唐雄燕 中国联通研究院首席科学家
关于IPv6的发展方向,中国联通研究院首席科学家唐雄燕表示,对于包括中国联通在内的ICT企业而言,基础设施主要包括两个方面:一是计算基础设施,二是网络基础设施。
近10年来计算基础设施最大的热点是云计算,而未来计算的发展趋势是从边缘计算到泛在计算。
在4G时代,云计算以大型数据中心云为主。但云端计算与终端设备之间需要通过网络信道传输,由于网络带宽与时延影响,云计算受限于网络能力和算力潮汐效应(算力的潮汐效应:云计算中由于算力需求与算力输出受网络因素影响导致的错配问题)。
随着5G的发展,出于时延和数据安全考虑,需要把计算往边缘推送,云计算出现一个新的产物一边缘云。边缘计算与云计算协同可实现更快的数据分析处理,低延迟,以及应用和数据处理本地化。
随着互联网的进一步发展,进入B5G/6G时代时,尤其是人工智能的进一步发展,算力将无处不在,也即实现终端、边缘和中心云之间更好的协同。泛在计算时延低、可满足不同量级的算力需求,且由于边缘设备与终端物理距离近,传输成本较低。
那么,实现泛在计算之后,网络如何更好地支撑算力基础设施的部署,从而使应用和算力更好地结合?
唐雄燕认为,网络实际上是为应用服务的,而目前的应用很多被置于云端。因此,所有的电信运营商都在推进云网协同(或者叫云网融合、云网一体),希望网络服务与云服务更紧密地结合。
当然,目前的云网融合还处在“1.0”阶段。所谓的“1.0”是指云和网并没有深度融合,云计算和网络各有一套体系,只是在向用户提供的服务上进行集成。但随着算力基础设施更加广泛的部署,包括边缘计算和终端算力的提升,应用可能会分布在不同的算力资源上。
唐雄燕表示,到那时,可能需要网络与计算有更深度的融合,形成所谓的“算力网络”,也即云网融合的2.0阶段。
实现云网融合必定要求可编程的网络,才能实现网络对应用的感知,根据应用需求进行调整和服务。
过去电信运营商的网络实际上是一种亚管道的模式,商业上很难创新或是持续发展。由于IPv6报文的可扩展,实际上为应用的感知创造了一个条件,使得“Network as Computer”,即网络可以像计算机一样进行编程。如SRH可使应用在路径上被指引,报文可携带更多信息,甚至可携带应用信息,计费信息等,从而让网络与应用有更密切的关系。
而当网络节点等一切行为可编程之后,将形成云网一体的系统。如此一来,业务创新就有新的基础。如业务量控制功能,实现可编程之后,可以构造一种业务量控制,使得报文在不同的业务中穿梭时,能够实现灵活的控制。而这种能力也让IP网络与SDN等理念可以更好地结合,提供了一个控制底层网络的基础。
除了对应用的感知,未来网络还需能够更好地感知用户,为业务应用提供质量保障。此外,随着算力网络的发展,网络还被希望能够感知算力资源,实现算力与网络的深度融合。
网络不但能感知应用,还需要能感知算力,这也是CFN(Computing First Network)的理念,计算和网络的状况都可以作为路由信息发布网络,从而可引导应用在不同的算力之间实现。
目前,边缘计算是运营商开发的重要领域,而这些边缘计算都是孤立的。但实际上边缘计算的资源可以统一使用。如果能把边缘计算形成网络,赋予网络感知计算资源的能力,把应用放到合适的计算点进行计算,对整体资源利用率的提升具有重要意义。
目前,中国联通积极推动云网融合从1.0向2.0发展,期待未来迈向算力网络,在IPv6的基础上进一步发展更多的创新点。
唐雄燕强调,未来网络的创新是开放式创新,将赋予网络感知应用,感知算力的能力,真正形成算网一体,实现应用与网络的紧密融合,成为更高质量的基础设施。
在这方面,中国联通在深入研究的基础上也努力付诸实践。据推进IPv6规模部署专家委员会于2020年8月发布的《中国IPv6发展状况白皮书》披露。
截至今年7月,中国联通LTE网络分配地址用户数为2.41亿,固定宽带接入网络用户分配IPv6地址数量为0.33亿。而在IPv6流量方面,中国联通城域网流入流量占IPv4流入流量的1.89%;在LTE核心网中这一流量占比从年初的3.06%涨至8.93%;在骨干直联点中,相关占比较低,为1.03%。
在国际出入口,截至7月,中国联通已开通IPv6国际出入口宽带20Gbps(其中北京出入口10Gbps,上海出入口10Gbps),IPv6流入流量为19.5Gbps,流入宽带使用率为97.5%;流出流量为4.3Gbps,流出宽带使用率为21.5%。流入宽带的高使用率一方面表明流量提升十分迅速,另一方面也反映了目前相关设施依然存在不足,需要进一步推进。
本文根据中国联通研究院首席科学家唐雄燕在2020年中国IPv6发展论坛上的讲话整理,部分数据来源于《2020中国IPv6发展状况白皮书》。
来源:《中国教育网络》杂志(10月刊)
整理:郑艺龙
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