用智能IP網(wǎng)絡構筑數(shù)字經(jīng)濟大動脈

　　2020年這個特殊的春天里，我們聽到了“新基建”的號角。新基建包含信息、融合、創(chuàng)新三大領域基礎設施，信息基礎設施主要是指基于新一代信息技術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)絡基礎設施，以人工智能、云計算等為代表的新技術基礎設施，以數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)、人工智能等技術，支撐傳統(tǒng)基礎設施轉型升級，進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研究、技術開發(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)技術創(chuàng)新基礎設施等。

　　數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡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)新基礎設施的關鍵使能部件。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡本身也在經(jīng)歷數(shù)字化、智能化的升級換代。華為率先在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡引入大數(shù)據(jù)、AI技術和新一代協(xié)議，進行數(shù)據(jù)分析與閉環(huán)優(yōu)化，實現(xiàn)了從傳統(tǒng)IP 網(wǎng)絡到智能IP網(wǎng)絡的飛躍。以智能超寬、智能聯(lián)接、智能運維為特征的智能IP網(wǎng)絡成為新時代的必然選擇，也將成為未來10年數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡發(fā)展的必然趨勢。智能IP網(wǎng)絡，支持千行百業(yè)的數(shù)字化轉型升級、千行百業(yè)的互聯(lián)互通，讓新基建各領域之間巨大的協(xié)同效應得以充分發(fā)揮，進一步提升新基建的效能，構筑數(shù)字經(jīng)濟大動脈。

　　智能IP網(wǎng)絡

　　打造全場景全業(yè)務的新一代工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)

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

　　隨著企業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、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，需要加快演進升級和更新?lián)Q代。當前，企業(yè)內網(wǎng)的業(yè)務形態(tài)日益豐富，既有辦公場景的電子郵件、網(wǎng)頁瀏覽、視頻會議、協(xié)同辦公等，也有生產(chǎn)場景的物流設備、制造設備、監(jiān)控設備的連接需求，如何保障企業(yè)園區(qū)網(wǎng)絡的業(yè)務體驗，提升服務質量？傳統(tǒng)方式是通過運維人員進行手動調整，維護效率、業(yè)務體驗都差強人意。智能IP網(wǎng)絡引入AI技術，可以實現(xiàn)智能識別Wi-Fi終端的接入數(shù)量、接入位置、帶寬需求、業(yè)務體驗需求的變化，并預判趨勢，據(jù)此對Wi-Fi網(wǎng)絡進行動態(tài)調整，優(yōu)化整網(wǎng)性能。華為 CloudCampus園區(qū)網(wǎng)絡解決方案通過Wi-Fi優(yōu)化，將無線空口的吞吐量提升58%，Wi-Fi信道干擾率比業(yè)界下降49%；此外，通過預判Wi-Fi終端的移動軌跡，可以優(yōu)化Wi-Fi漫游性能，實現(xiàn)無損漫游，提升內網(wǎng)連接的可靠性，有效支持AGV 物流等工業(yè)制造場景需求；同時，還可以將AI技術用于園區(qū)網(wǎng)絡的智能運維，大約85%的故障可以在數(shù)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 能力、易部署程度，引領園區(qū)網(wǎng)絡進入Gbps全無線智能時代，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、分支機構、上下游協(xié)作單位、工業(yè)云平臺、智能產(chǎn)品與用戶等主體，支撐網(wǎng)絡化協(xié)同、遠程調度控制等新業(yè)務、新應用，是推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)更廣范圍創(chuàng)新發(fā)展的關鍵網(wǎng)絡基礎設施。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)外網(wǎng)對面向工業(yè)生產(chǎn)的網(wǎng)絡時延、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要求時延小于20ms，4K/8K高清視覺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)絡連接高可靠、高安全。傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡完全依靠統(tǒng)計復用機制，業(yè)務流量、業(yè)務路徑頻繁變化，無法確保網(wǎng)絡時延、可靠性等關鍵需求，只能“盡力而為”。智能IP網(wǎng)絡引入大數(shù)據(jù)、AI技術和SRv6、切片等新一代協(xié)議，通過網(wǎng)絡切片實現(xiàn)辦公業(yè)務、生產(chǎn)業(yè)務的硬隔離，通過SRv6實現(xiàn)業(yè)務路徑的實時動態(tài)調整，有效應對傳統(tǒng)IP 網(wǎng)絡中的業(yè)務流量變化和網(wǎng)絡拓撲變化，實現(xiàn)了辦公、生產(chǎn)等全業(yè)務融合承載。華為NetEngine系列路由器全面支持SRv6、切片等新 協(xié)議，與iMaster NCE自動駕駛網(wǎng)絡系統(tǒng)一起，組成CloudWAN廣域網(wǎng)絡解決方案，引領廣域網(wǎng) 進入全業(yè)務智能時代。

