韋樂平把脈運營商網絡架構重構：必須（xū）“頂天立地”

10月9日特稿（李明）麵對市場競（jìng）爭的（de）日益慘烈以及自身業務增收的巨大壓力，向數字化轉型已經成為運營商麵對當前階（jiē）段以及未來挑戰的大方向。如何（hé）通過網絡、運營、業務等方麵的重構（gòu）來（lái）構築起麵向體驗、隨需、敏捷、開放的網絡（luò），成為運營商能否成功實現（xiàn）數字（zì）化（huà）轉型的關鍵。

那麽，在運營（yíng）商通往數字化轉型的道路上，網絡架構應該如（rú）何重構？網（wǎng）絡技術又將呈現哪些新的發展趨勢？對此，在近日舉行的“第七屆華為IP技術年會（IP GALA）”期間，工信部（bù）通信科技委常務（wù）副主任、中國（guó）電信集團公司科技委主任韋樂平在接（jiē）受C114專訪時為（wéi）我們進行了詳（xiáng）細解讀。

網絡架構變革勢在必行

眾所周知，網絡架構的設計屬（shǔ）於網（wǎng）絡的頂層設計，它不僅是一係列高層次的抽象設計準則、演（yǎn）進目標和（hé）技術框架，而且是應用於每一個技術決定的基礎。

“同時，網絡架構是相對長期穩（wěn）定的，而不斷出（chū）現的（de）NAT、IPSec、防火牆（qiáng）等旨在解決具體問題的短期解決方案（àn）不僅往往彼此不兼容，而且長期累積後（hòu），形成了一個十分複雜、糾纏不清的僵硬網絡，與（yǔ）網絡架構的長期演進（jìn）目標矛盾。”韋樂平指出，這（zhè）麽多年來（lái）積累的問題已經使得今天的互聯網（wǎng）患（huàn）有“動脈硬（yìng）化症”，網（wǎng）絡架構必須重新審視，重新架（jià）構，重新設計，重新定義。

網絡架構重構的意義重大，韋樂（lè）平認（rèn）為，網絡架構重構是打造新一代信息基礎設施、形成網（wǎng）絡強國戰略（luè）的（de）基石，對於構建新一代（dài）信息網絡、發展互聯網+產業新形態、保障（zhàng）信息（xī）基（jī）礎設施的安全（quán）有著重要意義。

當前，全球主流運營商均已（yǐ）經啟（qǐ）動麵向以雲服務為中心的基礎網絡轉型工作，如AT&T的Domian2.0、德國電信的PAN-EU、中國電信CTNet2025、中（zhōng）國（guó）聯通CUBE-Net、中國移動NovoNet等。其中，中國電信於2016年7月正式發布了《CTNet2025網絡架（jià）構白皮（pí）書》，提出（chū）要打造簡（jiǎn）潔、敏捷、開放、集約的網絡，為客戶提供“可視”、“隨選（xuǎn）”、“自服務”的網絡能力，提升用戶體驗。中國電信CTNet2025的（de）演進思路，即通過實現網絡（luò）雲化和引入新（xīn）一代運營係統，最終走向開發運營一體化。

在韋樂平看（kàn）來（lái），隨選業務是運（yùn）營商產生（shēng）新收入的關鍵。從最新調研數據來看，可能產生新收入的首位（wèi）是按需隨選業務，其次是動態策略和彈性（xìng）業務鏈，後兩者也是（shì）支撐其所必須的。可見，提供隨選（xuǎn）業務已成為（wéi）ICT各界共識。中國電信的“隨選（xuǎn）網絡”關鍵（jiàn）特征包括用戶定義網絡業務、網絡配（pèi）置自動化、網絡資源（yuán）按需（xū）指配，代表性業務例如智能型以太網（wǎng）、雲寬帶、雲專線、虛擬化企業網等，以SDN/NFV等技術為基礎，以網絡（luò）隨選，麵向政企客（kè）戶為重點，實（shí）現雲網協同的網（wǎng）絡能力（lì）供給側改革（gé）。

