用智能IP網(wǎng)絡(luò )構筑數字經(jīng)濟大動(dòng)脈

　　2020年這個(gè)特殊的春天里，我們聽(tīng)到了“新基建”的號角。新基建包含信息、融合、創(chuàng )新三大領(lǐng)域基礎設施，信息基礎設施主要是指基于新一代信息技術(shù)演化生成的基礎設施，比如以 5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為代表的通信網(wǎng)絡(luò )基礎設施，以人工智能、云計算等為代表的新技術(shù)基礎設施，以數據中心、智能計算中心為代表的算力基礎設施等；融合基礎設施主要是指深度應用互聯(lián)網(wǎng)、大數據、人工智能等技術(shù)，支撐傳統基礎設施轉型升級，進(jìn)而形成的融合基礎設施，如智能交通基礎設施、智慧能源基礎設施等；創(chuàng )新基礎設施主要是指支撐科學(xué)研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)、產(chǎn)品研制的具有公益屬性的基礎設施，比如重大科技基礎設施、科教基礎設施、產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng )新基礎設施等。

　　數據通信網(wǎng)絡(luò )既是信息基礎設施的重要組成部分，也是融合基礎設施、創(chuàng )新基礎設施的關(guān)鍵使能部件。數據通信網(wǎng)絡(luò )本身也在經(jīng)歷數字化、智能化的升級換代。華為率先在數據通信網(wǎng)絡(luò )引入大數據、AI技術(shù)和新一代協(xié)議，進(jìn)行數據分析與閉環(huán)優(yōu)化，實(shí)現了從傳統IP 網(wǎng)絡(luò )到智能IP網(wǎng)絡(luò )的飛躍。以智能超寬、智能聯(lián)接、智能運維為特征的智能IP網(wǎng)絡(luò )成為新時(shí)代的必然選擇，也將成為未來(lái)10年數據通信網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的必然趨勢。智能IP網(wǎng)絡(luò )，支持千行百業(yè)的數字化轉型升級、千行百業(yè)的互聯(lián)互通，讓新基建各領(lǐng)域之間巨大的協(xié)同效應得以充分發(fā)揮，進(jìn)一步提升新基建的效能，構筑數字經(jīng)濟大動(dòng)脈。

　　智能IP網(wǎng)絡(luò )

　　打造全場(chǎng)景全業(yè)務(wù)的新一代工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合的產(chǎn)物，通過(guò)對人、機、物的全面互聯(lián)，構建起全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈全面連接的新型生產(chǎn)制造和服務(wù)體系，是數字化轉型的關(guān)鍵。

　　隨著(zhù)企業(yè)數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化轉型步伐的加快，企業(yè)內網(wǎng)在傳輸帶寬、兼容能力、易部署程度等方面存在明顯不足，需要加快演進(jìn)升級和更新?lián)Q代。當前，企業(yè)內網(wǎng)的業(yè)務(wù)形態(tài)日益豐富，既有辦公場(chǎng)景的電子郵件、網(wǎng)頁(yè)瀏覽、視頻會(huì )議、協(xié)同辦公等，也有生產(chǎn)場(chǎng)景的物流設備、制造設備、監控設備的連接需求，如何保障企業(yè)園區網(wǎng)絡(luò )的業(yè)務(wù)體驗，提升服務(wù)質(zhì)量？傳統方式是通過(guò)運維人員進(jìn)行手動(dòng)調整，維護效率、業(yè)務(wù)體驗都差強人意。智能IP網(wǎng)絡(luò )引入AI技術(shù)，可以實(shí)現智能識別Wi-Fi終端的接入數量、接入位置、帶寬需求、業(yè)務(wù)體驗需求的變化，并預判趨勢，據此對Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行動(dòng)態(tài)調整，優(yōu)化整網(wǎng)性能。華為 CloudCampus園區網(wǎng)絡(luò )解決方案通過(guò)Wi-Fi優(yōu)化，將無(wú)線(xiàn)空口的吞吐量提升58%，Wi-Fi信道干擾率比業(yè)界下降49%；此外，通過(guò)預判Wi-Fi終端的移動(dòng)軌跡，可以?xún)?yōu)化Wi-Fi漫游性能，實(shí)現無(wú)損漫游，提升內網(wǎng)連接的可靠性，有效支持AGV 物流等工業(yè)制造場(chǎng)景需求；同時(shí)，還可以將AI技術(shù)用于園區網(wǎng)絡(luò )的智能運維，大約85%的故障可以在數分鐘內處理完成， 大幅改善企業(yè)內網(wǎng)的可用性。華為CloudCampus解決方案極大地提升企業(yè)內網(wǎng)的帶寬能力、業(yè)務(wù) 能力、易部署程度，引領(lǐng)園區網(wǎng)絡(luò )進(jìn)入Gbps全無(wú)線(xiàn)智能時(shí)代，更好地支持工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和建設。

