第二届全球未来网络发展峰会

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SDN/NFV技术和产业发展新进展

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非常高兴主办方邀请我参加这个会议,非常感谢,也感谢主持人的介绍。我是来自中国信息通信研究院的马军锋,今天跟大家分享一下我们的研究。

我汇报的主要内容包括了两个方面,一个是对SDN/NFV技术发展的一个判断和一个对产业发展的梳理。那么我们先看一下实际上网络发展的驱动力,我们可以看到实际上是来自于对这个超大连接、超大贷款和超低时延的需求,我们国家也提出了构建数字中国的美丽愿景,未来我们希望构建网络化、智能化网络社会,能够驱动网络化社会的构建。在连接端我们实际上也预判到对于这种不同的业务需求,包括这种医疗看护、数字娱乐、智能服务等等,我们未来可能会有数千亿的连接需求,对网络来讲,怎么样去支撑这种超大规模的连接也提出了一些挑战。在带宽和时延方面,我们看到对4K、8K的电视和未来的VR的普及等等,实际上网络对时延的需求是非常大的,我们的网络能不能满足对我们来讲也是一个条件。另外就是随着5G的发展,我们国家两个强国,一个是制造强国,一个是网络强国,那么在网络强国里面我们的网络现在是存在一些壁垒的,我们对这种超大连接和超带宽等等的低时延,所以说整个网络是要转型的。

从目前来看,实际上我们也看到,自ATNT发布标准以后,全球的运营商也是在不停的转型,各大运营商都相继发布了自己转型的战略,包括电信、移动和联通的2.0,实际上都是基于这种ICT的新的技术,包括SDN/NFV包括云计算能够承载未来的网络业务。

那么这些年我们可以看到,我们从传统的封闭的硬的网络,到软件定义的网络的转变的架构也是日益清晰了,底层的最基础的基础设施层实际上我们是希望采用这种超大连接的设备去构建这种传输的通道。比如说我们刚才新华三的专家也说到了你从100G到400G,目前我们随着芯片光器件的成熟之后,未来我们肯定会像400G前进。那么我们还会需要把PSDN原有的局域网进行改造,然后提供更好的更灵活的资源的弹性的扩缩融,然后实现网络全优资源的连接调度,实现业务的端到端的自动化部署。再往下面我们也是希望通过业务编排的逻辑,把这些网络的不同功能组件,因为我们是在网络功能虚拟化之后,我们要把这些不同的功能组件串联起来,为上层的应用提供一些开放的API接口。

实际上我们说,未来我们是希望实现一个网络的重构,实现云网融合的基础设施的网络,同时我们也要做业务的重构,通过这种开放接口,能够更快的部署一些新的业务,在运营方面,我们希望利用一些AI技术构建一些新一带的网络信息系统,最终的目标是我们希望我们的架构是可以灵活调整的,根据业务的不同需求来调整我们的网络架构。另外我们的资源是可以弹性伸缩的,流量是可全局调度的,通过不同的控制器,包括数据中心的等等这些控制器来做全局流量的调度。另外是我的网络能力,能够对上层的业务开放,能够更好的去适配业务承载。

从SDN发展来看,这个是一个经典的SDN架构,底层到控制层、到应用层,实际上我们后续大家都可能向25G、50G的层面去实现,所以这个可能就取决于产业界对光器件和光的产业成熟度来决定。另外在数据层面,我们业界还提出来了协议无关的转发。像华为公司也提出了POF的价格,还有OOF这边有一个项目也在推进这方面的工作。另外在我们的网络里面,实际上上层应用都是通过TCP来承载的,如果是时延或者是丢包就会影响到你业务的体验。现在业界也提出来了无损网络的概念,这种网络是兼顾低时延,也保证网络的高吞吐量,他采用的技术包括高通道和感知技术,这些技术会尽量的避免在网络中出现丢包和时延,而影响到这个业务的体验。

那么在协议面来讲,从面商SDN来讲,我们可以看到整个IP承载的协议方向来看都是在向简易化的方向发展。未来我们可能在很多层面进行精简。我们前期也做了一些评测,实际上我们可以看到,在接口方面大家可以形成相对的共识,都会遵循着SDN的接口,现在也是两种接口模型,一个是基于类型NBI模式,一种是基于数据NBI模式,从互通方面来看他们互通可能不太容易。在这个协议里面我们可以看到数据配置方面的协议,很多都在产业中在推进,在做一些标准化的工作。在控制层面这种流表的下发,这个上面包括PCEP等等很多协议都在做推进,包括状态的采集和搜集,这些可能未来我们可能会从各个网元的实体上采集了大量的信息之后,可能会为未来的AI,就是人工智能应用在网络中来讲的话,可能是他的一个前提和技术,因为只有在大数据基础上面通过散发模型训练之后对网络的自由化提供一些很好的辅助。

