11月14日專稿(蔣均牧)在(zài)SDN/NFV逐(zhú)漸由概念走向現實的同時(shí),華為已經將(jiāng)視線放在了更(gèng)前瞻的網絡架構上。在(zài)2016亞太創新日上,華為首席(xí)研究員、2012 Lab未來網絡理論實驗室主任張弓分享(xiǎng)了這家公司對未(wèi)來網絡架構的最新(xīn)研究成果——應用(yòng)驅動網絡ADN(Application Driven Network)。
“所謂(wèi)應用驅動(dòng)網絡(luò),簡而言之就是麵向業務的自動化(huà)網絡。”張弓在接(jiē)受C114專訪時表示,萬物互聯、雲計算(suàn)、虛擬現實等新業務的出(chū)現都對網(wǎng)絡提出了新的(de)要求,帶來深遠影響與衝擊;而應用驅動網絡提出為應用建網,為每(měi)個應用提供邏(luó)輯獨立的網絡以滿足其對網絡(luò)的各項需求,從而實(shí)現差異化服務和最優化體驗支撐。
“預測未來的唯一方法是,用自己的力量開(kāi)創未來。”他引述美國著名作家(jiā)艾力·賀佛爾(ěr)(Eric Hoffer)的話稱(chēng)。
ADN的前世今生
今天行業麵臨的一大挑戰(zhàn)即是網(wǎng)絡架構製約了商業模型創新。張弓(gōng)指出,運營商目前的商(shāng)業模型是將流量貨幣化,無論是以前的包月或按流量計費,還是近來的限量模型、分時計費、補貼用量計劃等新模式,均以此為中心,有賴於用戶規模(mó)的增長。而(ér)隨著(zhe)用戶規模逐漸超過世界(jiè)總人口,以及基礎設(shè)施投入和運營成本不(bú)斷增加,“量收剪(jiǎn)刀差”愈演愈烈(liè)。
“回溯曆史,語音時代的消費主體是單一的人(rén),網絡上跑的(de)業務也是以語音為主,網絡發展所(suǒ)麵臨(lín)的(de)主要挑戰(zhàn)是提高用戶數的覆蓋、降(jiàng)低通信的成(chéng)本,使得分層(céng)匯聚成為電信網絡的基本架構(gòu);進入互聯網(wǎng)時代,用戶對網(wǎng)絡的(de)消費模式由(yóu)人與(yǔ)人的交互延展到人與物的交互,而且時間(jiān)長度、帶寬需求也變得更大和(hé)更(gèng)不確定,扁平化成為互聯網時代(dài)網絡建設的指導原則。”他告訴C114,如今以物聯網和雲為(wéi)代表的轉折點又一次到來,應用驅動網絡由此應運而生。
例如在車聯網中,車與車(chē)之間的通信要求低延時,資源(yuán)效率最優的集中到中心節點的處理方式並不合適,需要(yào)具備局部自(zì)治的能(néng)力;而對於遠程視頻醫療這種大(dà)帶寬、低延時、高可靠的業務,現有網絡架構也很難滿足要求。如果針對不同業務需求分(fèn)開建網則成本太高,以一(yī)張傳統網(wǎng)絡承載又無法滿足體(tǐ)驗,因此在網絡架構的設計上需要引入新的架構。
2015年12月,華(huá)為2012 Lab未來(lái)網絡理論實驗室在美國聖迭(dié)戈召開(kāi)的IEEE Globecom 2015大會上發布了應用驅動網絡。其核心理念是由網絡的應用(yòng)和需求來驅動網絡的建設與發展,這一(yī)理念區別於傳統網絡以運營及(jí)資源最優化為建網目標。這也是業界第一次提出網絡建(jiàn)設要為應用服務,從根本上(shàng)顛覆了傳統的建網思路。
“我們研(yán)究應用驅動網絡基本理論和模型已經有很(hěn)多年,自去年提出(chū)以來進展遠超預期。”張(zhāng)弓介紹(shào)說,目前華(huá)為已經基於(yú)該理念開發出了原型(xíng)機,並得到了業界在理論完善、技術支撐和生態建設等領域的全麵(miàn)支持,預計將有望(wàng)在2020年之前開始商業(yè)部署。
比SDN/NFV更進一步
SDN/NFV業已成為網絡演進的主流方向,在全(quán)球範圍(wéi)的(de)部署亦漸入佳境。應用驅動網絡則(zé)在SDN/NFV基礎上更進(jìn)一步。
應用驅動網絡提(tí)出為應用建網,為每(měi)個應用(yòng)提供邏輯獨立的網絡(luò)以滿足其對網絡的各項需(xū)求,構建“麵向(xiàng)應用的網絡重構、麵向應用(yòng)的資源虛化、麵向應用的分層控製”的能力。它與現有網絡的本(běn)質區別在於,並不是將多種應用簡單(dān)的映射到一個單一管道功能的物理網絡(luò)上(shàng),而是針對具體的不同應用,對整個網絡進行端到端定(dìng)製,並最終實現用戶的最優化體驗。
