懂得：优秀论文｜加速网由云生，助力算网一体

liukai · 发表于 2022-7-20 12:27:00

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　　支持用户在物理设备上部署第三方应用，实现泛在计算，如图4所示。这些应用包括基于RPM（Red-Hat Package Manager，RPM软件包管理工具）技术打包的应用和基于Docker容器化的应用。

　　图4 云原生网络操作系统支持泛在计算

　　根据第三方应用的运行环境不同，第三方应用可以分为两类——运行在网络操作系统中的第三方应用和运行在容器中的第三方应用，不同种类的第三方应用的部署方式不同。

　　从业务架构角度讲，云原生网络操作系统平台由四个平面组成：

　　基础设施平面，在操作系统的基础上提供业务运行的软件基础，包括操作系统基础服务和业务支撑功能。基础服务功能包括Linux操作系统的各种基本功能、C语言库函数、数据结构操作、标准算法等。业务支撑功能是整个系统业务运行的基础，为设备的各网络业务提供软件和基础设施，后面提到的各种系统架构中涉及的基础功能均在这部分提供，可以作为逻辑架构中的基本功能应用容器而独立存在。

　　数据平面提供数据报文转发功能，包括本地报文的收发，即IPv4/IPv6协议栈、socket、基于各层转发表的数据转发功能等。网络数据平面支持基于DPDK（Data Plane Development Kit，数据平面开发套件）的转发模型。

　　控制平面主要负责运行MPLS、链路层、安全等各种路由、信令和控制协议，生成各种转发表项以控制数据平面的转发行为。网络控制平面主要可以分为Layer2、Layer3、DC、MPLS等几类业务。

　　管理平面是对外提供设备的管理接口，如CLI、Telnet、SSH、SNMP、HTTP、Netconf、Restful和gRPC等。通过管理平面，实现人机交互，对设备进行设置、监控、管理。

　　云原生网络操作系统可为Host应用（Dockerd及Kubelet）和第三方容器提供网络支持，运行在Host或者第三方容器中的应用程序，可以与加载在设备上的应用通信（东西向流量），或者与外界通信（南北向流量）。

　　云原生网络设备能力与价值

　　网络业务能力与云同构

　　基于H3C容器化操作系统平台，彻底实现了网络业务能力与云同构，即网络业务能力完全可以基于云平台实现，天然具备了云原生的弹性扩展、快速迭代、持续演进等能力。

　　在当前容器化网络操作系统平台基础上，未来可以进一步实现网络业务能力拆分，引入轻量化数据库和轻量化容器管理平台，如图6所示。同时，网络设备把承载网络功能的复杂单容器拆分为灵活轻巧多容器，包括控制容器（控制平面）、转发容器（转发平面）、场景化业务容器（业务平面）。多容器可以按需部署在多台网络设备上，对外呈现为一台网络设备，可实现网络设备的云集群，简化管理。转发容器采用数据库技术，实现无状态，负载分担，可动态扩展。场景化业务容器按需部署，灵活扩展，提升性能。

　　图6 云原生化网络设备架构未来发展

　　云网资源共享

　　在边缘接入侧，边缘云与POP网元处于同一逻辑地理位置，算力资源可以接受统一云平台纳管，实现一体化共享。

　　H3C对传统网络设备的容器化重构，彻底打通了网络与云的算力/网络资源共享。网络设备云原生化重构以后，网元上的虚拟机资源、容器资源可以接受外部边缘云容器管理平台（OpenStack或K8s）统一进行纳管和调度，实现最大效率的算力资源均衡利用，如图7所示。

　　图7 云网资源共享，实现泛在计算

　　伴随云原生能力不断从云端向边缘侧下沉，云原生化网络设备的边缘容器可以进一步与Serverless等技术相结合，根据用户在不同业务场景中对容器编排和函数计算的不同需求，在边缘侧按需为用户提供“边缘容器+Serverless”的融合服务；云原生化网络设备通过软硬一体化的模式，将高性能物理设备的计算能力和边缘容器的管控调度能力有机结合，为智慧交通、智慧城市、智能制造等场景提供近场级别的高效边缘计算服务；通过边缘容器承载人工智能、区块链等新兴技术应用，在推动边缘容器技术迭代升级的同时，进一步催生全新的融合业务应用模式。

　　全面的开放性

　　为了支持算网一体化调度，云原生网络设备可以提供全面的开放性：

　　提供可编程SDK，第三方使用SDK可以进行增值开发，支持C/python等语言；

　　元支持网络特性容器化部署，动态快速安装，按需提供；

　　网元可按需调整CPU和内存分配，释放部分计算和存储资源，集成第三方增值应用。

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　　结束语

　　算网一体是算力网络的全新发展阶段，基于云原生架构实现，将打破云网边界，弹性、灵活的微服务架构，云原生化、DevOps的应用开发，可满足业务灵活多变，以及快速上线，敏捷迭代的需求。

　　实现算网一体，关键挑战是网络的云原生化，采用网由云生的理念实现网络的重构和改造，通过全面引入云原生技术，实现业务逻辑和底层资源的完全解耦。H3C基于对网络云原生化的深刻理解，对传统网络操作系统进行了跨越式发展和开发，实现了传统网络设备的全面容器化架构。

　　算网一体基于云网协同发展而来，并不能一蹴而就，需要分步进行技术攻关。

　　参考文献：

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　　中国联通云网融合向算网一体技术演进白皮书[R].2021

　　2)

　　中国信息通信研究院.云边协同关键技术态势研究报告[R].2021

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　　中国移动.算力网络白皮书[R].2021

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　　雷波.对云网融合及算力网络的探索[R]. 2021

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　　韦乐平.云网融合的思考[R]. 2021

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　　唐雄燕.CUBE-Net 3.0—中国联通新一轮网络转型的体系和方向[R]. 2021

　　7)

　　中国电信.5G网络云化与智慧运营.2019

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　　付乔,张昊.持续集成持续交付的NFV/SDN网络新型集成体系[J].移动通信, 2019,43(7): 22-27

　　9)

　　周雍恺. 云原生视角下的开放网络[R/OL].(2019-07-16)[2021-3-20].https://www.likecs.com/show-64992.html

　　万晓兰

　　新华三技术有限公司高级工程师

　　主要研究数据通信领域网络、安全方向以及云计算领域，2019年完成《IPv6网络安全》研究报告，参与国标、行标20余项。

　　李晶林

　　新华三技术有限公司架构师

　　主要研究数据通信网络技术，有多篇发明专利及规划经验等。

　　刘克彬

　　新华三技术有限公司架构师

　　主要研究网络新技术，对路由技术颇有造诣。返回搜狐，查看更多

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