　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)外網(wǎng)用于連接企業(yè)工廠(chǎng)、分支機構、上下游協(xié)作單位、工業(yè)云平臺、智能產(chǎn)品與用戶(hù)等主體，支撐網(wǎng)絡(luò )化協(xié)同、遠程調度控制等新業(yè)務(wù)、新應用，是推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)更廣范圍創(chuàng )新發(fā)展的關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò )基礎設施。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)外網(wǎng)對面向工業(yè)生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò )時(shí)延、可靠性、安全性有非常嚴格的要求，例如大幅提升操作效率的工業(yè)AR/VR要求時(shí)延小于20ms，4K/8K高清視覺(jué)檢測要求百兆級別的大帶寬上傳，高端大型裝備的遠程運維要求網(wǎng)絡(luò )連接高可靠、高安全。傳統IP網(wǎng)絡(luò )完全依靠統計復用機制，業(yè)務(wù)流量、業(yè)務(wù)路徑頻繁變化，無(wú)法確保網(wǎng)絡(luò )時(shí)延、可靠性等關(guān)鍵需求，只能“盡力而為”。智能IP網(wǎng)絡(luò )引入大數據、AI技術(shù)和SRv6、切片等新一代協(xié)議，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )切片實(shí)現辦公業(yè)務(wù)、生產(chǎn)業(yè)務(wù)的硬隔離，通過(guò)SRv6實(shí)現業(yè)務(wù)路徑的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調整，有效應對傳統IP 網(wǎng)絡(luò )中的業(yè)務(wù)流量變化和網(wǎng)絡(luò )拓撲變化，實(shí)現了辦公、生產(chǎn)等全業(yè)務(wù)融合承載。華為NetEngine系列路由器全面支持SRv6、切片等新 協(xié)議，與iMaster NCE自動(dòng)駕駛網(wǎng)絡(luò )系統一起，組成CloudWAN廣域網(wǎng)絡(luò )解決方案，引領(lǐng)廣域網(wǎng) 進(jìn)入全業(yè)務(wù)智能時(shí)代。

　　安全是發(fā)展的前提，發(fā)展是安全的保障。我們在享受著(zhù)數字化浪潮帶來(lái)便利的同時(shí)，也不得 不面對與之伴生的安全風(fēng)險。首先，未知威脅日益增多，很多已知威脅衍生出大量變種，變成了未知威脅，傳統防火墻很難及時(shí)有效地應對。其次，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中聯(lián)網(wǎng)設備越來(lái)越多，這些設備既可能成為網(wǎng)絡(luò )攻擊的受害者，也可能被利用來(lái)發(fā)起攻擊。智能IP網(wǎng)絡(luò )引入AI技術(shù)打造智能防御新架構，充分利用海量數據進(jìn)行人工智能學(xué)習，根據場(chǎng)景數據分析訓練生成防御模型，并不斷根據現網(wǎng)實(shí)時(shí)數據實(shí)現模型升級，加強未知新威脅的檢測能力，消除現有防火墻基于靜態(tài)規則識別威脅的弊端，并通過(guò)自動(dòng)化的方式對威脅進(jìn)行處置。此外，采用AI 技術(shù)需要大量算力來(lái)支撐，如果僅僅依靠業(yè)務(wù)處理CPU執行AI推理，防火墻的轉發(fā)能力會(huì )急劇下降，因此，內嵌AI芯片的AI防火墻才能確保防御性能。華為HiSecEngine系 列AI 防火墻搭載了獨創(chuàng )AIE威脅檢測引擎，內置AI芯片，在網(wǎng)絡(luò )邊緣實(shí)時(shí)處置威脅，未知威脅檢測準確率高達99%以上，未知威脅檢測性能提升5倍，在處理未知威脅的同時(shí)，仍然可以確保防火墻的轉發(fā)能力不受影響。AI 防火墻正引領(lǐng)網(wǎng)絡(luò )安全進(jìn)入智能防御時(shí)代，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)保駕護航。

