中兴通讯：云网一体化趋势下的IP网络重构

  云计算经过十多年的发展，单纯的公有云或私有云已经不能满足企业需求，新业务的发展需要多种云环境并存，云计算将进入多云混合时代，公有云+边缘云成为5G和DICT时代各方新的拓展点。另一方面，运营商基础网络收入增长见顶，而DICT市场是基础网络市场的3倍，达1.3万亿元。中国企业上云率只有40%，还不到海外企业的一半，公有云IaaS服务在中国市场还处于增速快、空间大的窗口期，预计到2022年市场规模达2900亿元。对运营商而言，向云服务市场拓展是必然选择。

  运营商云网一体化面临的挑战

  进军云计算市场，帮个人/企业实现数字化，运营商基础设施首先要数字化。相比于云商，运营商网络的3个主要短板是智能化程度、业务部署时间和云网分离运营。运营商云服务起步晚，自研能力不足，解耦集成系统比云商垂直inhouse方式复杂，在业务深耕、端到端运营、生态合作和需求洞察方面不如云商。但是，运营商掌握云网融合网络的全部3层资源，拥有多种连接入口(尤其是5G)、端到端SLA、属地化运维队伍，安全可信、融合集中的云能力和分布式的网络能力是运营商的天然优势。

  当前，运营商网络的痛点在于云网业务分开发放，SLA无承诺，具体体现在：

  - 系统对接定制化时间长，云网分开发放;

  - 运营上缺乏精细化的SLA保障和度量手段，无法满足政企、金融客户的要求;

  - 缺乏主动运维监控手段。

  要做到云网一体化，对网络有效赋能，充分发挥运营商网络的能力，需要做到网随云动、SLA可量化、故障可识别：

  - 开放集成，网随云动，业务敏捷按需，分钟级下发;

  - 实现可承诺SLA保障、可承诺带宽、时延保障;

  - SLA精细化管理，SLA数据毫秒级采集，随流SLA测量和呈现，异常SLA主动识别;

  - 智能运维，分钟级别故障智能定位定界，主动识别和优化网络异常。

  四方面进行IP网络重构

  云网一体，从技术上讲，是电信技术、互联网技术和IT技术的深度融合。三大技术具备不同的“基因”：电信技术特点是高可靠、高质量、标准化和规模化;互联网技术特点是低成本、分布式、迭代式和服务化;IT技术特点是分层开放、软硬件分离、虚拟化和云化。这三大技术的深度融合将推动IP网络从四个方面进行重构：

  - 网络架构重构：目标是简洁、开放。通过网络解耦，转发、控制和业务应用分离，网络能力全面开放，实现网络可编程。

  - 网络运营重构：目标是集约、自动化。通过策略和模型驱动的自动化运营，实现控制集中化、全局可调度，以及基于业务链的编排服务开通和配置自动化。

  - 网络部署重构：目标是快捷、低成本。通过网络扁平化，实现资源可调度，部署快捷、可扩展。

  - 网络服务重构：目标是弹性、按需。通过多方联合创新，实现网络服务互联网化，按需快速配置，变更。

  通过以上四个方面的重构，网络最终实现：

  - 创新增强：基于软件和细颗粒度网络能力进行自主创新。

  - 效率提升：实现基于软件的自动化维护和管理，以及基于虚拟化/云化的灵活部署和扩展。

  - 降成本：创新以太等技术降低Capex和Opex。

  新IP网络目标架构设计

  基于以上讨论的IP网络重构理念，逐步引入新技术来应对云网融合、5G和IoT等新业务新型需求。网络需要采用“自顶向下”的设计理念，推进控制面和转发面分离/解耦，通过集约化智慧运营实现资源的柔性调度与业务的灵活部署。具体设计架构如图1所示。

  现有网络如果重构，应当遵循的演进策略为：以网络能力开放及增值业务能力增强等为导向，推进网络升级;按场景引入新型技术，降本增效，提升效率;盘活数据资源，提升用户体验和网络运营管理水平。

  在网络基础设施方面，引入大容量单机，构建无阻塞的转发网络，做到业网分离;引入SR/BIER等新型技术，实现融合统一承载;基于DC设置，构建业务集中处理POP(Points Of Presence);按业务需求，引入虚拟化网元，提升业务处理能力;在网络控制层，引入网络操作系统，在逐步对控制器标准化及抽象化的基础上，形成统一的、可编程的、功能强大的控制器模型，规范各类控制器的南向和北向接口;在运营体系方面，整合各类平台能力，新一代运营系统的关键组件标准化、模型化;增强网络数据的收集分析和网络故障诊断能力，引入网络AI技术、NETCONF/YANG以及Telemetry技术，构建统一的数据模型。

  构建安全可信的网络基础设施

  无论网络如何改变，安全是永恒的话题。伴随着企业业务大规模上云，网络安全变得格外重要，所以自底向上构建一整套安全可信网络架构，提供基础设施到应用层的端到端安全服务成为了迫切需求。

  当前的网络基础设施主要包括BGP、DNS和PKI等系统，这些基础设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着中心节点权限过大、单点失效等脆弱性，其自身无法成为牢固的安全可信基础，大大降低了网络的安全性、可靠性和平等性。如何用去中心化技术手段构建更为安全可信的网络基础设施，成为了研究的重点。由于去中心化技术天然就支持可信性验证，因此基于其上实现BGP、DNS和PKI等基础设施能力也就天然具备安全可信的能力，能够真正从根本上保证其安全，进而确保网络上层服务的安全。网络路由是关键的信息，去中心化的BGP安全机制首先从去中心化的IP地址和AS号的管理入手，提供不可篡改的资源所有权记录，进一步地，基于IP/ASN所有权发布的相关绑定信息和邻居信息可以实现BGP的基本能力，同时可以提供相应的验证信息，天然就支持BGP源验证、路径验证、路由泄漏检测等安全能力。这样就真正地从“基因”上赋予网络“端-网-云”牢固的安全可信属性和能力，为未来网络协议体系和网络服务提供了更为坚实的安全可信基础，可以说从根本上解决了目前面临的安全可信问题。

  中兴通讯凭借强大的自研芯片能力、全自主研发的网络操作系统ROSng，以及管控合一的管控平台，推出精准网络解决方案，包括云化城域网解决方案、骨干网资源调度方案等，未来在网络内生安全架构和新技术研发上，中兴通讯将持续深入研究，推动IP网络架构朝更高效更安全的方向发展。

  作者：中兴通讯IP产品规划总工程师 陶文强