應用驅動網絡剖析應用對網絡的需求、使用特點等,構建應(yīng)用的多維抽象模型,為應用編排網絡資(zī)源,以滿足應用的(de)需求。例(lì)如滿足泊鬆分布的人與人通信業務(wù)、滿(mǎn)足冪率(lǜ)分布的人與機器通信業務、以(yǐ)及滿(mǎn)足馬(mǎ)爾科夫過程分(fèn)布的機(jī)器與機器通信,都可通過範式(shì)模型映射到不同網絡資(zī)源,從而提供高滿意度的網絡服務。
麵(miàn)向應用(yòng)的資源虛化方麵,NFV、網絡切片等技術已將原先統(tǒng)一(yī)的、唯(wéi)一的網絡資源,例如無線空口、鏈路帶寬、計算能力、存儲空(kōng)間,抽象為多個邏輯管(guǎn)道。應用(yòng)驅動網絡在此基礎之上,需進一步對網絡資源進行統計(jì)複用,以符合應用對網絡的需求模型。
應用的(de)分(fèn)層控製上,SDN/NFV難以共享所有網絡資源,容易造成(chéng)多個電腦網絡使用(yòng)衝突(tū)等問(wèn)題。而應(yīng)用驅動網絡模擬了人體特(tè)別是神經係統,利用網絡傳感係統實現(xiàn)閉環控製(zhì)、利用(yòng)基於快/慢神經的控製係(xì)統實現最佳的應用資源配置、利(lì)用機器語言實(shí)現智能控製
。
“應(yīng)用驅動網絡是一個(gè)兼容並蓄的係統,能與不同的網絡架構相(xiàng)互兼容並麵向未來不斷演進,包含了SDN/NFV、機器學習等,也與華為提出的‘硬件資(zī)源池化、軟件架構全分布化、全(quán)自動化’的‘全麵雲化(huà)’相輔相成。”張弓表(biǎo)示(shì)。
AND框架及理論基礎
應用驅動網絡的框架被劃分為三(sān)個平麵,自上而下分別基於信息消(xiāo)費理論(馬爾可夫模型)、信息控製(zhì)理論(lùn)(快/慢神經控製)以及信息傳播理(lǐ)論
(分層理論)。
最上層的S平麵實現對應用的抽象(xiàng)建模,提煉應用對於網絡的(de)需求(qiú),例如帶寬、時延等,並根據(jù)應用的需求為其分配合理的網(wǎng)絡資源,優化應用的網(wǎng)絡傳(chuán)輸效率。應用對於(yú)信息交互的需求具有不確定性,從而造成網(wǎng)絡流量具有動態性(xìng)和不可預知性,S平麵能夠根據網絡的運行狀態動態調(diào)整各個應用的網絡資源,從而達到全局的資源優(yōu)化。
中間(jiān)的C平麵對部(bù)分網絡節點(diǎn)或資源進行局部控製。全局控製需要采集(jí)、匯總全局信息,導致(zhì)控製環路過長,控製效果(guǒ)不佳,C平(píng)麵的引入可以(yǐ)縮(suō)短控製環(huán)路,加快響應(yīng)速度,從而(ér)提升控製(zhì)效果。
底層的(de)D平麵承載數據通道(dào),為不同應用提供獨(dú)立的網絡資源,實現獨立的網絡調度策略、擁塞控製策略、排隊機製等,從而為應用提(tí)供差異化的服務。
按照應用縱向分(fèn)配資源是應用驅動網絡對標準(zhǔn)通信網(wǎng)絡最大(dà)的變革。張弓介紹說,標準的通(tōng)信網(wǎng)絡架構是橫(héng)向按照資源分層的,從資(zī)源層到控製(zhì)層,最高到(dào)應用層。應用驅動網絡(luò)的核心概念則(zé)在於按照不同的(de)應用縱向拉通,由應用層自上而下(xià)到控製層,最後到資源(yuán)層,構(gòu)成針對不同應用的多個縱向層,以(yǐ)此提供更好的用戶體驗。
應用驅動網絡中引入了麵向應用的資(zī)源分配機製。對(duì)於話音的應用,按照泊鬆分布的規律,分配層次化網絡連接資(zī)源;對於到數據中心的互聯網應用,按照冪律分布的規律(lǜ),分配扁平化的網絡資源滿足要求;對於車(chē)聯網應用,依據馬爾可夫(fū)過程分布的(de)規(guī)律(lǜ),分(fèn)配區域自治的網(wǎng)絡資源以滿(mǎn)足(zú)低延時的要求(qiú),分配集中資源滿足大並發類的應用;同(tóng)時,根(gēn)據對業務發展的預測,適(shì)當預(yù)留關鍵資源,以適應未來應用變化的需求。
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