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

  云計算經(jīng)過十多年的發(fā)展，單純的公有云或私有云已經(jīng)不能滿足企業(yè)需求，新業(yè)務的發(fā)展需要多種云環(huán)境并存，云計算將進入多云混合時代，公有云+邊緣云成為5G和DICT時代各方新的拓展點。另一方面，運營商基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)收入增長見頂，而DICT市場是基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)市場的3倍，達1.3萬億元。中國企業(yè)上云率只有40%，還不到海外企業(yè)的一半，公有云IaaS服務在中國市場還處于增速快、空間大的窗口期，預計到2022年市場規(guī)模達2900億元。對運營商而言，向云服務市場拓展是必然選擇。

  運營商云網(wǎng)一體化面臨的挑戰(zhàn)

  進軍云計算市場，幫個人/企業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化，運營商基礎(chǔ)設(shè)施首先要數(shù)字化。相比于云商，運營商網(wǎng)絡(luò)的3個主要短板是智能化程度、業(yè)務部署時間和云網(wǎng)分離運營。運營商云服務起步晚，自研能力不足，解耦集成系統(tǒng)比云商垂直inhouse方式復雜，在業(yè)務深耕、端到端運營、生態(tài)合作和需求洞察方面不如云商。但是，運營商掌握云網(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、屬地化運維隊伍，安全可信、融合集中的云能力和分布式的網(wǎng)絡(luò)能力是運營商的天然優(yōu)勢。

  當前，運營商網(wǎng)絡(luò)的痛點在于云網(wǎng)業(yè)務分開發(fā)放，SLA無承諾，具體體現(xiàn)在：

  - 系統(tǒng)對接定制化時間長，云網(wǎng)分開發(fā)放;

  - 運營上缺乏精細化的SLA保障和度量手段，無法滿足政企、金融客戶的要求;

  - 缺乏主動運維監(jiān)控手段。

  要做到云網(wǎng)一體化，對網(wǎng)絡(luò)有效賦能，充分發(fā)揮運營商網(wǎng)絡(luò)的能力，需要做到網(wǎng)隨云動、SLA可量化、故障可識別：

  - 開放集成，網(wǎng)隨云動，業(yè)務敏捷按需，分鐘級下發(fā);

  - 實現(xiàn)可承諾SLA保障、可承諾帶寬、時延保障;

  - SLA精細化管理，SLA數(shù)據(jù)毫秒級采集，隨流SLA測量和呈現(xiàn)，異常SLA主動識別;

  - 智能運維，分鐘級別故障智能定位定界，主動識別和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)異常。

  四方面進行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)特點是高可靠、高質(zhì)量、標準化和規(guī)?；?互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特點是低成本、分布式、迭代式和服務化;IT技術(shù)特點是分層開放、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IP網(wǎng)絡(luò)從四個方面進行重構(gòu)：

  - 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)重構(gòu)：目標是簡潔、開放。通過網(wǎng)絡(luò)解耦，轉(zhuǎn)發(fā)、控制和業(yè)務應用分離，網(wǎng)絡(luò)能力全面開放，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可編程。

  - 網(wǎng)絡(luò)運營重構(gòu)：目標是集約、自動化。通過策略和模型驅(qū)動的自動化運營，實現(xiàn)控制集中化、全局可調(diào)度，以及基于業(yè)務鏈的編排服務開通和配置自動化。

  - 網(wǎng)絡(luò)部署重構(gòu)：目標是快捷、低成本。通過網(wǎng)絡(luò)扁平化，實現(xiàn)資源可調(diào)度，部署快捷、可擴展。

  - 網(wǎng)絡(luò)服務重構(gòu)：目標是彈性、按需。通過多方聯(lián)合創(chuàng)新，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務互聯(lián)網(wǎng)化，按需快速配置，變更。

  通過以上四個方面的重構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)最終實現(xiàn)：

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

  - 效率提升：實現(xiàn)基于軟件的自動化維護和管理，以及基于虛擬化/云化的靈活部署和擴展。

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

  新IP網(wǎng)絡(luò)目標架構(gòu)設(shè)計

  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)來應對云網(wǎng)融合、5G和IoT等新業(yè)務新型需求。網(wǎng)絡(luò)需要采用“自頂向下”的設(shè)計理念，推進控制面和轉(zhuǎn)發(fā)面分離/解耦，通過集約化智慧運營實現(xiàn)資源的柔性調(diào)度與業(yè)務的靈活部署。具體設(shè)計架構(gòu)如圖1所示。

  現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)如果重構(gòu)，應當遵循的演進策略為：以網(wǎng)絡(luò)能力開放及增值業(yè)務能力增強等為導向，推進網(wǎng)絡(luò)升級;按場景引入新型技術(shù)，降本增效，提升效率;盤活數(shù)據(jù)資源，提升用戶體驗和網(wǎng)絡(luò)運營管理水平。

  在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施方面，引入大容量單機，構(gòu)建無阻塞的轉(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)，實現(xiàn)融合統(tǒng)一承載;基于DC設(shè)置，構(gòu)建業(yè)務集中處理POP(Points Of Presence);按業(yè)務需求，引入虛擬化網(wǎng)元，提升業(yè)務處理能力;在網(wǎng)絡(luò)控制層，引入網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，在逐步對控制器標準化及抽象化的基礎(chǔ)上，形成統(tǒng)一的、可編程的、功能強大的控制器模型，規(guī)范各類控制器的南向和北向接口;在運營體系方面，整合各類平臺能力，新一代運營系統(tǒng)的關(guān)鍵組件標準化、模型化;增強網(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)施到應用層的端到端安全服務成為了迫切需求。

  當前的網(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)點權(quán)限過大、單點失效等脆弱性，其自身無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。由于去中心化技術(shù)天然就支持可信性驗證，因此基于其上實現(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，進而確保網(wǎng)絡(luò)上層服務的安全。網(wǎng)絡(luò)路由是關(guān)鍵的信息，去中心化的BGP安全機制首先從去中心化的IP地址和AS號的管理入手，提供不可篡改的資源所有權(quán)記錄，進一步地，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現(xiàn)BGP的基本能力，同時可以提供相應的驗證信息，天然就支持BGP源驗證、路徑驗證、路由泄漏檢測等安全能力。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，為未來網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系和網(wǎng)絡(luò)服務提供了更為堅實的安全可信基礎(chǔ)，可以說從根本上解決了目前面臨的安全可信問題。

  中興通訊憑借強大的自研芯片能力、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，推出精準網(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