2017全球未来网络发展峰会

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《未来网络的灵魂是网络架构的变革》

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各位早上好,我的题目叫做“未来网络的灵魂是网络架构的变革”。因为这次大会主题是未来网络。讲未来网络肯定是对现代网络不满意,对现代网很满意就没必要搞未来网络,现代的网络到底有什么问题,我从架构角度来看有四个大问题:

1、网络刚性,一旦建成了,不能动了,要动起来,起码花半年、一年时间再重新来,这肯定不行。互联网公司对我们的要求,阿尔卡特的很简单,要求分钟级,我们现在都几个礼拜,甚至几个月都搞不定,所以肯定这是最大的毛病,不适合互联网时代。

2、从设备角度封闭,历来我们买黑盒子,设备专用,软件昂贵,基本上是厂家锁定的。买了它的,下一步扩容,五年、十年都是他的,不能动了。

3、从业务角度,是一大堆烟囱,我们业务平台烟囱多的不得了,十几年前,当时我领导开始搞中国电信业务网时,那个时候统计有2200个。我们希望搞一个水平集成的业务平台。我去年问了一下相关部门,还有700个。所以可以想像,这仅仅从业务平台的角度。从网管角度又是一大堆业务平台,有集团、省公司的。资源不能共享,业务不能融合,新业务提供非常难,要跨这么多平台,工作很多。

4、运营复杂,规划、建设、运维都十分复杂,运维成本高居不下。听技术部门讲,当时CDMA过来时,一个功能要搞互操作,就一个月、半个月,一个功能的更新就要折腾这么长时间。所以现代网络架构有很致命的弱点,这些东西靠现有架构是解决不了的,所以才要搞未来网络。

未来网络到底是什么东西?未来网络不是学术上的定义,按照我个人的理解有两个维度:

第一,满足未来老百姓不断变化的信息通信和娱乐消费的需求。

第二,满足企业不断变化的信息通信和生产需要的网络。

显然这样一个网络应该是网络质量要足够好,网络质量四个指标:丢包、延时、抖动和可用性。响应要足够快,分钟级,这就是互联网时代的要求;组网足够灵活、敏捷,要快;覆盖足够宽,所谓泛在,能够连接人和万物;性价比足够好的一个庞大的基础设施。

要能够支持这样一个复杂多变的要求,首先必须打破现有刚性的网络架构的制约,构筑一个简洁、敏捷、开放和集约的新的网络架构才有可能。我们现在搞的无论是IP、光通信、移动,都是技术,一种实现技术,真正灵魂性的东西是架构。这是架构的重要性。所谓灵魂就是隐藏在内部核心的,但是又起决定性重要作用的。所谓架构是确立了技术方向和后续技术设计的基础,架构不仅是一套抽象的准则和目标,而且是用于每一个技术决定的基础。

但是我觉得我们多数人大概都没有这个概念,都是针对解决某个网络问题,解决安全问题,地址不够,搞Net;为了信息安全,搞防火墙,解决某一个具体问题上的措施都是对的,但是遗憾的是所有这些解决方案彼此不兼容,而且这么十几年下来以后,形成十分复杂、纠缠不清、僵硬的网络,于网络架构的长期演进目标是矛盾的。尽管解决地址问题、安全问题是有效的,但是跟网络安全长期目标是矛盾的。十几年下来,形成今天互联网得了“动脉硬化症”,已经堵塞75%了,再往上到85%就该动手术了,到了90%就堵死了。所以网络架构必须重新审视、重新架构、重新设计、重新定义。

动脉硬化症可不是我下的定义,是国际上IETF网络架构专家组的结论,都是世界顶级网络架构的专家坐在一起讨论,是搞互联网的老祖宗得了的结论,叫做动脉硬化症。当然没有说堵塞多少,现在来说堵塞了70%多,还能活两年。所以必须重新审视、重新架构、重新设计、重新定义。