　　安全是發(fā)展的前提，發(fā)展是安全的保障。我們在享受著數(shù)字化浪潮帶來便利的同時，也不得 不面對與之伴生的安全風險。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(tǒng)防火墻很難及時有效地應對。其次，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中聯(lián)網(wǎng)設備越來越多，這些設備既可能成為網(wǎng)絡攻擊的受害者，也可能被利用來發(fā)起攻擊。智能IP網(wǎng)絡引入AI技術打造智能防御新架構，充分利用海量數(shù)據(jù)進行人工智能學習，根據(jù)場景數(shù)據(jù)分析訓練生成防御模型，并不斷根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)實時數(shù)據(jù)實現(xiàn)模型升級，加強未知新威脅的檢測能力，消除現(xiàn)有防火墻基于靜態(tài)規(guī)則識別威脅的弊端，并通過自動化的方式對威脅進行處置。此外，采用AI 技術需要大量算力來支撐，如果僅僅依靠業(yè)務處理CPU執(zhí)行AI推理，防火墻的轉發(fā)能力會急劇下降，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)絡邊緣實時處置威脅，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，仍然可以確保防火墻的轉發(fā)能力不受影響。AI 防火墻正引領網(wǎng)絡安全進入智能防御時代，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)保駕護航。

　　數(shù)據(jù)中心是將物理分布的服務器、存儲、網(wǎng)絡等資源融合并虛擬化為邏輯集中的巨大資源池，通過云計算管理平臺動態(tài)監(jiān)控、調度和部署其中各種資源，按需向用戶提供差異化服務。隨著數(shù) 字經(jīng)濟的深入發(fā)展，數(shù)據(jù)中心逐漸從后端支持角色走向前臺，成為數(shù)字經(jīng)濟的價值創(chuàng)造中心。此外，近年來AI技術飛速發(fā)展，機器學習日益普及，對數(shù)據(jù)中心的算力要求越來越高。據(jù)人工智能非營利組織OpenAI統(tǒng)計，從2012~2019年，隨著深度學習模型的演進，AI所需計算量已增長30萬倍。無論是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心、還是AI智能計算數(shù)據(jù)中心，算力基礎設施都是新基建的關鍵組成部分，而在提升算力的系統(tǒng)工程中，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡起到越來越重要的作用。

　　以金融行業(yè)為例，這次疫情以來，各大金融機構短至8小時、長到1周之內，快速上線推廣“資金去向綠色通道”、“應急防控物資管理系統(tǒng)”等數(shù)十種新業(yè)務，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，在關鍵時刻迅速開發(fā)新業(yè)務，并極速上線推廣，解決社會大眾問題。而這背后，也對數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡基礎設施帶來巨大挑戰(zhàn)：數(shù)據(jù)中心規(guī)模越來越大，網(wǎng)絡復雜度越來越高，業(yè)務對于上線速度要求越來越快，業(yè)務變更需求頻繁。目前，約70%數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡團隊投入一半以上精力進行網(wǎng)絡變更方案的設計和評估校驗，然而，仍有約40%的網(wǎng)絡故障由人為差錯導致。同時，當前數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡運維手段仍然有限，網(wǎng)絡被動感知故障，故障定位仍主要依賴專家經(jīng)驗，效率十分低下，平均故障定位時間超過76分鐘。