那么在NFV领域来讲的话,这个是一个经典的NFV的架构,这个里面就涉及到了对硬件,也就是NFV二层的虚拟化的一个平台的标准化,包括硬件和虚拟化平台,还有上面的NFV,还有你各种不同的管理平台,在不同的管理组织里面都在做一些不同的标准化工作。像ETSI是在做相关的标准,同时他还结合一些开源社区来推进一些验证工作。

这是整个目前来看NFV的进展情况,目前来看有五个工作组在推进相关的工作,包括接口、生态、测试、可靠性、安全,另外我们也可以看到,在这个下面有一个开源社区,他也是希望集成上下游的开源项目,来搭建一个参考的平台,来集成部署验证一下整个二层平台的能力。从2015年6月份,他发布了第一个版本到今年的5月份,它发布了第六个版本,这个我们在实验室里面也做了相应的部署,我们也是做我们这个社区的节点同步推进他的相关测试方案,实际上在产业界里面,特别是运营商层面来讲,未来我们要真的做到这种三层解耦之后的部署,可能我们这种持续的集成测试和自动化测试能力的构建是非常重要的,这个也是整个社区里面都在推进的一项工作。

另外是我们在国内的SDN和NFV产业联盟方面,我们也在积极的推进管写NFV的技术要求工作。从三大运营商的角度来看,我们未来的愿景还是希望能够做到真正的三层解耦,现阶段我们只能做到软硬件的解耦,但是还做不到三层解耦。这个方面我们还在推进一些标准化的工作,我们也提出了很多的技术要求。在硬件层面来讲,我们是希望现阶段我们可能重点考虑的是这个机架服务器和刀片服务器的模式,业界可能现在也在讨论一体化服务器的解决方案。联盟实际上去年和今年都发布了两个白皮书,NFV技术白皮书,在这个里面都有一些详细的描述。另外就是在虚拟化平台这一层对功能的要求和对虚机的规格要求都有一个明确的定义,这就是三个运营商讨论之后大家形成的一个共识,包括可靠性和性能。

另外就是二层还有两个一个是加速技术,对于移动网络的加速技术和固定网络加速技术也提出了一些不同的要求,另外就是对分布式存储的功能要求,还有它的一些性能指标,我们都给了一些明确的定义,未来就是运营商会参考的一些指标。在管理这个层面上我们对它也提出了一些建议,包括资源管理的模式,包括VNFD的规范语言还有NFVO的部署模式,还有未来我们的协同方案都做了一个描述。

那么从目前来看,实际上在这个电信的这个云网网络构建过程中间,随着PSGN退网之后,我们面临着一个很大的挑战,就是这个Central Office的标准化方面,我们在传统的计算机房里面有很大的限制,所以传统的PSGN机房退网之后怎么改造电信云是有很大的压力的。在业界来讲,在BBF里面实际上也在定义一个Central Office项目,实际上他是就在做这个接入网云化的参考架构,这个标准组织里面实际上目前我们也可以看到它整个架构的框架和接口,还有参考时限方面都给出了一些明确的描述。另外一个就是ONF非常著名的一个项目就是COD,这个项目是比较大的,他是想通过IT的技术来撬动这个封闭的市场,我们希望通过这种方式来打破这种传统的封闭盒子的形态,这个对于整个产业界的触动还是比较大的。从目前来看有两个开源控制器的影响力是比较大的,就是这两个。

另外在硬件白盒方面,实际上大家业界目前还是遵循着ACP的项目,实际上是给出了一些硬件标准化的定义。在这个基础之上,我们现在业主大家比较关注的是微软的开源的操作系统,将来我们是不是采用这种通用的白盒子硬件加上这种系统之后,就可以自定义一个DIY转发的设备,这个是整个项目里面目前在业界做的一些事情,他也分了三个场景。

