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互联网网络架构呈现云网融合趋势

2017年11月10日 08:47:53

作者:wens

来源:人民邮电报

互联网迈入大流量、大连接、广互联时代,无法通过简单叠加解决网络面临的问题和挑战,业务需求和技术创新双驱动加速网络架构深刻变革。网络间互联互通、云间互联以及基础网络演进是架构变革的三个主要方向。

网络间高效互联趋势明显,满足互联网业务提质增效诉求

全球网络连通度持续快速增长,互联通路日趋多样化、高效化。长期以来,国际网间架构呈现以运营商为核心、严格分层的特点,Tier1运营商掌握全球网络互联互通话语权。随着互联网业务蓬勃发展,特别是视频、云计算等对性能敏感业务的普遍应用,分层架构造成的流量额外绕转、成本显著提升的问题日益突出。为此,低层级网络间开始寻求广泛对等互联,严格分层架构被打破。根据PCH《2016年全球对等互联调查报告》,99.98%的互联协议是互联双方对等互联,仅有0.02%的互联协议属于购买转接服务。与此同时,低连通度网络比例正在大幅度减小,2011年~2016年间,低连通度网络占比从62%降至35%,缩减近一半;此外,全球排名前12位的网络对等互联方数量显著增加,2011年~2016年,其对等互联方数量从700~2400个提升至2200~4500个。

作为便捷的互联通道,交换中心快速扩张,加速网络间高效互联的进程。交换中心在全球范围内快速扩张,网络间互联架构日趋扁平化。近年来,全球交换中心及其接入会员均以20%左右的速率高速扩张,目前全球已达到800余个,遍及147个国家。同时,交换中心凭借“低成本、广覆盖”优势吸引大量网络接入,接入主体涵盖电信运营商、互联网内容提供商、数据中心、内容分发网络、云服务提供商、域名/互联网监测基础设施等多种类型。PCH的监测数据显示,大量网络在交换中心聚集,例如,巴西Ponto de Troca de Tráfego Metro So Paulo交换中心接入网络超过1200个;多个交换中心承载流量达到1Tbps以上,例如德国DE-CIX交换中心流量达到5.2Tbps。综上,全球交换中心网络聚合效应显著。随着交换中心的持续扩张、接入网络数量不断增长,未来将进一步推动网络架构向扁平化演进。

多云时代互联互通主体向云端延伸,促进云间互联快速崛起

以云互联为目标部署网络的需求旺盛。随着云计算产业的成熟,企业可根据自身需求选择不同公司的云产品,部署各家企业的多云战略。RightScale 2017年调研报告显示:全球95%的企业使用云服务,其中67%的企业采用混合云架构;20%以上的云企业接入多个公有云,平均每个企业接入1.8个公有云。在实际应用中,云间互联的需求场景丰富、需求旺盛,例如公有云内跨账号对等互联、混合云服务动态调整和计算资源调整、公有云间网络互联及业务互通。

——公有云内部互通。公有云内租户之间数据交互,例如同一公司财务部门和会计部门在某云商分别各建立相互独立的虚拟专有云,但两部门之间可跨账号互访。

——混合云互通。部分企业搭建混合云架构,通过私有云或者自建数据中心与公有云间分工协作实现企业层面的资源最优配置,例如银行、金融、保险等行业需符合监管合规要求,交易、流水等在自建合规机房完成,应用及前端部署于公有云内。混合云互通需要配置高效互联通路,以实现公有云与私有云/数据中心的高效对接,近期混合云互通已成为行业热点,部分场景下与SD-WAN融合发展。

——公有云互通。考虑到云服务并非绝对安全可靠,同时为避免被单一云商锁定的风险,很多企业选择在多个公有云部署业务,存在多云间互通流量的需求。但是,公有云间不兼容、不互通,现行多云技术又相对复杂,管理、运维、升级难度大,因此公有云互通整体有待完善。

云互联得到产业界广泛关注,以云商为主导、通过第三方集中交互的模式赢得发展空间。国际上,主流云商发布专用云互联平台,推出合作伙伴计划,与网络运营商、交换中心、传输网络运营商广泛合作。另一方面,云交换平台成为云互联重要枢纽,云商、企业数据中心加速与云交换中心互联。在我国,随着国内企业上云步伐加快,云互联也受到多方关注,发展模式与国际接近,例如阿里发布高速通道,与国内诸多具有网络条件的企业建立合作关系。此外,传统交换中心、基础电信运营商、数据中心和云平台将云互联作为新业务增长点,纷纷发布云互通产品,涌现出一批云互联平台。

运营商网络架构优化和重构同步推进

运营商持续推进现网架构的优化调整,以适应视频等关键业务发展对网络的诉求,同时减少CAPAX和OPAX。一是为适应信源分布以及网络流量模型发生的变化,运营商持续推动骨干网向扁平化方向,出现大量省际直达链路,骨干节点间互联方向大幅增加,层级边界模糊。二是随着视频发展,城域网流量增长5~10倍,要求城域网低收敛比建网,同时多级架构向三层架构演进,取消汇聚交换机,实现城域网扁平化。

运营商加速以DC化、虚拟化和智能化为目标重构网络,以增强自身灵活配置能力,加速业务上线。2015年AT&T开始部署网络功能虚拟化,近两年来国内运营商也开始vBRAS、vEPC、vIMS现网验证试商用部署。同时运营商也高度关注网络资源编排领域,加大投入力度,AT&T在管理和编排领域促进创新与合作,推动ONAP开源生态建设,中国移动中国联通都加入了ONAP。

综上,互联网网络架构发展呈现云网融合趋势,技术融合、各方合作态势明显,打造广互联通道,高效对接内容和用户,各层网络也都体现出扁平化、虚拟化、智能化的特点。

作者系 中国信息通信研究院 苏嘉 张绍宸


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