　　智能IP網(wǎng)絡的自動駕駛網(wǎng)絡（Autonomousdriven Network, ADN）系統(tǒng)，從三個方面真正解決了數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡的難題。一是意圖推薦的部署方案設計，ADN系統(tǒng)首先通過意圖引擎實現(xiàn)意圖的理解和意圖的轉換，將業(yè)務意圖轉換成網(wǎng)絡語言，然后以數(shù)字孿生模型為基礎，基于專家經(jīng)驗和AI算法結合，向用戶提供符合現(xiàn)網(wǎng)實際情況的最佳網(wǎng)絡部署方案。二是基于模型和數(shù)據(jù)的變更方案仿真校驗，ADN系統(tǒng)用數(shù)據(jù)和算法來進行仿真校驗，實時采集網(wǎng)絡狀態(tài)數(shù)據(jù)，構建五維數(shù)字孿生模型，再基于模型和形式化驗證算法進行全網(wǎng)全量變更驗證。三是基于數(shù)據(jù)分析和智能決策的故障定位，ADN系統(tǒng)首先基于AI芯片進行全流采集，實現(xiàn)1分鐘感知網(wǎng)絡異常；然后，基于知識圖譜實現(xiàn)故障根因推理和定位，通過持續(xù)學習和訓練，目前可實現(xiàn)對7大類75 種故障3分鐘之內定位根因；最后，基于智能決策系統(tǒng)，分析故障影響并推薦最優(yōu)故障處理方案，實現(xiàn)故障5分鐘快速恢復。目前，智能IP網(wǎng)絡在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡場景已經(jīng)進入三級自動駕駛階段，引領業(yè)界自動駕駛網(wǎng)絡的發(fā)展，未來三到五年時間有望實現(xiàn)網(wǎng)絡完全自治。

　　AI技術的日益廣泛使用，對數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡提出了更高的要求：全閃存化存儲介質使得存儲時延降低百倍，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(xiàn) 擁塞易丟包的傳統(tǒng)以太網(wǎng)成為AI時代數(shù)據(jù)中心性能瓶頸。根據(jù)業(yè)界統(tǒng)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)絡的丟包率也接近1‰，而這1‰的丟包在AI 時代會直接導致算力下降接近50%。隨著業(yè)務負載的增加，分布式“多打一”流量的增多，網(wǎng)絡丟包問題將更為嚴重。如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡0丟包， 充分釋放AI算力？智能IP網(wǎng)絡引入大數(shù)據(jù)、AI技術和新一代協(xié)議，進行數(shù)據(jù)分析與閉環(huán)優(yōu)化，智能預測流量的變化，并自動設置相關的網(wǎng)絡參數(shù)，從而實現(xiàn)最佳網(wǎng)絡調度。2019年初，華為發(fā)布了業(yè)界首款面向AI時代的CloudEngine16800系列數(shù)據(jù)中心交換機，最大的創(chuàng)新點在于率先將AI 芯片內嵌交換機中，基于神經(jīng)網(wǎng)絡首創(chuàng)的iLossless 擁塞控制算法，完成網(wǎng)絡的自調參、自優(yōu)化，從而克服了依賴人工參與配置參數(shù)，無法動態(tài)適應網(wǎng)絡流量模型變化的關鍵問題，真正實 現(xiàn)網(wǎng)絡0丟包，構筑智能無損的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡。

　　以超寬、無損、全智能為關鍵特征，華為CloudFabric數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡解決方案引領數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡進入智能時代。

　　4G改變生活，5G改變社會。相比4G時代，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(yī)療等。垂直行業(yè)對IP網(wǎng)絡的大帶寬、低時延、高可用性提出了更高要求。比 如在遠程急救場景中，要把救護車的高清畫面實 時回傳至醫(yī)院，帶寬要求不能低于50Mbps。在智能電網(wǎng)場景中，為了將事故隔離時間縮短至毫秒級，網(wǎng)絡端到端時延不能大于15ms。