頂天立地：高度重（chóng）視+落地部署（shǔ）

對於當前運營（yíng）商在網絡架構重構方麵正麵臨的挑戰，韋樂平強調，網絡架構重構是（shì）一次戰略性的重大調整和（hé）轉型，一定要“頂天立地”。“頂天”是指網絡架構的設計屬於網絡頂層設計，不僅是一（yī）個純網絡層麵的（de）技術戰略（luè），尤其需要運營商高層領導（dǎo）的足夠重（chóng）視，將其提升到運營商未來發展的戰略高（gāo）度，以網（wǎng）絡架構重構為主線，帶動組（zǔ）織（zhī）架構、生產流程、管理模式、人（rén）才重構等一係列企業的深度轉型；“立地”是指網絡架構（gòu）的重（chóng）構不應該停留（liú）在試（shì）驗測試（shì）階段，而應（yīng）盡快落到實處，比較成熟（shú）的（de）領域應該率（lǜ）先開始商用部署或試商用，隻（zhī）有真正用起來，才能早日成熟。

現在的情況是既沒有“頂天”，也沒有“立地”。韋樂平指出，對於（yú）網（wǎng）絡架構重（chóng）構，國內運營商目前還主要停留在技術層麵的（de）思考，僅僅將其看作又一項網絡新技術，並沒有進行全方位的深度考量和係統思維。在網絡架構重構過（guò）程中也（yě）將出現（xiàn）許多超出傳統（tǒng）思維的嚴峻挑戰，運營商應自上（shàng）而下地（dì）給予網絡架構重構足夠的重視。

“此外，網絡架（jià）構的重構需要很（hěn）強的技（jì）術能力，但是運營商自身的技術能（néng）力（lì）近年來不斷弱化，兩者之間形成巨大反差。”韋（wéi）樂平表示，雖（suī）然運營商可以廣泛借助（zhù）產業鏈的力量，特別（bié）是通信設備製（zhì）造商和IT廠（chǎng）商的技術能力，但麵對（duì）網絡架構轉型對於技術的全方位高需求，運營商同時需要重新大力培育自身的（de）技術能力。

據韋樂平介紹，作為中國電信（xìn）集團層麵有組織、有意識的係統（tǒng）性探索，中國電信今年啟動的CTNet2025項目，改（gǎi）變了運營商以往零零碎碎、小打小鬧摸索的局麵，有望加快網絡重構進程。目前，中國（guó）電信已啟動了第一批13個項目，由於是集團層麵戰略，所以（yǐ）得到（dào）了快速響應，預計到明年年底部分項目（mù）可能會產生結果。

網絡技術發展四大趨勢

談及未來網絡技術發（fā）展趨勢，韋（wéi）樂平認為，網絡軟件化、網絡（luò）的雲化、網絡軟件（jiàn）開源化（huà）、開發新一代的運營係（xì）統，將成為未來網絡（luò）技術發展的方向。

一是網絡軟件化。硬管（guǎn）道（dào）時代，大量專用封閉接口，網絡能力封閉，網（wǎng）絡架構剛性，需要靠應用層技術保障業（yè）務（wù）性能；到了軟網絡時（shí）代，將有限開（kāi）放標準接口，網絡能力將更加開放，網絡架構更加靈活，網絡實現可編程，網絡能力可靈活（huó）調用來保障業務靈活性。

二是（shì）網絡的雲化。過去的網絡是雲網分離（lí）的，DC邊緣化，計算（suàn）、存儲和網絡各自（zì）獨立，隻能靜態配（pèi）置，基於（yú）傳統業務（wù），按行政區組網，DC是網絡邊緣節點；雲化後的網絡，將實現（xiàn）雲網融（róng）合，DC成為核（hé）心，業務、IT資源和網絡雲化實現；雲延伸到管道和終（zhōng）端，雲（yún）管（guǎn）端一體；麵向互（hù）聯網業務，DC成為網絡核心。

三是網絡軟件開源化。現有網絡的軟件架構封閉，且（qiě）軟硬一體化，API接口私有（yǒu），代碼全部私有，不開放；未來（lái）架構和代碼將實現軟硬件解耦，軟件架構開放，API接口開放和半開放，隻有商用增強代碼私有，基本代碼都會開源。