网络架构重构的内涵。我们现在的架构就是电话网时代搞的,那个时候电话业务占了90%多,过了二十年,我们电话业务不到1%,全是数据,全是IP流量,但是架构没什么大动,所以这是很大的问题。当时建网的这些前提条件、准则都不在了,或者失效了,所以必须要重新架构。当然网络架构有很丰富的内涵,不仅是我们所说的SDN/NFV,包括层级的减少、核心节点的转移,网络的可编程和虚拟化等等,但是这么多内涵中间,其中基于SDN/NFV的新架构是网络重构的主线,特别是以网络控制与转发以及网元软硬件双解耦,为基本特征的新架构是全局性、革命性的架构。这个架构的创新有三个技术支撑:

1、网络层面,就是SDN,打破控制转发一体的封闭架构,实现网络软件可编程的新纪元。将来创造一个网元,一个指令下去,2分钟搞定,同样一个设备可以是交换机,也可以是路由器,可以是别的,不需要我们现在那么多种类的网元,这是网络层面。

2、从网元层面,最重要的是NFV打破软硬件一体化的封闭网元架构,实现网络资源虚拟化。不是黑盒子,将来变成白盒子,过渡一下的话,从黑盒子过渡。不是黑盒子,给你一个设备什么都不知道,软件架构不知道,硬件具体特性都不知道,就知道外特性怎么用。

3、Clouding,资源的变革。打破网络与IT资源分离的局面,构筑统一云化的虚拟资源池。网络跟IT到现在为止,中国电信还是两张皮,两个部门在管,数据也不通,谁也看不见谁的,还是一道高墙在竖着。谈云网协同、云网融合,数据都看不见,怎么协同,最重要把这堵墙推翻。最近我在内部协调这件事情,这堵墙要推倒不容易,但是必须要有统一的资源池。

下面主要跟大家报告一下最新运营商关于SDN调研结果。

上个礼拜我刚好见了IHS(国际上著名咨询公司),它的奠基人霍华德给我一个报告,看了里面最新的调研结果,跟大家共享一下。其中75%的运营商在2010年就开始部署SDN,89%会在今年部署SDN,几乎全球的运营商没有人不部署,只是时间上的差别,高潮应该是2017年几乎90%的人都开始部署。2016-2017年,多数运营商都会从概念验证和评估走向商用部署阶段。运营商希望在网罗大部分领域都部署SDN,所以SDN不是单向技术,是横跨所有专业领域的。

2017年三个最大的重点:DCI(数据中心之间的链路),DC(数据中心内部)、商用接入。

NFV调研结果,81%的运营商将在2017年部署,100%运营商会在合适的时间部署。也是百分之百认可的,历史上这个技术能得到这么高度一致地认可不容易,2016-2018年期间,使用最多的案例有企业利用软件NFV管理业务,这是第一位的,在我们国家的次序不是这样的,重视程度还不够;引导流量通过所选的VNF;vCDN,服务器上运行的软件化的CDN;vIMS,这是我们国家共同认可的,几大运营商都在做这件事情;vEPC,软件化的EPC功能,我们国家也有争议,但是达成一致,对于物联网的vEPC是一致的,现在开始干了,但是对于普通的通信业务,似乎没有放在优先级。

下面跟大家分享中国电信关于CTNet2025的战略考虑。当时考虑要完成三个根本性的转变:

1、从互联网应用被动地来适应网络向网络主动、快速、灵活适应互联网应用的转变,这是很快甲乙方的变化,原来都是上层应用在球联网络,给我一个带宽,多长时间,现在变成网络去主动适应它,这个转变不容易。过去没有技术手段,现在有了SDN,就有这个技术手段了,就可以去做到这一条,过去想做也做不到,何况不想做。

2、从传统烟囱式分省、分专业的网络架构向水平集成的One ChinaTelecom而转变。仅我们业务平台搞了十年以上,从2200个变成700个,一大堆烟囱,没人说得清。

3、从PSTN为核心的组网向以DC为核心的组网新格局转变。流量不是从你这儿出来,从DC出来,我们调查一级干线里面流量占了47%,如果考虑城域网用上来的,统计一年也搞不清楚,估计起来大概占60%多,主导流量都是从DC出来,过两年可能80%都是从那儿出来的。