　　數據中心是將物理分布的服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò )等資源融合并虛擬化為邏輯集中的巨大資源池，通過(guò)云計算管理平臺動(dòng)態(tài)監控、調度和部署其中各種資源，按需向用戶(hù)提供差異化服務(wù)。隨著(zhù)數 字經(jīng)濟的深入發(fā)展，數據中心逐漸從后端支持角色走向前臺，成為數字經(jīng)濟的價(jià)值創(chuàng )造中心。此外，近年來(lái)AI技術(shù)飛速發(fā)展，機器學(xué)習日益普及，對數據中心的算力要求越來(lái)越高。據人工智能非營(yíng)利組織OpenAI統計，從2012~2019年，隨著(zhù)深度學(xué)習模型的演進(jìn)，AI所需計算量已增長(cháng)30萬(wàn)倍。無(wú)論是傳統數據中心、還是AI智能計算數據中心，算力基礎設施都是新基建的關(guān)鍵組成部分，而在提升算力的系統工程中，數據中心網(wǎng)絡(luò )起到越來(lái)越重要的作用。

　　以金融行業(yè)為例，這次疫情以來(lái)，各大金融機構短至8小時(shí)、長(cháng)到1周之內，快速上線(xiàn)推廣“資金去向綠色通道”、“應急防控物資管理系統”等數十種新業(yè)務(wù)，為抗擊疫情、保障民生做出了 重大貢獻。這正是金融科技的力量，在關(guān)鍵時(shí)刻迅速開(kāi)發(fā)新業(yè)務(wù)，并極速上線(xiàn)推廣，解決社會(huì )大眾問(wèn)題。而這背后，也對數據中心網(wǎng)絡(luò )基礎設施帶來(lái)巨大挑戰：數據中心規模越來(lái)越大，網(wǎng)絡(luò )復雜度越來(lái)越高，業(yè)務(wù)對于上線(xiàn)速度要求越來(lái)越快，業(yè)務(wù)變更需求頻繁。目前，約70%數據中心網(wǎng)絡(luò )團隊投入一半以上精力進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )變更方案的設計和評估校驗，然而，仍有約40%的網(wǎng)絡(luò )故障由人為差錯導致。同時(shí)，當前數據中心網(wǎng)絡(luò )運維手段仍然有限，網(wǎng)絡(luò )被動(dòng)感知故障，故障定位仍主要依賴(lài)專(zhuān)家經(jīng)驗，效率十分低下，平均故障定位時(shí)間超過(guò)76分鐘。

　　智能IP網(wǎng)絡(luò )的自動(dòng)駕駛網(wǎng)絡(luò )（Autonomousdriven Network, ADN）系統，從三個(gè)方面真正解決了數據中心網(wǎng)絡(luò )的難題。一是意圖推薦的部署方案設計，ADN系統首先通過(guò)意圖引擎實(shí)現意圖的理解和意圖的轉換，將業(yè)務(wù)意圖轉換成網(wǎng)絡(luò )語(yǔ)言，然后以數字孿生模型為基礎，基于專(zhuān)家經(jīng)驗和AI算法結合，向用戶(hù)提供符合現網(wǎng)實(shí)際情況的最佳網(wǎng)絡(luò )部署方案。二是基于模型和數據的變更方案仿真校驗，ADN系統用數據和算法來(lái)進(jìn)行仿真校驗，實(shí)時(shí)采集網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)數據，構建五維數字孿生模型，再基于模型和形式化驗證算法進(jìn)行全網(wǎng)全量變更驗證。三是基于數據分析和智能決策的故障定位，ADN系統首先基于A(yíng)I芯片進(jìn)行全流采集，實(shí)現1分鐘感知網(wǎng)絡(luò )異常；然后，基于知識圖譜實(shí)現故障根因推理和定位，通過(guò)持續學(xué)習和訓練，目前可實(shí)現對7大類(lèi)75 種故障3分鐘之內定位根因；最后，基于智能決策系統，分析故障影響并推薦最優(yōu)故障處理方案，實(shí)現故障5分鐘快速恢復。目前，智能IP網(wǎng)絡(luò )在數據中心網(wǎng)絡(luò )場(chǎng)景已經(jīng)進(jìn)入三級自動(dòng)駕駛階段，引領(lǐng)業(yè)界自動(dòng)駕駛網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展，未來(lái)三到五年時(shí)間有望實(shí)現網(wǎng)絡(luò )完全自治。

