中興通訊：云網(wǎng)一體化趨勢(shì)下的IP網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)

  云計(jì)算經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，單純的公有云或私有云已經(jīng)不能滿(mǎn)足企業(yè)需求，新業(yè)務(wù)的發(fā)展需要多種云環(huán)境并存，云計(jì)算將進(jìn)入多云混合時(shí)代，公有云+邊緣云成為5G和DICT時(shí)代各方新的拓展點(diǎn)。另一方面，運(yùn)營(yíng)商基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)收入增長(zhǎng)見(jiàn)頂，而DICT市場(chǎng)是基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)的3倍，達(dá)1.3萬(wàn)億元。中國(guó)企業(yè)上云率只有40%，還不到海外企業(yè)的一半，公有云IaaS服務(wù)在中國(guó)市場(chǎng)還處于增速快、空間大的窗口期，預(yù)計(jì)到2022年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)2900億元。對(duì)運(yùn)營(yíng)商而言，向云服務(wù)市場(chǎng)拓展是必然選擇。

  運(yùn)營(yíng)商云網(wǎng)一體化面臨的挑戰(zhàn)

  進(jìn)軍云計(jì)算市場(chǎng)，幫個(gè)人/企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，運(yùn)營(yíng)商基礎(chǔ)設(shè)施首先要數(shù)字化。相比于云商，運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的3個(gè)主要短板是智能化程度、業(yè)務(wù)部署時(shí)間和云網(wǎng)分離運(yùn)營(yíng)。運(yùn)營(yíng)商云服務(wù)起步晚，自研能力不足，解耦集成系統(tǒng)比云商垂直inhouse方式復(fù)雜，在業(yè)務(wù)深耕、端到端運(yùn)營(yíng)、生態(tài)合作和需求洞察方面不如云商。但是，運(yùn)營(yíng)商掌握云網(wǎng)融合網(wǎng)絡(luò)的全部3層資源，擁有多種連接入口(尤其是5G)、端到端SLA、屬地化運(yùn)維隊(duì)伍，安全可信、融合集中的云能力和分布式的網(wǎng)絡(luò)能力是運(yùn)營(yíng)商的天然優(yōu)勢(shì)。

  當(dāng)前，運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的痛點(diǎn)在于云網(wǎng)業(yè)務(wù)分開(kāi)發(fā)放，SLA無(wú)承諾，具體體現(xiàn)在：

  - 系統(tǒng)對(duì)接定制化時(shí)間長(zhǎng)，云網(wǎng)分開(kāi)發(fā)放;

  - 運(yùn)營(yíng)上缺乏精細(xì)化的SLA保障和度量手段，無(wú)法滿(mǎn)足政企、金融客戶(hù)的要求;

  - 缺乏主動(dòng)運(yùn)維監(jiān)控手段。

  要做到云網(wǎng)一體化，對(duì)網(wǎng)絡(luò)有效賦能，充分發(fā)揮運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的能力，需要做到網(wǎng)隨云動(dòng)、SLA可量化、故障可識(shí)別：

  - 開(kāi)放集成，網(wǎng)隨云動(dòng)，業(yè)務(wù)敏捷按需，分鐘級(jí)下發(fā);

  - 實(shí)現(xiàn)可承諾SLA保障、可承諾帶寬、時(shí)延保障;

  - SLA精細(xì)化管理，SLA數(shù)據(jù)毫秒級(jí)采集，隨流SLA測(cè)量和呈現(xiàn)，異常SLA主動(dòng)識(shí)別;

  - 智能運(yùn)維，分鐘級(jí)別故障智能定位定界，主動(dòng)識(shí)別和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)異常。

  四方面進(jìn)行IP網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)

  云網(wǎng)一體，從技術(shù)上講，是電信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和IT技術(shù)的深度融合。三大技術(shù)具備不同的“基因”：電信技術(shù)特點(diǎn)是高可靠、高質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)模化;互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特點(diǎn)是低成本、分布式、迭代式和服務(wù)化;IT技術(shù)特點(diǎn)是分層開(kāi)放、軟硬件分離、虛擬化和云化。這三大技術(shù)的深度融合將推動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)從四個(gè)方面進(jìn)行重構(gòu)：

  - 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)重構(gòu)：目標(biāo)是簡(jiǎn)潔、開(kāi)放。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)解耦，轉(zhuǎn)發(fā)、控制和業(yè)務(wù)應(yīng)用分離，網(wǎng)絡(luò)能力全面開(kāi)放，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可編程。

  - 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)重構(gòu)：目標(biāo)是集約、自動(dòng)化。通過(guò)策略和模型驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)化運(yùn)營(yíng)，實(shí)現(xiàn)控制集中化、全局可調(diào)度，以及基于業(yè)務(wù)鏈的編排服務(wù)開(kāi)通和配置自動(dòng)化。

  - 網(wǎng)絡(luò)部署重構(gòu)：目標(biāo)是快捷、低成本。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)扁平化，實(shí)現(xiàn)資源可調(diào)度，部署快捷、可擴(kuò)展。

  - 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)重構(gòu)：目標(biāo)是彈性、按需。通過(guò)多方聯(lián)合創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)化，按需快速配置，變更。

  通過(guò)以上四個(gè)方面的重構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)最終實(shí)現(xiàn)：