另外还有一个开源项目,刚才新华三的专家也讲到了,就是上面的运营编排这一层,目前的业界就是在两个项目的合并来进行支撑系统,它就是希望我们能够在未来的智能运营的平台,能够按需的提供服务的,能够实现网络功能协同和面向业务的编排。向上是能够分装网络的能力,向下是进行资源和网元进行协同。在ONAP这个项目的架构里面我们可以看到是有两个状态,一个是设计态一个是运营态,设计态完成之后我们交到运营态之间,通过运行之后来反馈一些网络的参数和运行的时实状况之后形成一个闭环。目前来讲ONAP社区是在去年10月份发布了它的第一个版本,就是阿姆斯特丹版本,今年6月份将会在北京发布北京版本,这个里面我们会有第层云的加速能力,在今年11月底的时候,社区会发布第三个版本叫卡萨布兰卡版本,重点是增加网络切片的管理功能。因为在5G网络里面,实际上网络切片是一个非常重要的概念,因为不同的行业对这个网络的承载要求是不一样的,包括对带宽和时延,这些方面都是存在很大的差异性的。

主持人:目前整个来开的话,真个对SDN/NFV来讲,目前产业的焦点还是比较多的,包括性能方面,因为我们采用真正的NFV这种纯软的解决方案之后,可能未来软件的转发,这种通用的X86架构的转发和专用芯片的转发能力之间的差异,还有我们基于软件的OOS的软转发和硬转发之间的差异,所以在这个场合里面,比如说像现在VBAS这种大流量场景里面,这个架构里面我们可能考虑的就是控制能力是在上面运作,然后下面的话可能就是在硬件的转发上面还是要实现硬件进行高速的转发。另外就是可靠性,传统的IT里面是不讲五个九的,电信里面是有五个九的要求,另外如果我们真的要在NFV里面做到三层解耦之后,出现这种会引入更多的一些故障点,那么怎么去实现这种跨省跨市组建这种复杂的可靠性呢?这个也是我们面临的一个未来的挑战。还有标准化方面,标准化方面,一方面是这个特别是强调未来我们要AI在网络中的应用的话,我们的信息模型怎么去统一,因为现在在各个标准组织里面都在定义自己网元的信息模型,这些模型如果不统一的话,未来我们在网络设备上取得这些信息,怎么能够让它有更大的实际意义可能就会面临更大的条件。

另外就是在三层解耦之后,我们可以看到这些不同的接口,实际上目前还有很多标准化的工作需要推进。还有就是这个集成能力,因为刚才说到了NFV我们做三层解耦之后引入了更多的不同厂家的不同的功能组件,你要不断的迭代和测试,所以这种测试能力也是需要产业去构建的。另外我们的AI技术在网络中的应用,刚才新华三的专家也说到了,就是说我们怎么样把我们人工智能的技术应用到网络中去,实现网络的自动化,从自动化到自优化到自愈能力,还有就是网络切片的技术,还有就是现在比较火的未来在垂直行业里面我们需要去部署网络的这种边缘计算MEC的能力,还有就是加速技术,包括对转发层面的各种软转发的加速技术,还有就是转发方面的可编程。

现在看一下,随着这个人工智能的兴起,实际上我们业界在普遍讨论怎么样使用人工智能的方式来构建一个完成自愈的网络体系。刚才我们有一个定义,就是说未来是我们网络管理人能够基于自己的意图构建一个自己想要的网络,然后贯通所需要的状态,并执行这样的策略。实际上我们的未来是可以从不同的网元里面采集到各种各样的信息之后,我们通过我们的数据库和决策系统,然后形成一个闭环,再回馈到网络中,对网络进行优化的调优,这是整个基于网络闭环的一个控制框架。未来我们也可以看到,在整个网络人工智能方面,它的研究方向是涵概了五个方面,包括智能的业务波束,包括智能的策略控制,还有智能的策略管理和智能监测和智能的分析,通过这种方式最终达到网络的自治自愈。

我们从未来来看,AI在网络中的应用,对于网络重构来讲我们还面临着一些可能挑战,我们可以通过AI技术来解决,一个方面就是网络架构的动态变化带来的网络和业务的复杂性,我们可以通过这种网络人工智能的方式来处理和解决,另外就是对于网元分层解耦带来网络故障定位和运维带来的复杂性,这些方面我们都可以通过人工智能的方式构建一个大的数据库和模型来匹配,来实现网络的这种自优化的控制。