CTNet2025目标架构,分:基础设施层、网络功能层、协同编排层,跟国际标准化组织所制定架构是一致的。基础设施层有底层计算、存储网络、x86服务机等等。编排层有两层:针对各专业领域;跨领域,叫顶层网络协同和业务编排层,跨虚拟世界跟实体世界。这方面没有太大原则性差别,差别在后面两块,我们还有第二个垂直的线,很多专用基础设施一时半会儿不可能虚拟化,但是可以做到抽象化,让上面不看到网络具体的细节,只看到对外表现的逻辑功能,这样管理起来就很简单了,能够实现抽象层。

有一些设施,像核心路由器,估计五年、八年都不可能虚拟化,因为要求太严格了,按照现在X86进展速度,五年、八年搞不定,可能长期以来还是由EMS在管理。当然我们也可以慢慢引向多SDN控制,转发控制功能全都上移到SDN,只留下转发功能。所以真正我们的架构,一个是虚拟世界,一个是暂时不能够虚拟化的,一个是长期不能够虚拟化的,这个网络架构是比较接地气的,比较实事求是的,国际上我们的友商是纯虚拟化的,这是不可能的。AT&T号称2025年要实现75%的虚拟化,我们派了专家组去了,他们里面负责这个项目的人跟我们说,起码推迟三年。AT&T这么强有力的公司,作为全集团战略转型主线,要2023年才搞得定,何况我们国内的运营商更加没谱,所以我们2025年设立的目标比较现实、实事求是。我们网络架构针对这三部分也是比较实事求是的。

这个网络架构特点:

新的三层架构,关键是开放的API、基础设施+网络功能+协同编排。新网络能力,运营集约+资源统一+快速响应+网络开放。新的技术特征,SDN/NFV/Cloud。

IT与网络深度融合,原来搞IT网络运营商,很多人思想很保守,认为IT就是做后台支撑的,前面的业务跟网络提什么功能,我给你实现就行了。这个不行,这是传统的,现在一定要走到前面,要渗透到业务、渗透到网络,要介入其中,甚至某种程度上还要促进网络的变革。当然说起来容易,做起来很不容易,不仅他们自己缺乏网络的知识,我们网络部门对他也是屏蔽的,所以要打破这堵墙很不容易。

CTNet2025年有一个目标架构:

简洁。我们那么多层级,大层、小层种类太多、网络设备类型多,数量更多,正规网络前几年统计的是400多万台,现在统计估计得500、600万台;接口的简化。协议要简化,我们协议太多了,我来的时候刚好跟科学院李院士一辆车,我想起来实十几年前,他是我们国家计算机理事协会理事长,也是计算机体系架构最重要的专家之一,他说:我是搞计算机体系架构的,是研究这个架构跟协议的,通信到底多少协议,你能告诉我吗?我说:我也不知道,没有人统计得清楚。我说:看你通信的协议脑袋都炸了。搞计算机通信的人脑袋都炸了,何况我们不是正宗干这个的,现在数不清到底多少协议,这些协议都要大大简化。

敏捷,这是新词,最近几年出来的,我们过去说灵活,灵活没有时间的限制,只是能够变,最后改成柔性,柔性进了一步,但是柔性还是很慢,没有时间的概念,就是敏捷分钟级的,就搞定了。

开放。电信内部十年前提出来四类能力开放,到现在也没有开放出什么,不知道什么原因,一句话,开放说起来容易,做起来不容易。不仅是我们这样,厂家更是这样。

集约。资源统一部署,配置和端到端的运营,一会儿集约、一会儿分布,现在有了云计算,又要开始集约了,资源不集约,看不到全网的视野,效率最低,集约过头又搞了物计算,再往下分布,分布到网络边缘。所以集约跟分布式是一对矛盾,不断变化。

我们针对刚才这张图写出来定量的一些指标,新架构、新能力、新任务。

简洁。网络层级的减少,一二级干线融合,这是我们二十年前就想融合的,但是出不了单位就“枪毙”了。过了二十年,终于可以探讨一二级干线融合了,现在慢慢也接受了,但是也不容易,原来说三个月搞定,我当时提出两到三年搞定,现在看来确实需要两到三年。今年年底据说大部分省可以做到,明年大概全部可以做到;

