大基建和信创大潮下的网络技术趋势-技术圈

背景

“新基建”是以信息化、智能化、数字化为主要特征，区别于传统基建的新型基础设施建设，包括5G通信网络、大数据中心、智慧交通、智慧健康、工业互联网、车联网、低轨道卫星、新能源汽车及充电桩以及特高压输电网等。加强新型基础设施建设，对于经济社会发展和拉动内需、改善人民生活具有重要的战略性、基础性意义。202年3月4日，中共中央政治局常务委员会召开会议，明确提出“加快5G网络、数据中心等新型基础设施建设进度”。

在大数据、云计算、人工智能等技术创新的支撑下，“新基建”可以创造与满足新需求，促进消费升级，促进新业态、新产业、新服务发展，实现结构转型和产业升级，从而释放经济增长潜力，促进国民经济持续健康发展。结合大背景来看，趋势层面，近年来，“ABCDE”(AI：人工智能Blockchain：区块链Cloud Computing：云计算Distributed Computing：分布式计算Edge Computing：边缘计算)为代表的前沿技术迅速渗透至产业。

互联网40 多年的发展可分为两个阶段。前20 年作为第一阶段, 主要是互联网与科学研究相结合；90 年代以后，互联网的发展进入第二阶段，互联网开始应用到人类生活的各个方面，在个人消费领域产生了非常巨大的成就，现在大家的日常生活都离不开互联网。

下一步，互联网将与实体经济走向深度融合，国外有关研究人员也将这一代互联网称为第三代互联网( 互联网3.0/ 未来网络)。在技术上什么样的网络架构可以满足未来应用的需求？学术界提出未来网络的候选方案包括软件定义网络(SDN)、内容中心网络(CCN)、信息中心网络(ICN)、未来移动网络(Mobility First)、云网络(Nebula)、可表述网络(XIA)、可选网络(Choice Net) 等等。

随着“新基建”和信创大潮的推进，各行各业都在进行大规模网络、云计算、AI等的应用，对网络人才的需求量正逐年增加，目前的情况是，懂网络的人彼彼皆是，但精通网络的人则凤毛麟角。特别是有主流厂家技术认证的人才，更是少之又少。根据近年来各大厂HR部门统计，获得相关认证后，一般的工程师会被企业所重用而获得薪资的大幅上涨。

技福小咖特地邀请了专业讲师，深度结合国内一线公司网工人才需要，根据认证要求推出这套《网络技术及实战技能》系列课程。

未来网络架构

互联网的开放架构使得新应用的创新层出不穷，伴随着云宇宙等概念的提出，应用不断向深度和广度拓展。面向未来 5-10年，互联网从消费互联网向产业互联网的演进最为令人期待；VR、AR、全息等新媒体应用也同样值得关注。6G面向万物智联，提出了感知互联网、AI服务互联网、行业服务互联网等应用场景和需求。随着业务形式的多样化和网络规模的扩张，对网络自身也提出了智能、开放的要求。

未来网络架构的核心要点，一是网络自身的能力要提升（确定性承载、内生安全等）；二是这种能力要能够向两端延伸，向应用开放；三是控制面增强、转发面简洁和融合。

面向新的业务需求，未来网络的发展趋势可以归纳为三个方向：智能网络、多维互联、算网融合。这三个方向对应着未来网络的三个主要应用场景。

智能网络

数据中心网络还在向智能化方向发展。从整个网络技术的发展趋势来看，数据平面在向“极简化”的方向发展，包括“尽力而为”的IP转发、SDN统一数据平面等。控制平面是提高网络端到端性能、保障网络健壮性的重要方面，传统的网络控制平面技术主要是通过“确定性建模”的方式生成数据平面的转发规则。智能技术对数据中心网络的路由选择算法（比如，如何把流量分割到不同的路径上）、拥塞控制算法（比如，如何调整TCP的拥塞控制窗口）、故障预测和恢复（AIOPs）等都能带来较大的帮助，从而实现“自动驾驶网络”（self-driven network）。

面向未来自动驾驶、工业物联网、智慧能源、远程医疗、智慧城市等实时交互要求极高的业务，网络需要提供99.999%的可靠性，以及毫秒级的时延和微秒级的抖动。面向未来的AR/VR、全息通信、态势感知安全等消费类业务，网络同样要满足越来越苛刻的带宽需求和精准传输需求。

根据上述需求，目前提出服务定制网络(SCN) 的概念，用户需求什么样的网络，就可以立即配置所需的网络，包括满足用户流量、安全、延迟等方面的需求。SCN 的思路就是服务可定制、服务可感知、服务可迁移，通过内容管控及调度平台、软件定义路由器平台、大数据策略感知平台这组网的核心技术及三大核心平台，为未来网络发展奠定了技术基础。其实SCN 网络体系架构的类似于交通运输系统，现有的交通运输系统采用差异化的运输方式，用户可根据需求，选择不同的交通运输方式，并支付不同的费用，例如普通公路不收费而高速公路收费，普通列车低收费而高铁高收费，水路运输低收费而航空运输高收费。因此，网络能够灵活地提供差异化服务质量的保证，势在必行。