　　AI技術(shù)的日益廣泛使用，對數據中心網(wǎng)絡(luò )提出了更高的要求：全閃存化存儲介質(zhì)使得存儲時(shí)延降低百倍，GPU/AI智能計算使得計算性能提升百倍，計算和存儲的百倍性能提升后，我們發(fā)現 擁塞易丟包的傳統以太網(wǎng)成為AI時(shí)代數據中心性能瓶頸。根據業(yè)界統計，即便在低于<10%鏈路帶寬的低負載流量環(huán)境下，突發(fā)流量引起的網(wǎng)絡(luò )的丟包率也接近1‰，而這1‰的丟包在A(yíng)I 時(shí)代會(huì )直接導致算力下降接近50%。隨著(zhù)業(yè)務(wù)負載的增加，分布式“多打一”流量的增多，網(wǎng)絡(luò )丟包問(wèn)題將更為嚴重。如何實(shí)現數據中心網(wǎng)絡(luò )0丟包， 充分釋放AI算力？智能IP網(wǎng)絡(luò )引入大數據、AI技術(shù)和新一代協(xié)議，進(jìn)行數據分析與閉環(huán)優(yōu)化，智能預測流量的變化，并自動(dòng)設置相關(guān)的網(wǎng)絡(luò )參數，從而實(shí)現最佳網(wǎng)絡(luò )調度。2019年初，華為發(fā)布了業(yè)界首款面向AI時(shí)代的CloudEngine16800系列數據中心交換機，最大的創(chuàng )新點(diǎn)在于率先將AI 芯片內嵌交換機中，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )首創(chuàng )的iLossless 擁塞控制算法，完成網(wǎng)絡(luò )的自調參、自?xún)?yōu)化，從而克服了依賴(lài)人工參與配置參數，無(wú)法動(dòng)態(tài)適應網(wǎng)絡(luò )流量模型變化的關(guān)鍵問(wèn)題，真正實(shí) 現網(wǎng)絡(luò )0丟包，構筑智能無(wú)損的數據中心網(wǎng)絡(luò )。

　　以超寬、無(wú)損、全智能為關(guān)鍵特征，華為CloudFabric數據中心網(wǎng)絡(luò )解決方案引領(lǐng)數據中心網(wǎng)絡(luò )進(jìn)入智能時(shí)代。

　　4G改變生活，5G改變社會(huì )。相比4G時(shí)代，5G最重要的變化就是面向2B使能千行百業(yè)，比如智能電網(wǎng)、遠程醫療等。垂直行業(yè)對IP網(wǎng)絡(luò )的大帶寬、低時(shí)延、高可用性提出了更高要求。比 如在遠程急救場(chǎng)景中，要把救護車(chē)的高清畫(huà)面實(shí) 時(shí)回傳至醫院，帶寬要求不能低于50Mbps。在智能電網(wǎng)場(chǎng)景中，為了將事故隔離時(shí)間縮短至毫秒級，網(wǎng)絡(luò )端到端時(shí)延不能大于15ms。

　　智能IP網(wǎng)絡(luò )是5G基建中不可或缺的一環(huán)，與5G基站、核心網(wǎng)一起組成了E2E的5G系統，實(shí)現帶寬可保障、時(shí)延可承諾，網(wǎng)絡(luò )高可用。傳統IP網(wǎng)絡(luò )中，所有的業(yè)務(wù)共享帶寬資源、相互搶 占，關(guān)鍵業(yè)務(wù)的帶寬得不到保證。華為率先提出基于FlexE網(wǎng)絡(luò )切片的硬隔離，就像在馬路上開(kāi)辟出公交車(chē)專(zhuān)用通道，從而實(shí)現不同業(yè)務(wù)之間帶寬零搶占，垂直行業(yè)等關(guān)鍵業(yè)務(wù)帶寬需求100% 得到保障。傳統IP網(wǎng)絡(luò )中，業(yè)務(wù)路徑不可控，時(shí)延無(wú)法保障。華為率先支持SRv6智能選路，基于業(yè)務(wù)的時(shí)延需求，在網(wǎng)絡(luò )中選取最優(yōu)的時(shí)延路徑，保障關(guān)鍵業(yè)務(wù)的低時(shí)延。傳統網(wǎng)絡(luò )中，由于缺少精確的性能檢測手段，故障定位只能人工逐段、逐跳排查，往往需要數小時(shí)。華為首創(chuàng )iFIT隨流檢測技術(shù)，實(shí)現逐業(yè)務(wù)、逐包的性能檢測，支撐業(yè)務(wù)SLA可視，結合iMasterNCE實(shí)現分鐘級故障定位，保障網(wǎng)絡(luò )高可用。

