算力互联网网络架构;SRV6;智享WAN

目录

算力互联网网络架构

SRV6

主要特点

应用场景

结论

G-SRV6 多层次网络切片

智享WAN

一、定义与背景

二、关键技术

三、应用场景与优势

四、发展现状与未来展望

智能算力网络成为智能经济时代代表性数字基础设施


算力互联网网络架构

为构建算力互联网这个前瞻性的数字基础设施,确保各类算力资源能够无缝、智能且高效地联接成一张算力网络,需达成以下关键目标:
●算力高效互联:将分散的算力资源池整合,通过统一调度平台提升算力使用效率。
●广泛接入覆盖:确保各级智算资源池和海量用户无缝接入,实现算力资源的按需调度和服务。
●智能流量调度:识别并灵活调度不同类别、不同需求流量,优化网络资源利用,提升网络质量。
高效数据传输:支持周期性、任务式海量数据的高效上传,满足弹性带宽需求,确保算力训练数据传输顺畅。

SRV6

(Segment Routing over IPv6)是一种网络协议,它将段路由(Segment Routing, SR)的概念与IPv6相结合,旨在提供一种更灵活、更可扩展的网络转发机制。SRV6通过利用IPv6扩展头部中的段路由头(Segment Routing Header, SRH)来实现网络流量的精确控制和转发。

主要特点

  1. 基于源路由:与传统的基于目的地的路由不同,SRV6允许网络节点(即源节点)指定数据包应经过的路径段。这种基于源路由的机制提供了更高的灵活性和控制能力。

  2. 可编程性:SRV6通过定义段标识符(Segment Identifier, SID)来编程网络路径。SID可以是IPv6地址、MPLS标签或其他标识符,使得网络路径可以根据需要进行动态调整和优化。

  3. 可扩展性:由于SRV6基于IPv6,它继承了IPv6的巨大地址空间,从而支持更多的网络设备和更大的网络规模。此外,SRV6的扩展头部机制允许在不修改现有IPv6协议栈的情况下添加新的功能。

  4. 多路径和负载均衡:SRV6支持基于SID的显式路径选择,这意味着网络可以根据需要选择不同的路径来传输数据包,从而实现多路径传输和负载均衡。

  5. 与现有网络兼容:SRV6设计时就考虑到了与现有网络的兼容性,它可以在不改变现有网络架构和协议栈的情况下部署和运行。

应用场景

  1. 数据中心网络:SRV6可以提供细粒度的流量控制和优化,从而提高数据中心网络的性能和可靠性。

  2. 云原生网络:在云原生环境中,SRV6可以支持微服务之间的精确通信和流量调度,提升云服务的可用性和可扩展性。

  3. 广域网(WAN):SRV6可以用于优化广域网中的流量传输,通过智能路径选择和负载均衡来降低延迟和提高带宽利用率。

  4. 网络虚拟化:SRV6可以与网络虚拟化技术(如SDN、NFV)相结合,实现更灵活、更动态的网络资源管理和调度。

结论

SRV6作为一种新型的网络协议,为网络转发机制带来了革命性的变化。它通过基于源路由的机制、可编程性、可扩展性以及与现有网络的兼容性,为网络运营商和服务提供商提供了更强大、更灵活的网络控制能力。随着网络技术的不断发展,SRV6有望在更多领域得到广泛应用,推动网络架构的演进和升级。

SRv6 被认为是新一代 IP 网络的核心协议,具备可路由属性、可编程能力,可简化网络路径创建,满足灵活的网络和业务功能需求,结合 SDN 技术使能可编程的网络,为算网时代的网络基础服务、增值服务提供了技术基础。但由于原生 SRv6 在长路径编排情况下报文头开销较大、净荷利用率低,会降低封装效率,256字节包长、8层段标识的情况下净荷占比将不到 60%。同时报文处理对芯片要求高,深度的报文头复制与操作对现网设备性能及规模应用造成挑战。


为解决上述难题,中国移动主导原创了 G-SRv6技术,发布了《G-SRv6 技术白皮书》,对 IPv6 报文头的基础帧格式和基本转发机制进行创新(如图所示),有效缩短报文头长度,提升报文承载效率。创新提出压缩冗余前缀的拼接方法,大幅提升报文封装效率;攻克异构段标识混编难题,实现G-SRv6 压缩 SID 兼容原生 SRV6 SID;率先提出二维指针索引方法,准确定位压缩段标识;提出段标识新型压缩标记,攻克压缩 SID和原生 SID 灵活编排难题;率先提出压缩段标识控制协议扩展,实现全网 G-SRV6 灵活高效算路。