另外该是刚才说到的网络切片,虽然5G的商用部署的临近,未来我们5G是一定要跟垂直行业去深度融合的,那么现有的这种建网的融合模式肯定是不可持续的,因为我们现在的粗放型的这种建网的每个业务的发展来看这种模式是不可持续的。所以未来我们希望能够按需的构建这种网络资源的能力,这个就需要SDN/NFV的技术来实现。在这个网络的分片的过程中演,我们又需要实现达到这种资源的共享,包括统一物理设施、多种网络服务来降低运营商的成本,另外我们是对不同的切片之间形成逻辑的隔离,切片与切片之间做安全和有独立生命周期的管理,另外我们还要提供按需定制的能力,提供有保障的AISA,这个是对网络切片的描述。

另外一个就是5G和垂直行业融合之后,我们会采用边缘计算的方式来承载一些新的业务。在ITSI里面也给边缘计算有了一个明确的定义,就是未来我们希望在网络边缘为内容提供商和网络开发者提供云计算环境和IT环境,该环境提供实时访问无限带宽的能力,未来我们要增强网络的体验,我们会把很多设备放在离用户侧比较近的地方。

另外我们SDN/NFV的标准化组织还是非常多的,这就导致了一方面我们在推进相关标准的制定,另外一方面也导致了标准的碎片化比较严重。另外就是在开源,因为现在SDN/NFV云计算实际上是标准和协同共建的,那么在我们的开源项目上其实是存在很大碎片化的,在一定程度上也影响到了整个网络创新的进程,特别是影响到了SDN/NFV的商业化的部署。可能业界也看到了这个问题,在今年我们也成立了一个跨平台的一个大的项目集,它是希望打造一个从数据平面到控制平面编排和自动化和端到端测试的网络站的基础,来为项目的协作提供一个公共的平台。

另外就是我们也可以看到,这是SDN/NFV产业联盟的理事长韦总的一个观点,就是目前随着我们的发展之后,SDN/NFV当下已经进入到一个部署成熟期,整体来看,未来一到三年会陆续进入发展期,未来三到六年后会进入一个稳定的发展期。今年我们也看得到,在整个行业里面,包括在传统的运营商的市场里面,还有包括一些行业客户的市场里面,都有大量的SDN的应用案例。我们可以看到在数据中心内的网络和数据中心的互连网络有大量的部署实施的案例,另外就是2017年通过SD-WAN的解决方案的部署,在国内三大运营商ATT都有很多的一些实例。还有就是在这个运营商的专线网络里面都有一些规模的部署。

另外在互联网企业里面来看,实际上我们国内在自己的平台上面都在做技术的应用,阿里云已经形成了五大类型云的产品,2017年的时候针对企业很多云的场景也推出了云的网关,去年12月份的时候,实际深阿里云发布了一个云骨干网在业界的影响还是比较大的。那么百度和腾讯也是一样,腾讯在有自己的研发了一套控制器来管理自己的网络,在全球超过八十个数据中心采用SRT的数据解决方案来提高利用率。在NFV来看,NFV更多是在运营商里面,因为NFV实际上是运营商提出来的,他是希望通过这个IT的技术来打破CT封闭的网元形态架构,最终实现三层的全解耦。目前来看,运营商网络里面的应用场景一个是VoLTE业务,有大量的部署,另外就是这两年国家推的NBLT里面就是物联网的业务里面,因为这种业务可能是采用这种NFV技术来实现的话可能是比较有利一些。另外是在固定接入方面,包括在VPC等场景下面都有一些部署。

从目前来看的话,整个NFV的商业化部署实际上还是有几个关键的技术问题,包括VNF的生命周期管理,包括VNF的性能可靠性、安全和集成部署和开放互联,这些都是需要业界和同仁需要解决的问题,这个也可能是未来几年NFV产业发展的一个重要的方向。

最后我做一个小结,实际上我们可以看到我们都在提互联网概念,从消费互联网向生产性互联网的转变过程中,它的网络流量规模、连接规模等都要求网络架构是必须要重构的,现有的网络架构是无法满足整个未来的业务承载的需求的。经过多年的发展,SDN/NFV已经从这种概念的操作,POC的概念验证,小规模的试商用已经进入到真正的商用部署的成熟周期,特别是未来两年我们5G的商用部署之后,真正的5G商用来了之后,肯定SDN/NFV技术会真正的得到更广泛的应用和部署。

那么从目前来看,我们可以看到由于大网的复杂性和电信的要求,另外我们的标准的碎片化导致的标准化的缓慢和商业利益的因素,SDN/NFV技术和产品解决方案,距离我们真正希望的能够把网络完全开放,能够真正做到三层全解耦的目标,可能还有相当长的路要走。

谢谢大家。