檢視面向服务定制的云网融合系统的原始碼

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|<center><img src=http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20190104/be2b8e7ea27d4dbd8900fd599265cc28.jpeg width="300"></center>
<small>[https://www.sohu.com/a/286517053_753085 来自 搜狐网 的图片]</small>
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'''面向服务定制的云网融合系统'''[[北京邮电大学]]是教育部直属、工业和信息化部共建、首批进行“211工程”建设的全国重点大学，是“985优势学科创新平台”项目重点建设高校，是一所以信息科技为特色、工学门类为主体、工管文理协调发展的多科性、研究型大学，是我国信息科技人才的重要培养基地。2017年，“信息网络科学与技术学科群”和“[[计算机科学]]与网络安全<ref>[https://www.sohu.com/a/492878126_121123756 【网络安全】 10个网络安全小常识，你了解多少？]，搜狐，2021-09-29 </ref>学科群”两个学科群进入一流学科建设行列。学校坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，坚持立德树人根本任务，扎根中国大地办好中国特色社会主义大学。学校始终肩负“传邮万里 国脉所系”的家国情怀。自1955年建校以来，经过60多年的建设与发展，学校全日制教育已经形成了[[信息]]背景浓郁、专业特色鲜明、学科优势突出的办学格局。

==案例概述==

面向服务定制的云网融合系统面向生产型[[互联网]]的差异化服务质量需求，首创服务定制网络体系架构，攻克运营商级大规模网络控制等核心关键技术，通过提供低时延、高可靠、广覆盖、可管控的工业外网服务，为全国企业提供互联网专线级别的高质量网络。项目取得的主要成果包括：提出横向/纵向协同的端到端服务定制网络体系架构，是云网融合的新范式；突破白盒化可重构高效率数据平面、高性能可扩展控制平面、跨域智能编排平面、资源池化多粒度IP与光协同、软件定义可重构智能网卡等[[技术]]内容，解决白盒化开放、全维度协同、确定性可控三大科学问题；自主研制全球首个基于Service Mesh的微服务化大网级网络操作系统，支持SRv6等新型能力，突破大规模多云交换核心关键技术，构建了业界领先的[[软件]]定义异构多云融合互联平台；抢先开展工业互联网网络核心技术攻关与建设，依托未来网络试验设施，构建了覆盖全国主要省市与长三角、粤港澳等重点区域的工业互联网<ref>[https://www.sohu.com/a/226213197_209185 深度剖析：工业互联网平台大盘点（国际篇）]，搜狐，2018-03-23</ref>高质量企业外网。

==成果突破性==

面向服务定制的云网融合系统首次实践服务定制网络体系架构、微服务化网络操作系统，突破数据平面白盒化、控制平面确定性、跨域协同编排等技术难点，实现云网高效协同、[[服务]]按需定制、具备开放、协同、可控等能力，满足实体[[经济]]对网络的实时性、确定性、精准管控等方面的需求。面向服务定制的云网融合系统实现了白盒化开放，采用协议无关/可编程技术实现设备的深度开放与解耦；全维度协同，实现了协议层间光传输平面、数据平面和业务平面的纵向协同，地理域间骨干网、城域网、边缘网和数据中心的横向协同；确定性可控，提供运营商级广域网络的确定性服务质量保障。发布SRv6开源体系，实现云网业务优化承载，加速SRv6/G-SRv6技术落地应用。

推动产业生态建设，“面向服务的未来网络试验环境与技术创新”重大成果入选2020世界互联网大会“世界互联网领先科技成果”，参与制定《工业互联网标杆网络工厂外网技术要求》等7项[[标准]]，推动工业互联网网络、标识等标准化进程。联合华为、中国移动、中国信通院等单位成立5G边缘计算开源社区EdgeGallery，推动边缘计算开源社区建设，服务产业生态。

==技术要点==

面向服务定制的云网融合系统，瞄准“网络2030”发展趋势与国际前沿，面对白盒化开放、全维度协同、确定性可控三大科学问题，基于SDN、云网融合、SRv6等开展深入[[研究]]，突破原创性、颠覆性技术，构建软件定义的服务定制云网融合系统，促进成果在电信、金融、制造等重大领域中落地，打造全球网络通信科技发展的策源地。

