云网络

来自中兴通讯 第二期：

云网络：云网融合的新型网络技术

新型云网络

在未来相当长的一段时间内，业务和应用所需的资源主要以云的形态存在，并且该形态是分布式的（在某些情况下甚至是去中心化的）、高频度动态变化的。传统的“先修路

再部仓库”的组网模式必须适应新的变化。因此，网络的组织和构成模式需要调整为“随云而动、应云而生”，即需要构建一个云网络。这种云网络的本质特征主要有以下4个：

（1）网络组织以云为核心。网络的布局和架构充分匹配云计算和云业务所需的灵活性，具有高度的弹性，能够提供不同等级应用的QoS。

（2）网络资源云化部署。网络的节点、带宽、流量等打破了与地理位置和物理形态绑定的局面。以网元为主要载体可实现虚拟化、云化部署，能够实现按需提供和调整。

（3）网络边界深入云内。网络连接的端点需要与云业务相关联，以实现信息传送的深度直达，即让信息的“包裹”能够送到用户手中。

（4）网络服务与云融合。从最终用户的角度看，今后大量的应用直接调用的是数据和算力。承载这些数据和算力的载体是云计算和云资源。而网络是作为更加底层的连接支撑存在的。从感知的角度看，理想的网络模式应该是“见云不见网”。网络自动化可提供服务，但它“隐藏”在云的后面。

新型云网络的架构包括3个层面。

（1）基础网络层。这一层的作用是构筑一个泛在的高速连接基础。它类似于我们日常生活中的高速公路，但需要具备一定的弹性能力和快速调整能力，能提供一定的差异化

QoS和网络开放能力。基础网络层的布局要实现去行政区域化，并根据云资源的布局来设计。基础网络层主要解决网络组织以云为核心、网络资源云化部署的问题，需要从网络拓扑、路由组织、协议选择等维度更新传统网络的设计理念。

从传统运营商的视角看，基础网络层又是Underlay网络层。

（2） 业务网络层。在基础网络层上有一个业务网络层。业务网络层的作用是根据云计算的需要，实时建立或拆除网络连接，按需提供网络带宽和质量保障。同时这种连接是深入到应用和最终用户的，是真正端到端的连接。相对于基础网络层提供的连接能力，业务网络层实现的网络连接更加细粒度、精准化，并与日常生活中的物流快递类似，一般具有高并发、高时效性。业务网络层主要解决的是网络资源云化部署、网络边界深入云内的问题。简化网络的层级和拓扑、路由组织和接续，并且让网关等节点实现虚拟化甚至云化[1]，有助于实现按需扩 （缩） 容和随云部署。从传统运营商的视角看，业务网络层也被称为Overlay网络层。

（3）网络导航层。除了上述两个网络层外，系统还需要一个集中控制的网络导航层。这一层的作用在于让云网连接的准确性和可靠性得到提升，使信息物流的效率达到最大。网络导航层主要解决的是网络服务与云融合的问题，可形成多维全域资源视图，为不同的应用和业务设计相应的网络策略，并结合实际资源效能形成最优的调度和配置。该层是新型网络的核心智能所在，具有统一调度和管理的职责。从传统运营商的视角看，网络导航层也可以被称为控制编排层。，最有代表性的是基于IPv6的段路由 （SRv6） 协议[2]和以太网虚拟专用网 （EVPN）技术。SRv6可以让广域网过去的多个协议简化为一个协议，有助于实现“高速路的一站直达”；EVPN技术可以让适合

不同客户的 L2 虚拟专用网 （VPN） 和 L3 VPN 实现统一发放，大大简化网络的开通配置。同时，在该层面上还存在着光传输和互联网协议（IP）两个承载层。

光传输和IP网络各有优势，两者将长期并存。但是目前最缺乏的是两者之间的

高效协同，特别是在连接组织方面。人为的设定超出了光网络和IP网络的界限。从云网络承载的角度看，只有让IP+光传输成为一个整体网络，才能发挥网络最大价值。

业务网络层拥有一端入云、另一端连接最终用户的海量信息分发能力。这是传统Underlay网络所不擅长的。此外，

该层还需要具有面向应用的高度定制化能力和快速连接处理能力。为此，SRv6 和快速用户数据报协议 （UDP） 网络连接 （QUIC） 协议[4]可用来满足相关要求。其中，SRv6 提供的是 Overlay 层面的精细化连接能力。与 Underlay 网络采用的SRv6协议不同，该层面可以根据网络端点的能力，采用进一步简化的SRv6协议栈，并通过开源方式来部署。如果诸如 Sonic、FRRouting 这样的开源项目能够满足需求的话，系统还需要专用的网络设备。，QUIC协议的高效性愈发明显，将有助于入云数据“包裹”的及时送达。为此，SRv6 和快速用户数据报协议 （UDP） 网络连接 （QUIC） 协议[4]可用来满足相关要求。其中，SRv6 提供的是 Overlay 层面的精细化连接能力。与 Underlay 网络采用的SRv6协议不同，该层面可以根据网络端点的能力，采用进一步简化的SRv6协议栈，并通过开源方式来部署。如果诸如 Sonic、FRRouting 这样的开源项目能够满足需求的话，系统还需要专用的网络设备。这将大大降低SRv6部署到云内端点的要求。而随着基础网络质量的不断提升，传统的传输控制协议 （TCP） 3次握手过程的必要性已经很小，大量基于UDP的应用将应运而生。为此，QUIC协议的高效性愈发明显，将有助于入云数据“包裹”的及时送达。当然，需

要指出的是，目前 QUIC 协议主要应用在 Client-Server 模式中，其对传统网络的潜在影响也是巨大的。

如果诸如 Sonic、FRRouting 这样的开源项目能够满足需求的话，系统还需要专用的网络设备。这将大大降低SRv6部署到云内端点的要求。

网络导航层需要借助软件定义网（SDN）、Telemetry等技术来实现对各种网络资源信息的实时采集，并结合人工智能（AI）和大数据技术，利用机器学习等手段实现智能化的信息处理和闭环控制，让云网络真正具有大脑功能。需要指出的是，网络自动驾驶技术并非这一层面的最大挑战。

以入云专线为例，在城域网范围内，基础网络层可以是无源光网络 （PON）、光传输网 （OTN），也可以是 5G 网络。为便于调度，可以在此层叠加一个软件定义广域网 （SD-WAN）作为业务网络层，以方便客户侧与云资源池按需连接的建立和拆除。在骨干网范围内，可构建一个需要跨越不同网络域的数据中心互联 （DCI）。从互联网数据中心 （IDC） 互联的角度看，该DCI属于一个基础网络；但是从云资源池互联和互通的角度看，该DCI又可以起到业务网络层的作用。

从网络节点的形态来看，SD-WAN 在局端和用户侧都可以采用云化部署的方式，不局限于传统的专用物理设备，它采用的组网拓扑和局端部署都呈现出典型的去中心化特征。同时，与云的结合是SD-WAN高速发展的一大驱动力，也是企业实现上云、云互联的重要手段。如果将云比作电商的平台，那么 SD-WAN 就像物流服务一样。SD-WAN 与云的深度融合没有明确业务边界。近来，随着安全访问服务边缘 （SASE）、软件定义分支 （SD-Branch） 的加持，SDWAN被进一步应用在信息通信技术 （ICT）服务中。换句话

说，SD-WAN 已经从单一的组网连接演变为综合性信息服务。因此，我们也可以认为它是新型云服务的一种。