第四届未来网络发展大会

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从工业互联网看网络技术的挑战

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尊敬的各位领导,各位专家,各位来宾,早上好,很高兴来到未来网络大会,我的发言题目是“从工业互联网看网络技术的挑战”。

会讲两个方面的问题,一个是SRB6助力低时延和高可靠通信。

我们知道工业互联网有很多应用,视频会议、机器视觉、虚拟现实,以及生产线的控制,传感器等等,它们分别会从带宽、时延、连接数和可靠性这四个纬度提出不同的要求,有一些是四个纬度都具备的,像生产线、车联网等等,我们怎么满足这个要求呢?从低时延来说,从5G提出的低时延来说不能超过一毫秒,目前可以做到0.5毫秒。

高可靠也是一样的,现在5G的标准里面提出,未来工业互联网的应用,5G最高满足工业互联网的最高要求是六个9的可靠性,在无线接口让有什么办法来保证呢?对于高可靠的应用四路用于传输,有一路坏了都没有关系,质量还能保证,低时延不能仅靠无线端来解决。

我们过去的互联网在互联网之初并不稳定,我们选择了逐条转发,有很多IP包,我们可以感觉它实际上IP包都是到同一个目的地,但是在互联网上不管它前后的关联,逐包选路,每个路由器逐条选发,它的路棒性好,满足不了低时延的要求,现在用什么办法呢?用地域网络控制下的分段选路,把它下发到原端路由器里面,再一个IP包里面把这些指令放进去,然后一个节点一个节点的来执行,但是有一个难题是什么呢?是不是一个大网只是一个控制?是不是要分等级?在实践上还是有挑战的。分段选路有两种模式,一种叫MPLS,多变的LDP差一点,右边的RSVP-TE要好一点。RSV6上面不需要路由器之间通过信令来表达要求。这两个图可以比对一下,左边是多写域(音)标签交换的,右边SRV6是原端的的路由。扩展的地址,红线的部分也是地址,它并不简单来表示终端路由,可以定标识义接口、节点、链路和VPN

比如通过SRV6控制器是我们网络操作系统,还有SDN控制器收集网络的数据,然后了解用户的需求,算出路由下发到原端,可以看到有一些分端路由有序的指令,在指令里面1路由器看到102就知道要把这个IP包传到L2。这个路由可以由原端来协定的。当路由出现故障的时候它要上报,上报以后重新计算一个路由,这样就可以组建一个新的路由了。

SRV6的浏览工程可以根据你的要求选择一条适合你需要的路由,SRV6VPN可以组织网络切片,同时可以选一条路由也可以选择多条路由。然后是安全,一条路由故障了,另一条路由是算好的,50秒之内就能转换,甚至同时多条路由传输,这样逐个保持多样性。

有一个难题,究竟我们是一起控制还是分多级控制?能不能实现网络的收敛?SRV6还是面临一些挑战的,首先要让现有的路由器能识别几个SRV6的几个包,有些可以通过软件升级,但路由器比较多的时候要求比较高,可能需要硬件的支撑。

SRV6的开销太大,浪费了很多资源,尤其是前缀,每个IPV6包都是相同的,这个时候就提出了压缩的SRV6,就取了32BT,标志特定网络切片的一些要求以及一些参数,这种压缩的SRV6要跟不压缩的SRV6包能兼容,理论上没有问题,实际上组织起来会有一些填充什么的,所以这里面会面临一些挑战。

第二个问题讲讲NPI6。现在我们的IP包有五个参数是可以知道的,原地址、目的地地址、原端口号和协议类型。仅仅知道这几个参数,只能说可以选择路由,但是我们并不知道这个IP包是承载什么样的业务,以及它的业务有什么要求。现在互联网可以用DPI就是深度包检测,在应用层打开这个包,可以看看这个包是什么应用,但是它的效率比较低,影响时延,用SDN的办法接着标准化不够,互通有困难。运营商目前的情况怎么应对?它通常要把网络轻载,一般只有30-40%,运营商的网络经常没有利用好的,有一半以上是没有办法利用,但这有个好处,疫情期间中国的网络承载的峰值很高,没有问题,而外国的网络很快就瘫了。