多维互联

包含3个方面：万物、万网和万业。通过网络将持续融合多种异构网络互联，包括网络向空天地一体化演进、下一代智慧光承载和接入网、下一代5G/6G、卫星移动互联网等；而随着物联网包括工业物联网的深入发展，未来网络需要支持更大范围、更高数量级的万物互联IoT，从而实现智慧城市、智慧家庭、智慧校园、智慧医院等等数字化社会的目标；工业互联网等垂直行业多种边缘异构异质网络无缝连接到以IP为核心的未来网络互联体系。

驱动未来网络发展的新需求是安全、超大规模、5G 业务、物联网、大数据分析、云业务等。能够满足这些需求的网络应当具备以下特点：简单、开放、可扩展、安全可靠、融合现有网络；高效、灵活地调控网络及信息资源。

算网融合

在边缘计算的大背景下，算力资源从中心云的集中模式，逐渐向云-边-端的分布式模式转变。因此，如何将全网的算力资源、网络的精准传输能力更好的结合起来，实现云、边、端三级算力的分配和协同，是未来网络需要完成的使命。具体来说，网络需要能够根据不同的业务需求，并结合网络实时状况、计算资源实时状况，将业务导入到最合适的计算节点上执行计算任务，实现用户体验最优、计算资源利用率最优、网络效率最优。进一步地，通过动态优化连接的特性，如带宽、时延等特性，可为计算资源的动态利用提供更好的网络连接QoS保证，从而实现了计算和网络的深度融合。

未来数据中心网络三大新技术

近几年，数据中心网络技术得到了迅速发展，各种新技术不断涌现，数据中心里最后的一块封锁基地也终于得以开垦。国家提出的大基建里面，有七个方面，其中最基础的一个就是数据中心IDC的建设。数据中心网络的技术发展趋势是向着高性能、可编程、虚拟化、智能化等四个方向发展的。我们就来具体说一说数据中心网络涌现了哪些新技术。

大二层技术

大二层技术是目前最火的网络技术，获得了数据中心客户的广泛认可，并得到了规模应用。大二层技术实际上包含了多种技术，CISCO提出的草案最多最完善，比如：TRILL、OTV、LISP、PBB-EVPN、NPS、FabricPath等，可见CISCO在网络领域技术的领先优势。其它网络厂商也不甘示弱，Juniper提出了QFabric，华为提出了CloudFabric，H3C提出了EVI。

VXLAN出现了，这是由VMware和CISICO联合提出的草案，迅速得到了所有网络厂商的响应。VXLAN技术也已非常快的速度进行发展完善，并在全球的各个数据中心得到应用，再好的技术没有实用也仅是一种理论，只有经过实践的技术才是最好的技术。

虚拟交换技术

虚拟交换技术是指允许在同一台物理设备上执行多种交换功能，或在网络中的多台物理设备上执行单功能交换，虚拟交换技术是多服务网络交换结构中的核心概念。虚拟交换技术的实质是通过服务器来实现网络交换的部分功能，以此用服务器替代网络交换机的部分网络功能。

CISCO和VMware向IETF提交了虚拟交换技术草案VN-Link，CISCO是传统的网络硬件厂商，而VMware是虚拟化软件厂商。

随着云计算的发展，数据中心的规模多数朝着规模庞大、超灵活的需求方向迈进。出于安全的考虑这些不同的数据中心之间需要进行网络隔离，避免超大流量互相影响甚至恶意攻击。为了提高网络资源的利用率，提高传输的安全性，成熟有经验的实战型网络工程师成为最佳人选。

大交换技术

大交换技术关注的是数据中心交换机内部实现，服务器可以实现一虚多，多虚一，多虚多等虚拟化技术，这些虚拟化技术给数据中心带来了实质的好处，这使得数据中心对网络也提出了这类的需求。实现网络设备的虚拟化，不仅可以便于管理，还可以根据业务需要对网络设备进行划分、隔离，便于部署业务。

目前这个领域有几种大交换技术，CISCO的VSS和VDC，华为的CSS，中兴的VSC，H3C的IRF，这些技术虽然叫法各不相同，但实现的都是设备虚拟化。如今，大交换技术已经成为数据中心网络设备的标准配置，不支持大交换的网络设备已经无法进入到数据中心，所以不管支持到什么程度，提出自己的虚拟化技术是必须的。

结语

在不久的将来，伴随ABCDE技术的广发应用，元宇宙时代的到来，新技术一定会彻底走入我们的生活，有兴趣入行未来前沿产业的朋友，可以收藏关注，及时获取人工智能、大数据、云计算和物联网的前沿资讯和基础知识，让我们一起携手，引领人工智能的未来！