不大于30毫秒传输网的时延,这个指标也很重要。现在平均45-50毫秒,四大指标形成竞争力最强的就是延时。丢包、可用性,大家差别都不远,延时成了竞争性的指标,我们提出30毫秒,前提是一二级干线融合,不融合做不到。

网络种类,网元数量、网络节点数明显减少。原来都有定量的,但是因为定量的指标达不成一致,就是明显减少。IP网,现在统计下来,8000个,为什么要这么多,800个就足够了,将来虚拟化完全可以做得到。

敏捷。分钟级的,配置、开通和调整能力。争取从几个月、几周,变成分钟级搞定。

开放。按需提供用户自定义4维度服务。

集约。80%的网络功能软件化,全部业务平台云化,业务可以全网统一调度。这是我们2025年的指标,2020年到底多少,我们现在正在调查,希望做到40%的网络功能能够实现软件化。

演进路线(如下)。

2015年起步阶段:

1、网络虚拟化和云化。

在部分网元会引入NFV,包括vIMS、vEPC、vBRAS、vCDN等。

部分端局进行DC化改造,中国电信要8000个,也是够多的,但是里面有多少能够进行DC化改造的,值得DC化改造的,有这个需求DC化改造的,这是不清楚的,我们今年也进行调研。我自己估计最终目标不会超过10%,也不会有那么多,代价太大。我们相关部门测算:在城里改造一个DC花的钱跟新建一个差不多。我一听很惊讶,这么贵。

随选网络的商用化,原来指标希望今年年底能够开始商用化,但是能不能做到。

2、新一代运营系统。

需要引入分层的SDN的控制器,即不是一个层面的SDN,有普通针对某个厂家、某个专业领域的,上面还有跨专业跟跨厂家的。

网络协同与业务编排要引入,这个很重要,是运营商能够掌控网络业务很关键的一环,也是最乱的、最模糊的一环。

实施网络自动化配置,支撑随选网络。自动化配置非常非常关键,没有自动化,什么都谈不上,而恰恰这个最糟糕。前一段时间听相关运维部门汇报,仅VPN,要有40个环节需要人工介入。这2016-2020之间要做的事。

2020-2025年第二个阶段:

统一全网云资源,80%网络功能软件化。我仔细跟踪AT&T的做法,网络架构重构总负责人叫COO,因为大部分资源都是他掌握,提出网元80%。但是过了几个月以后,它的CTO把这个词改了,不是网络的80%,改成网络功能的75%。原来说是网络数的75%,那就不得了,变成网络功能了75%,这一下子分母就缩小了。

100%的业务平台云化,实现网元DC化部署,及DC为核心新架构。

部署顶层网络协同和业务编排层,统筹实体和虚拟世界。这很重要,我们很多部门同志总是希望原来系统改造一下,能否覆盖虚拟的?我相信能做到,但是代价巨大,不值得。我们人力物力都很有限,把人力物力投到这些原有企业硬件设备,永远搞不清楚,这个还没搞清楚,新的东西又出来了。应该把主体力量投到新的东西,旧的东西暂时不要动,起码不要大动。跨实体跟虚拟世界的业务怎么办?很简单,上面架构一个LSO,相当于横跨虚拟和实体的,不用伤筋动骨动信息模型,靠API相连,所以问题简单化了。

新一代系统还要实现网络可编程,下一个指令,几分钟搞定一个。

对于传统的运营商跟传统的设备制造商,因为这次网络架构冲击,第一冲击最大是设备制造商,第二是运营商,对于软件开发商、IT厂商是很好的机遇。

“对传统运营商和现有设备制造商而言,这是一场史无前例的生或死的抉择。”——Stephen

我认为三年之内没有问题,五年之内也能凑合,五年以上确实够好,因为你不动别人在动。中国三大运营商,中国电信可以不动,过两天,移动宣布提供一个10G端到端的,2分钟,中国电信还需要两个礼拜,肯定客户全到他们那儿去了,逼着你动,不想动也得动。现在让你主动动,不愿意动,到时候逼着你动就来不及了。这种危机性,前端部门一定要充分认识,过两年局面就不一样了。谢谢大家!