运营商的应用没有办法感知,就没有办法给用户提供有差别化的服务,没有办法做到精细化的运营。

IPV6里面有很当字节,我们要把这128个字节利用起来,前28个字节我们叫应用标识,后64个字节叫应用需求,APPID设计了24BT,可以支持1千万个APP,现在手机APP不超过500万,所以这是很富裕的。用户ID有多少?40BT,可以支持万亿用户。还有一些服务质量的协议,以及会务的ID

前四个BT是单位,比如带宽1000没有要求,1001以兆为单位,后四个就是0-9101010兆为单位,0100可能是以百兆为单位,前四位是单位,后四位是数字,完全足够细分每个业务对网络质量的要求。

还有一个好处,这些数据用户发的这些数据包是走控制面的,跟着用户的数据一起转发,处理起来就比较简单,以后还不仅是这些,我们还要保留一些字节,它可以区别,你要的是区分服务,要什么样的服务质量,你希望不希望经过防火墙,你希望不希望接受深度检测等等,你有没有主播的要求,这些都可以表达。

过去互联网基本上是不带着用户的质量服务要求的,现在希望带进去,不仅如此,这里面会有难题,现在普通的TC机,手机怎么知道自己要把这个东西带上去呢?现有的终端可能还要做一些升级,有些可以通过软件。

我们担心一点,用户乱发,你本来就是一个普通的应用,非要发你是非常高的质量,王浪留给你很大的带宽,这不是误导吗。我们还要防止表达用户服务质量的需求是乱来的,我在核实你,这里面要加上一些加密来验证这些要求,还进行一些安全的检测。当然也遇到一些挑战。

IPV6的服务需求是每个包都来的?还是网络连接刚建立的时候带来的?既然这些数据业务要求能影响到网络资源的调配,就有可能黑客来控制你的网络资源,这些都会带来一定的风险。

除此之外,我们还要丢包检测,现在要求最好测量是自动的,这种自动不需要外加服务就可以做到,怎么测呢?丢包检测,我们有一个字段,可以做一个延伸标志,有一组码,这组码在传输中误码了,在中间节点和最后的节点根据颜色的变化,我们就知道是不是丢包了。时延检测,我们在开始的节点中专门的时间标签,中间的节点时间检验标签,计算时延,这样就可以知道时延多少,甚至精准到每一个段时延多少,我们还记录原线经过的节点,现在我们有时候到末端的包,并不知道它中间经过什么地方,现在是统计它经过哪个节点,这实际上是在线的自动检测,能够维持网络的服务质量,带来的挑战。

检测时延的结果是很频繁的,每个,每个流,我们不能把原始数据往上传,必须统计分析以后的结果往上传。这个过程中时延都不变,后面也是这么多,你没必要老传达。如果检测的数据被篡改了,也就意味着网络质量带来挑战。

我们每个企业都要看它外部的分支机构来关联,很多外国的数据中心、服务器都是有关联的,外网可以走专线,运营商并不是什么时候要什么带宽就马上给你调出来的。比较简单是找公用互联网,但是这个保障能力就会差一些。现在引入了远程定义的广域网,客户想什么时候要就什么时候较,不要固定,客户希望运营商开放的切片了,最好给我开放的大切片,我自己在里面组织小切片。这样一来是不是运营商要把它的网络、资源开放给客户呢?运营商一般来讲是很为难的。现在可以用SRV6SD-WAN结合。这种结合是路由给体选了多条,根据业务需求来选择。这是SRV6来定义你的网络服务质量水平,这样做的好处,运营商没有必要向使用方提供所有的网络参数,使用方也没有必要要求运营商知道我更多的底细。这样双方可以有一个很好的配合。

通过仿真,可以把意图变成设计,通过执行引擎,从设计到指令,通过分析引擎,可以从数据到分析。通过智能引擎,可以从分析到决策。

另外一个难题,我们把网络的业务的调度切片,开放给客户,万一有某一个第三方客户进来了,就利用这个手段控制网络发起攻击,所以还是要识别第三方的挑战。

最后,工业互联网的业务表现为带宽、时延、可靠性等方面对通信网络有更高的要求。工业客户希望网络能力开放,以便客户对通信组织有一定的自主权和灵活性,运营商希望能精准了解客户需求,提供差异化服务,同时保持对网络的控制权和安全性。