　　智能IP網(wǎng)絡是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(tǒng)，實現(xiàn)帶寬可保障、時延可承諾，網(wǎng)絡高可用。傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡中，所有的業(yè)務共享帶寬資源、相互搶 占，關鍵業(yè)務的帶寬得不到保證。華為率先提出基于FlexE網(wǎng)絡切片的硬隔離，就像在馬路上開辟出公交車專用通道，從而實現(xiàn)不同業(yè)務之間帶寬零搶占，垂直行業(yè)等關鍵業(yè)務帶寬需求100% 得到保障。傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡中，業(yè)務路徑不可控，時延無法保障。華為率先支持SRv6智能選路，基于業(yè)務的時延需求，在網(wǎng)絡中選取最優(yōu)的時延路徑，保障關鍵業(yè)務的低時延。傳統(tǒng)網(wǎng)絡中，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(shù)小時。華為首創(chuàng)iFIT隨流檢測技術，實現(xiàn)逐業(yè)務、逐包的性能檢測，支撐業(yè)務SLA可視，結合iMasterNCE實現(xiàn)分鐘級故障定位，保障網(wǎng)絡高可用。

　　華為聯(lián)合運營商積極探索5G垂直行業(yè)，目前已進行了智慧醫(yī)療、智慧工廠等超過30個行業(yè)的成功實踐。例如，在2019年，基于智能IP網(wǎng)絡解決方案，華為配合河南移動，為鄭州大學第 一附屬醫(yī)院提供了全球首個覆蓋院內、院間、院前三大場景的5G智慧醫(yī)療，主要涵蓋應急救援、遠程會診、遠程B超等應用，實現(xiàn)了對醫(yī)療業(yè)務 的高品質保障。在珠海格力和廣東聯(lián)通、華為聯(lián) 合創(chuàng)新的5G智慧工廠中，利用5G網(wǎng)絡的大帶寬實現(xiàn)了生產(chǎn)設備的遠程視頻監(jiān)控，以及機器人園區(qū)自動巡檢視頻監(jiān)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程中，5G在醫(yī)療、應急、交通、安保、社區(qū)建設等領域發(fā)揮了重要作用。我們相信，今后5G垂直行業(yè)應用還會持續(xù)增長，在數(shù)字經(jīng)濟中將會發(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，推動全球范圍的網(wǎng)絡連接終端數(shù)量大幅增加，數(shù)字技術與網(wǎng)絡技術相融合，生成的數(shù)據(jù)量和網(wǎng)絡流量出現(xiàn)爆炸式增長。作為基礎設 施投資，必須在面向未來可持續(xù)發(fā)展方面未雨綢繆，適度超前規(guī)劃網(wǎng)絡規(guī)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Gbps，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡、骨干網(wǎng)絡和匯聚網(wǎng)絡則全面逐步升級至400GE端口。為此，華為采用最新光電技術和先進編碼技術，打造高性價比超寬管道，將全網(wǎng)端到端帶寬提升至400GE，實現(xiàn)了10KM/40KM/80KM的全場景 覆蓋，引領數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡和運營商IP網(wǎng)絡進入400GE時代。

　　數(shù)字經(jīng)濟時代，千行百業(yè)之間的精細化分工和產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同進一步深化，各行各業(yè)之間、各地域各城市之間的通信、協(xié)同辦公、數(shù)據(jù)交換需求持續(xù)增長，智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡化協(xié)同、個性化定制、服務化延伸、數(shù)字化管理等新模式創(chuàng)新活躍，有力推動了轉型升級，催生了新增長點，云計算服務、人工智能訓練等新型信息服務快速增長。行業(yè)之間、地域之間、云與端之間、物理空間與數(shù)字空間之間，都需要海量的數(shù)據(jù)通信。智能IP網(wǎng)絡，讓新基建各領域之間巨大的協(xié)同效應得以充分發(fā)揮，進一步提升新基建的效能。

　　新一代智能IP網(wǎng)絡，引入大數(shù)據(jù)、AI技術和新一代協(xié)議，進行數(shù)據(jù)分析與閉環(huán)優(yōu)化，實現(xiàn)智能超寬、智能聯(lián)接、智能運維，支持千行百業(yè)數(shù)字化轉型升級和互聯(lián)互通，催化新基建各領域之間的協(xié)同效應，構筑數(shù)字經(jīng)濟大動脈。