  - 創(chuàng)新增強(qiáng)：基于軟件和細(xì)顆粒度網(wǎng)絡(luò)能力進(jìn)行自主創(chuàng)新。

  - 效率提升：實(shí)現(xiàn)基于軟件的自動(dòng)化維護(hù)和管理，以及基于虛擬化/云化的靈活部署和擴(kuò)展。

  - 降成本：創(chuàng)新以太等技術(shù)降低Capex和Opex。

  新IP網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)架構(gòu)設(shè)計(jì)

  基于以上討論的IP網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)理念，逐步引入新技術(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)云網(wǎng)融合、5G和IoT等新業(yè)務(wù)新型需求。網(wǎng)絡(luò)需要采用“自頂向下”的設(shè)計(jì)理念，推進(jìn)控制面和轉(zhuǎn)發(fā)面分離/解耦，通過(guò)集約化智慧運(yùn)營(yíng)實(shí)現(xiàn)資源的柔性調(diào)度與業(yè)務(wù)的靈活部署。具體設(shè)計(jì)架構(gòu)如圖1所示。

  現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)如果重構(gòu)，應(yīng)當(dāng)遵循的演進(jìn)策略為：以網(wǎng)絡(luò)能力開(kāi)放及增值業(yè)務(wù)能力增強(qiáng)等為導(dǎo)向，推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)升級(jí);按場(chǎng)景引入新型技術(shù)，降本增效，提升效率;盤(pán)活數(shù)據(jù)資源，提升用戶(hù)體驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)管理水平。

  在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施方面，引入大容量單機(jī)，構(gòu)建無(wú)阻塞的轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)，做到業(yè)網(wǎng)分離;引入SR/BIER等新型技術(shù)，實(shí)現(xiàn)融合統(tǒng)一承載;基于DC設(shè)置，構(gòu)建業(yè)務(wù)集中處理POP(Points Of Presence);按業(yè)務(wù)需求，引入虛擬化網(wǎng)元，提升業(yè)務(wù)處理能力;在網(wǎng)絡(luò)控制層，引入網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，在逐步對(duì)控制器標(biāo)準(zhǔn)化及抽象化的基礎(chǔ)上，形成統(tǒng)一的、可編程的、功能強(qiáng)大的控制器模型，規(guī)范各類(lèi)控制器的南向和北向接口;在運(yùn)營(yíng)體系方面，整合各類(lèi)平臺(tái)能力，新一代運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的關(guān)鍵組件標(biāo)準(zhǔn)化、模型化;增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的收集分析和網(wǎng)絡(luò)故障診斷能力，引入網(wǎng)絡(luò)AI技術(shù)、NETCONF/YANG以及Telemetry技術(shù)，構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型。

  構(gòu)建安全可信的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施

  無(wú)論網(wǎng)絡(luò)如何改變，安全是永恒的話題。伴隨著企業(yè)業(yè)務(wù)大規(guī)模上云，網(wǎng)絡(luò)安全變得格外重要，所以自底向上構(gòu)建一整套安全可信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提供基礎(chǔ)設(shè)施到應(yīng)用層的端到端安全服務(wù)成為了迫切需求。

  當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施主要包括BGP、DNS和PKI等系統(tǒng)，這些基礎(chǔ)設(shè)施或其背后的可信模型是中心化的，而中心化的信任模型存在著中心節(jié)點(diǎn)權(quán)限過(guò)大、單點(diǎn)失效等脆弱性，其自身無(wú)法成為牢固的安全可信基礎(chǔ)，大大降低了網(wǎng)絡(luò)的安全性、可靠性和平等性。如何用去中心化技術(shù)手段構(gòu)建更為安全可信的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，成為了研究的重點(diǎn)。由于去中心化技術(shù)天然就支持可信性驗(yàn)證，因此基于其上實(shí)現(xiàn)BGP、DNS和PKI等基礎(chǔ)設(shè)施能力也就天然具備安全可信的能力，能夠真正從根本上保證其安全，進(jìn)而確保網(wǎng)絡(luò)上層服務(wù)的安全。網(wǎng)絡(luò)路由是關(guān)鍵的信息，去中心化的BGP安全機(jī)制首先從去中心化的IP地址和AS號(hào)的管理入手，提供不可篡改的資源所有權(quán)記錄，進(jìn)一步地，基于IP/ASN所有權(quán)發(fā)布的相關(guān)綁定信息和鄰居信息可以實(shí)現(xiàn)BGP的基本能力，同時(shí)可以提供相應(yīng)的驗(yàn)證信息，天然就支持BGP源驗(yàn)證、路徑驗(yàn)證、路由泄漏檢測(cè)等安全能力。這樣就真正地從“基因”上賦予網(wǎng)絡(luò)“端-網(wǎng)-云”牢固的安全可信屬性和能力，為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供了更為堅(jiān)實(shí)的安全可信基礎(chǔ)，可以說(shuō)從根本上解決了目前面臨的安全可信問(wèn)題。

  中興通訊憑借強(qiáng)大的自研芯片能力、全自主研發(fā)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)ROSng，以及管控合一的管控平臺(tái)，推出精準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)解決方案，包括云化城域網(wǎng)解決方案、骨干網(wǎng)資源調(diào)度方案等，未來(lái)在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生安全架構(gòu)和新技術(shù)研發(fā)上，中興通訊將持續(xù)深入研究，推動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)朝更高效更安全的方向發(fā)展。

  作者：中興通訊IP產(chǎn)品規(guī)劃總工程師 陶文強(qiáng)