G-SRV6 多层次网络切片


传统 IP 网络端口资源为统计复用,所有业务流量共享物理端口转发资源,提升了端口利用效率,也导致了不同业务之间的资源抢占,无法对高价值业务进行严格资源保障。网络切片通过在端口上划分专属转发资源,在满足统计复用的基础上提供了独享资源的保障能力。
SRv6/G-SRv6 Policy Group 是基于流 DSCP、ARNID(Application Responsive Network ID,应用响应网络标识)等特征引流入隧道的一种方式,Policy Group 中包含若干条不同SLA要求的切片路径。在路由迭代时,头节点根据业务路由的下一跳地址关联到指定的 Policy Group。在数据转发时,业务携带 DSCP 信息,根据 Policy Group 配置,关联到指定的 Color,进而关联到 Policy Group 内具体的某一个 Policy,从而实现基于流特征进入不同切片的能力。PolicyGroup中的所有Policy可以共用保护路径,提升切片资源的利用效率。

智享WAN

是中国移动提出的一种基于G-SRv6(Segment Routing over IPv6)技术的新一代SD-WAN(软件定义广域网)解决方案。以下是对智享WAN的详细解释:

一、定义与背景

智享WAN是中国移动为应对新业务、新需求层出不穷的云时代,提出的一种整合云、边、端、网资源,提供端到端服务及动态调整能力的新型网络解决方案。它旨在通过G-SRv6技术,实现融合Overlay和Underlay网络的新一代SD-WAN,以满足企业数字化转型中对灵活网络连接和高质量上云的需求。

二、关键技术

  1. G-SRv6技术:G-SRv6是Segment Routing over IPv6的增强版本,它提供了整合云边端网的端到端服务及动态调整能力。通过G-SRv6,智享WAN能够充分发挥云网资源能力,实现网络配置与业务开通的解耦,提升业务开通效率。
  2. Overlay与Underlay协同:智享WAN采用Overlay与Underlay协同的方式,提供差异化的SLA(服务等级协议)服务保障。Overlay虚拟网络用于提供灵活的业务部署和管理,而Underlay承载网则提供稳定的物理网络支撑。
  3. 随流检测与闭环控制:智享WAN通过随流检测感知业务质量,并与SDN(软件定义网络)结合,形成闭环的控制系统。这能够确保业务质量的稳定性和可靠性。

三、应用场景与优势

  1. 上云、组网和上网业务:智享WAN能够同时提供上云、组网和上网业务,满足企业多样化的网络需求。
  2. 差异化服务:通过G-SRv6技术,智享WAN能够提供基于应用的全路径端到端差异化网络服务能力,满足不同业务场景下的网络需求。
  3. 灵活接入:智享WAN支持有线、无线、互联网专线等多种接入方式,实现分支互联、一跳入云、一线入多云等功能。
  4. 网络感知应用与算力:智享WAN能够感知应用需求和网络算力资源,提供基于应用的服务和基于算力资源的选路服务,实现面向算力的网络优化调度。

四、发展现状与未来展望

目前,智享WAN已完成原型产品开发,并在浙江移动等地进行现网试点。浙江移动使用智享WAN产品为企业用户提供敏捷企业云组网产品,实现了带宽弹性、组网可视、SLA可视、自助维护等功能,受到客户的一致好评。未来,智享WAN将在IETF、BBF等国际标准组织持续构建G-SRv6标准体系,开展多方向、多维度的国际标准合作,增强在国际IP基础标准方面的话语权。同时,项目方将积极构建G-SRv6技术体系的开源系统,全力打造面向算网融合的广域网开源整体解决方案,从而构建G-SRv6产业合作生态,全面实现IPv6+时代IP网络的技术引领和超越。

近年来,数字中国建设整体布局全面推进,中国“东数西算"重大工程的深入实施,八大算力枢纽与十大数据中心集群加快建设,以及人工智能大模型快速发展进一步对算力网络提出新的性能需求,数据中心不断焕发新活力,算力网络架构不断优化升级。铜缆、光纤等数据中心物理基础设施随着科技进步不断向前发展,新型技术标准与应用不断涌现,对算力网络传输效率、传输距离等产生深远影响,为构建更高效更绿色更安全的算力网络提供了物理支撑。

400G网络标准不断演进成熟,逐步涵盖了柜内、柜间、模块间、建筑群间等算力网络应用场景,Aginode安捷诺凭借雄厚的技术创新实力,为各行业用户提供了依据拓扑分析来制定具体布线策略的解决方案,并在此基础上与合作伙伴共同完成网络测试解决方案。面向未来算力网络的可持续发展,800G与1.6T网络速率正加快研发,智能算力的应用范围将持续拓展,算力与算力网络的融合将更加深入,安全和绿色低碳将是算力网络发展的永恒主题

智能算力网络成为智能经济时代代表性数字基础设施


在以人工智能为核心驱动力的智能经济新阶段,

互联网成为经济社会互联互通的基础设施,

数据成为新的生产要素,

"智能互联网+"成为业务创新的重要模式,

区块链成为经济社会的信任机制,

物联网+5G推动万物数字化和网络化,

一个"高速泛在、天地一体、云网融合、智能敏捷、绿色低碳、安全可控“的智能化综合性算力网络基础设施正在成型,打通了经济社会发展的信息"大动脉"。

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