四是開發新一代的運營係統。傳統運營係統由大量私有煙囪係統構（gòu）成，封閉的私有接口和私有代碼，隻能管理靜態的實體（tǐ）資源，無法管理動態的虛擬資源；新一代運營係統將打破（pò）封閉性與（yǔ）煙囪式，開放API和開源碼，實現網絡動態資源管理，實體網（wǎng）絡和虛擬（nǐ）網絡統（tǒng）一（yī）管理，實現跨專（zhuān）業、跨網絡（luò）統一運營。

Flex Ethernet將成全IP網絡基礎

當然，網絡重構離不開技術的創新，IP技術的不斷創新和發展，為雲時代（dài）的網絡重構（gòu）提供了堅（jiān）實（shí）的基礎。對於IP網的發展趨勢，韋樂平從網絡架構、網絡協議、網元形態、網絡（luò）能力、以太網化、硬件（jiàn）架構、軟（ruǎn）件架構、網（wǎng）絡性（xìng）能和網絡容量九個（gè）方麵進行了分析和展望。

網絡架（jià）構方麵，IP網將走向集中控製，網絡功能的解耦為實現集中（zhōng）控製提（tí）供了基礎，可望通過全局路由和流控提升網絡資源利用率；近中期，為保護投資、平滑（huá）演進及硬件性能製約，將首先（xiān）在專用硬件能力開放基礎上實現集中控製，控製功能（néng）將在轉發麵和控（kòng）製（zhì）麵間分配；引入開放式網絡操作（zuò）係統，屏蔽設備的差異和複雜（zá）性，實（shí）現網絡價值向軟件（jiàn）與服務（wù）的遷移，先DC，後DCI，最終延伸到城域和骨幹。同時，DC將成為IP網核心，趨勢是CORD+DC的CT化；此外，網絡拓撲扁平化，DC的CLOS架構替代樹形。

網絡（luò）協（xié）議方麵，首先，新協議（yì）不斷（duàn）出現，隨著SDN控製器的發展，不斷催生新的（de）北向接口協議（例如OF、PCEP、BGP FS等（děng））和網絡信息收集與監控新（xīn）協（xié）議的出（chū）現；其次，傳（chuán）統IP協議也在不斷創新（例如EVPN/SR等）不斷完善，以支持網絡向SDN演進；此外，傳統網絡（luò）協議將逐漸被新協（xié）議族替代，最終IP網的L2VPN/L3VPN/MPLS TE/LDP/IGP等（děng）複雜協議將逐漸被簡單的新協議族（EVPN+SegmentRouting+VxLAN+Netconf/Yang）替（tì）代。

網元形態方麵，雙解耦將催生網元新形態，控製麵與轉發麵/軟硬件的雙解耦將催生（shēng）新（xīn）形態；網元新形態趨向通用性，隨著Openflow2.0協議的出現，基於協議無關的轉發（PIF）網元（yuán）將出現，提升網元轉發通用性；網元新形態的目標是（shì），隨著軟硬件的成熟，最終（zhōng）將出（chū）現純粹的控製麵網元（如SDN控製（zhì）器（qì））和轉發麵網元（白盒機）；過渡期的網元新形態，受（shòu）限於（yú）硬件性能和Openflow協議成熟度，具有解耦和開放接口的專用硬（yìng）件的（de）灰盒機是必要過渡。

網絡能力方麵，網（wǎng）絡功能軟件化與編程化趨勢，隨著雙解耦進程的加速，部分控製功能（路徑計算、路由策略控製等）將從傳統網元剝離，形成獨立控製器，網絡功能（néng）由控（kòng）製器軟件編程（chéng）決定（dìng）；網絡（luò）協同和業務編排器的引入，使業務模（mó）型（xíng）與網絡（luò）資源配置模（mó）型解耦（ǒu），屏蔽低層網絡的差異和複雜性（xìng）；從人機接口走向（xiàng）自動化的機器-機器接口，控製（zhì）器（qì）和網絡協同和（hé）業務編排器的引入，使得人機接口演（yǎn）進為自動化的機器-機器接口的配（pèi）置模型，推動了（le）軟件化、編程化的網絡使用方式（shì）變革。