一、率先创新性地提出服务定制网络体系架构，研究攻关组网核心技术，满足实体[[经济]]差异化按需服务的网络需求。

针对运营商级大规模网络SDN控制的难题，依托科技部国家重点研发[[计划]]《开放协同可控的软件定义网络关键技术与系统》重大项目，面向服务定制的云网融合系统设计了横向/纵向协同的端到端服务定制网络架构，提供确定性、定制化服务保障能力，极大的提升了网络的定制化能力，将为消费型互联网、工业互联网、能源互联网、空天互联网等产业发展提供重要支撑。

（1）创新性实现白盒化开放、可重构、高[[效率]]数据平面，提供协议无关可编程、异构芯片兼容能力

在白盒化数据面架构设计中，开展我国首次运营商IP网络白盒NOS功能[[设计]]。研制白盒化、协议无关高速转发设备，使用高性能、可编程交换芯片，实现转发可控，性能高效，高吞吐量情况下的解耦。采用协议无关/可编程方式，以实现设备的深度开放解耦，推进厂商无关、异构组网、增量式部署。同时支持开源网络设备的操作系统，实现面向运营商场景的白盒化、可重构、高效率的数据平面技术支持。

（2）创新性地设计了高性能、可扩展控制平面，提供运营商级端到端确定性可控能力

开展运营商规模的跨域异构的控制平面设计，采用异构网络的抽象建模方法，抽象其底层工作逻辑，结合控制论的思想，构建闭环反馈控制架构，提出大规模、可扩展的控制平面建模[[理论]]；采用面向业务创建应用的设计思路，设计具有微服务能力的通用协同控制架构，实现高性能、微服务、集群化的控制器研发；基于强化学习设计流量调度算法与网络控制策略，实现对网络的智能控制。

（3）设计面向云网融合的跨域智能编排平面架构，基于SDN对网和云进行端到端编排，实现资源的统一管控和业务的按需服务

运用机器学习和控制理论实现端到端的网络统一管控与编排，以流为粒度有效识别云内业务，业务可按需定制网络SLA指标，通过编排系统满足带宽、时延等的差异化需求。在算法面实现多项突破，实现虚拟网络功能智能供给编排[[策略]]、业务识别及调度等算法突破，基于GBDT算法构建流量预测模型和多属性的信息无感知协同流分类方法，实现网络业务流量精准快速分类。

（4）设计IP与光[[网络]]协同机制及资源池化调度机制，构建弹性管道资源池，实现IP与光协同灵活可扩展的高效运行

研究IP网络和光网络的协同架构、资源池化调度机制，实现网络中3层及以上的部分与硬件资源解耦，构建弹性管道资源池，提升网络的资源利用效率和网络运维效率；设计IP与光协同控制器，使得IP网络控制模块和光网络控制模块能够最大程度上实现代码 共享，同时保证协同控制面能够按服务需求实现自由灵活伸缩，最终达到IP与光协同控制器灵活可扩展的高效运行。

二、研制Service Mesh的微服务化大网级网络操作系统及多云互联平台。提供路径、带宽、时延等确定性可控能力，提供差异化QoS[[服务]]，引领SDN技术创新发展，推动完善产业生态链。

===（1）研制基于Service Mesh的微服务化大网级网络操作系统，提供灵活可扩展能力===

针对传统单体式控制器架构功能紧耦合、运维困难问题，设计了新型微服务控制器系统架构，实现操作系统功能组件化、自动化、松耦合，网络新功能上线部署时间由小时级缩短到分钟级。成功研发了大网级网络操作系统（CNOS），并在此[[基础]]上，研制了全球首个基于Service Mesh的微服务化大网级网络操作系统，已支持华为、新华三、中兴等多厂商、多设备形态，已涵盖数据中心、骨干、城域等多场景，同时，支持确定性、SRv6等新型能力，保持全球领先水平。

===（2）构建软件定义的异构多云交换互联平台，实现平台、厂商的互联与协同===

突破大规模多云交换核心关键技术，构建了软件定义的异构多云融合互联平台，已实现与[[阿里云]]、腾讯云、亚马逊AWS等公有云平台互联与协同；已突破运营商智能城域网核心技术，配合中国联通成功完成运营商智能城域网测试与示范验证，实现与主流厂商设备对接。

