE)賬號，申請網(wǎng)絡(luò)電視業(yè)務(wù)時采用IPoE協(xié)議賬戶。而在本申請中，由IPoE接入方式取代PPPoE接入方式，使得用戶能夠在申請不同業(yè)務(wù)時均采用一個IPoE賬號，而本發(fā)明實施例提供的CPE可以通過接入端口識別不同的業(yè)務(wù)，從而減少了賬戶數(shù)量，并降低了賬戶控制和管理的復(fù)雜度，以及減少了設(shè)備之間的連接數(shù)。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。