　　華為聯(lián)合運營(yíng)商積極探索5G垂直行業(yè)，目前已進(jìn)行了智慧醫療、智慧工廠(chǎng)等超過(guò)30個(gè)行業(yè)的成功實(shí)踐。例如，在2019年，基于智能IP網(wǎng)絡(luò )解決方案，華為配合河南移動(dòng)，為鄭州大學(xué)第 一附屬醫院提供了全球首個(gè)覆蓋院內、院間、院前三大場(chǎng)景的5G智慧醫療，主要涵蓋應急救援、遠程會(huì )診、遠程B超等應用，實(shí)現了對醫療業(yè)務(wù) 的高品質(zhì)保障。在珠海格力和廣東聯(lián)通、華為聯(lián) 合創(chuàng )新的5G智慧工廠(chǎng)中，利用5G網(wǎng)絡(luò )的大帶寬實(shí)現了生產(chǎn)設備的遠程視頻監控，以及機器人園區自動(dòng)巡檢視頻監控，成為5G垂直行業(yè)應用的排頭兵。值得一提的是，在抗擊新冠肺炎疫情的過(guò)程中，5G在醫療、應急、交通、安保、社區建設等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。我們相信，今后5G垂直行業(yè)應用還會(huì )持續增長(cháng)，在數字經(jīng)濟中將會(huì )發(fā)揮更大作用。

　　以5G、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為代表的信息基礎設施，推動(dòng)全球范圍的網(wǎng)絡(luò )連接終端數量大幅增加，數字技術(shù)與網(wǎng)絡(luò )技術(shù)相融合，生成的數據量和網(wǎng)絡(luò )流量出現爆炸式增長(cháng)。作為基礎設 施投資，必須在面向未來(lái)可持續發(fā)展方面未雨綢繆，適度超前規劃網(wǎng)絡(luò )規模和接口帶寬。當前， 以5G、Wi-Fi 6為代表的接入設備帶寬正在全面升級到每用戶(hù)Gbps，數據中心網(wǎng)絡(luò )、骨干網(wǎng)絡(luò )和匯聚網(wǎng)絡(luò )則全面逐步升級至400GE端口。為此，華為采用最新光電技術(shù)和先進(jìn)編碼技術(shù)，打造高性?xún)r(jià)比超寬管道，將全網(wǎng)端到端帶寬提升至400GE，實(shí)現了10KM/40KM/80KM的全場(chǎng)景 覆蓋，引領(lǐng)數據中心網(wǎng)絡(luò )和運營(yíng)商IP網(wǎng)絡(luò )進(jìn)入400GE時(shí)代。

　　數字經(jīng)濟時(shí)代，千行百業(yè)之間的精細化分工和產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同進(jìn)一步深化，各行各業(yè)之間、各地域各城市之間的通信、協(xié)同辦公、數據交換需求持續增長(cháng)，智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò )化協(xié)同、個(gè)性化定制、服務(wù)化延伸、數字化管理等新模式創(chuàng )新活躍，有力推動(dòng)了轉型升級，催生了新增長(cháng)點(diǎn)，云計算服務(wù)、人工智能訓練等新型信息服務(wù)快速增長(cháng)。行業(yè)之間、地域之間、云與端之間、物理空間與數字空間之間，都需要海量的數據通信。智能IP網(wǎng)絡(luò )，讓新基建各領(lǐng)域之間巨大的協(xié)同效應得以充分發(fā)揮，進(jìn)一步提升新基建的效能。

　　新一代智能IP網(wǎng)絡(luò )，引入大數據、AI技術(shù)和新一代協(xié)議，進(jìn)行數據分析與閉環(huán)優(yōu)化，實(shí)現智能超寬、智能聯(lián)接、智能運維，支持千行百業(yè)數字化轉型升級和互聯(lián)互通，催化新基建各領(lǐng)域之間的協(xié)同效應，構筑數字經(jīng)濟大動(dòng)脈。