以太網（wǎng）化方麵，數（shù）據業務的（de）以（yǐ）太網化已經成為全球（qiú）主導趨勢。第一代Native Ethernet從1980年到2000年，麵向園區網絡；第（dì）二代Carrier Ethernet從2000年到現在，麵向（xiàng）城域網、3G/4G承載和專線，具備了（le）OAM、保護倒換和時鍾等電信級（jí）功能；第（dì）三（sān）代（dài）Flexible Ethernet從2015年起步，麵向5G分片、VR等時延敏感業務，可以快速提供更大的端口容量，支持大顆粒帶寬（kuān）業務的物理隔離（lí）和（hé）捆綁，實現（xiàn）穩（wěn）定的（de）IP低時延網絡。韋（wéi）樂平強（qiáng）調，“Flex Ethernet將（jiāng）成為全IP網（wǎng）絡的基礎。”

硬件架構方麵，從芯片技（jì）術來看，CMOS通過3D堆（duī）疊（dié）技術，可望進一步縮至（zhì）7nm，可支持400G/1T/1.6T以太網接口；當繼續縮至5nm以下時，需采用新材料新結（jié）構，非矽混合工藝是發展方向，石墨烯和納米碳管是兩個潛在的長遠實現技術。高速背板互（hù）聯技術，演進路線（xiàn）是從PBC背板、電纜（lǎn）背板到光背（bèi）板，目前56G PAM4已趨成熟，預（yù）計112G（至多（duō）200G）將是電背板上限，光背板是最終出路。目前，芯片功耗已趨近（jìn）熱反（fǎn）應（yīng）堆水平，而單機架功耗要求小於1萬瓦，風冷（lěng）已遇天花板，液冷技術是唯一出路。

軟件架構方麵，路由器軟件架構將呈現雲化趨勢。路由器（qì）軟件（jiàn）架構經曆了從單（dān）機分（fèn）布式OS、單（dān）核單進程的模（mó）塊化OS到多（duō）核多進程OS的發展（zhǎn）曆程，路由處理能力已經從（cóng）百萬（wàn）級發展到億萬級，但是路由軟件始終沒有脫離設備而獨立運行。隨著雲（yún）計算和SDN/NFV的發（fā）展，路由器的（de）軟件將從物理（lǐ）設備中獨立出來，遷（qiān）移到雲（yún）中，從單機係統軟件演進為雲化OS係統，形（xíng）成分布式（shì）、虛擬化（huà）、高（gāo）性能（néng）、高可（kě）靠、高擴展（zhǎn）的新一代網絡自治軟件架構，具有不受限擴展的功能（néng）和（hé）能力。

網絡性能方麵，新業務對IP網（wǎng）提出了新要求，隨著（zhe）互聯（lián）網+和VR/5G/IoT等新業務的出現（xiàn），要求IP網的性能有很大的提升，特別是延時性能。傳統（tǒng）IP網本質上無法提供確定的性能，現有IP網的封閉無序的網（wǎng）絡（luò）體係架構連路由和流量都（dōu）不能確定，更加不能保證性能和QoS。“確定的性（xìng）能還是要靠硬管道。”韋（wéi）樂平指出，“在IP網中劃分出時隙提供硬管道（dào）是確保穩定低延時的關鍵，Flex Ethernet可（kě）以提供端到端的硬管道，進（jìn）一步（bù）采用低延時調度管理，在擁塞情況下可以確保優先級業務的低延時並實現零丟包。”

網絡容量方麵，係（xì）統垂直擴（kuò）展性（xìng）主（zhǔ）要靠SerDes提速（25G，56G，112G），使單槽位線卡速率不斷提升（400G，1T，4T），單機箱容量逐步提（tí）升（8T,20T,80T）。然而，從56G起需采用多進製調製（PAM4，PAM8，DMT），繼續采用電域演進的經（jīng）濟代價和功耗將快速上升，單機架1萬瓦的機房（fáng）限製（zhì）將（jiāng）成為天花板。可能從112G（最多200G）開（kāi）始將必須（xū）轉向光背（bèi）板等全光互聯。係統水平擴展性從每一代芯片和設計周期看，8-16機箱是多機箱組合擴容方案的技術經濟最佳平衡點。

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