===（3）引入微服务化、集群等技术与算法，支持运营商级全场景一体化云网统一控制，提升网络操作系统性能===

针对运营商级网络场景复杂、设备种类繁多等问题，实现了骨干网、城域网、接入网、数据中心网络的全场景控制，并兼容华为、华三等异构厂家设备，可满足运营商级全业务场景需求。针对运营商级大规模网络控制性能需求，实现了1000个节点以上大网规模设备控制、TB级网络状态容量、毫秒级主备倒换、分钟级开通时间部署时间，实现了网络操作系统性能大尺度提升。同时支持面向工业互联网、专用场景[[网络]]、天地一体化网络等场景的定制化服务能力。

==三、基于未来网络试验设施搭建网络创新试验环境，试验了服务定制的云网融合技术==

===（1）设计软件定义的大规模云网融合骨干网网络系统架构，构建云网融合网络创新试验环境===

面向生产性互联网对骨干网络的云网融合需求，设计了一套面向服务定制的大规模云网融合骨干网架构，基于网络操作系统（CNOS）实现了对白盒交换设备的大网控制，这是全球首次采用白盒交换机代替传统[[路由器]]构建广域骨干网的案例，将加速推动互联网变革为一个可确保服务质量、安全可靠、低成本、灵活可定制的全新网络。基于CENI网络搭建了确定性网络创新试验环境，联合华为成功进行了确定性IP（DIP）试验，首次实现了跨2000公里以上，30微秒以内的时延抖动控制，可以满足未来工业自动化、工业遥操作、全息通信、空间网络等业务微秒级时延抖动保障需求。

===（2）建设覆盖全国的云网融合网络设施，为全国企业提供互联网专线级别的高质量网络示范===

依托国家工信部《工业互联网高质量企业外网技术网络服务平台》项目，基于CENI、[[长三角]]区域一体化网络等骨干网，参与建设覆盖全国的云网融合网络设施，为全国企业提供互联网专线级别的高质量网络。目前已开通31个CENI节点和12个SD-WAN POP点建设。PoP点完成端到端网络性能、网络流量带宽、PoP点故障自动切换、网络监控和可视化等性能与功能测试。实现CPE端到端时延抖动控制在1ms以内、实现网络0丢包；PoP点间带宽可达到500Mbps，完成满足大带宽应用需求。重在实现广覆盖、便捷接入、快速部署、灵活调度和安全可靠的工业外网服务。

==四、积极构建未来网络云网融合产业生态==

面向服务定制的云网融合系统支撑国家网络强国战略需求，重点满足“十四五”期间国家网络强国建设新开局目标，通过攻克大规模网络控制等核心关键技术，提供低时延、高可靠、广覆盖、可管控的确定性服务，为全国企业提供互联网专线级别的高质量网络。基于未来网络试验设施构建的云网融合网络创新试验环境，进一步推动产业生态[[发展]]，支撑我国网络科学与网络空间技术研究在核心芯片与关键设备、网络操作系统、路由控制技术、网络虚拟化技术、安全可信机制、大规模组网试验、创新业务系统等方面取得重大突破。具体成果如下：

===（1）积极推动并参与国际开源项目，发起网络领域全球开创性项目===

在国际开源领域，项目团队作为国内首个高校加入全球两大SDN开源控制器之一的ONOS开源社区（属于Linux基金会），成果“控制平面冲突检测”代码模块被纳入核心CORE层，实现了国际“并跑”。项目团队联合中国移动、紫金山[[实验室]]、英特尔等单位构建全球首个SRv6系统开源项目，加快SRv6商用进程，推动云网融合发展，有望推动SRv6作为新一代IP底座的核心技术，成为云网融合及6G时代整合终端、网络（无线、传输、IP）、云等的统一通信协议。

===（2）组织策划多项国内外产学研交流活动，构建云网融合生态链===

在网络行业产学研活动领域，2019年至2021年期间，牵头举办SD-WAN峰会、云网融合峰会、白盒网络、算力网络等各类研讨会20余次，同来自工信部、中国通信学会的领导、[[中国工程院院士]]、高校与企业专家学者深化交流合作，持续推动SDN技术产业与技术发展，促进云网融合一体化，助推全球化企业加速数字丝路。

==参考文献==
[[Category:500 社會科學類]]