智能化技術及應用 | 以全可編程交換機構建智能網絡

随着社會的高速發展，5G、大(dà)數據、人工(gōng)智能等新一(yī)代技術正逐步應用到當今社會的各個領域，深刻地改善人們的生(shēng)活，人類社會将逐步邁入智能社會，而作爲智能社會中(zhōng)各個元素相互鏈接聯系的底層基礎網絡也必然是智能網絡。可編程交換機除了可以對數據進行快速轉發，還可以對流量和網絡狀态信息進行徹底的探測，從而爲構建智能網絡提供堅實的基礎。然而究竟如何構建智能網絡，這樣的智能網絡又(yòu)需要什麽樣的交換機進行支撐呢？實際上，伴随網絡智能化需求越來越迫切，當前以雲巨頭和互聯網廠家爲代表的大(dà)型數據中(zhōng)心越來越多地采購可編程交換機，來滿足其快速的業務變化要求，進而構建智能網絡。

構建智能網絡，爲何要全可編程交換機？

智能網絡，是計算機技術應用産生(shēng)的一(yī)種成果，通過綜合各種網絡技術将相關設備連接起來，能夠自動分(fēn)析最佳結果，達到使用目的。智能網絡需要将AI或者機器智能應用于網絡，網絡中(zhōng)AI的主要應用場景有：流量預測、分(fēn)類和路由、網絡異常和故障預測、網絡故障溯源、網絡資(zī)源管理和調度、網絡智能運營服務等等。這些應用的實現都需要收集和分(fēn)析大(dà)量的流量狀态信息和網絡狀态信息，而傳統交換機由于采用固定的ASIC芯片，隻能提供固定功能的檢測信息，無法提供對網絡進行徹底的或者彈性的檢測信息，所以限制了AI在網絡中(zhōng)的應用。

交換機可編程分(fēn)爲控制平面可編程和數據平面可編程。全可編程交換機，是控制平面和數據平面都可以編程控制，使用者可以定義交換機處理數據包的方式，交換機沒有綁定任何特定的網絡協議。交換機出廠時轉發芯片ASIC的内容是空的，客戶根據自己需求自行編程完成定制化的需求，并可以根據業務需要随時進行在線編程升級。

相比傳統交換機，全可編程交換機可以提供詳細的網絡檢測信息，給網絡分(fēn)析提供必要的檢測數據。全可編程交換機通過編程可以實現帶内網絡遙測INT功能，可以采集數據路徑中(zhōng)端到端的實時狀态信息。通過編程在源端點交換機的包中(zhōng)嵌入指令，列出要從網絡收集的網絡狀态類型，每個交換機在數據包通過時在包中(zhōng)插入請求的網絡狀态。如圖1所示。

圖1 網絡遙測INT功能示意圖

全可編程交換機通過編程使用INT功能對每個數據包提供深入的可視性，可以檢測出網絡中(zhōng)幾乎所有的異常情況，包括微突發、擁塞問題和負載均衡等問題，并可以具體(tǐ)知(zhī)道網絡中(zhōng)每個包的4個方面信息：經過了哪條路徑；傳輸規則是什麽；在每個節點延時了多久；一(yī)同排隊的有哪些包。

全可編程交換機全面收集的流量和網絡狀态信息給網絡智能提供了數據基礎，網絡AI通過這些基礎數據的分(fēn)析得出優化結果對網絡進行反饋控制，流量控制、擁塞控制、負載均衡、安全防禦、網絡運維等功能都可以智能化決策控制，從而實現網絡智能化。

揭秘可編程的智能網絡架構

智能網絡有三個重要特征：彈性、自适應性和集成性。“彈性”指的是網絡可以方便地進行規模上的擴容或縮小(xiǎo)；“自适應性”包括識别應用、服務靈活、快速響應、自動防禦和自動優化升級；“集成性”表現在設備模塊化并實現系統級管理。智能網絡賦予網絡所有者“可控、可管、可查”，有助于降低總成本、提高網絡效率、增加業務靈活性。

智能網絡架構拓撲上和傳統網絡架構基本一(yī)緻，最大(dà)的區别是智能網絡需要具有網絡AI層功能，如圖2所示。圖中(zhōng)網絡AI功能集中(zhōng)在一(yī)起，放(fàng)在網絡AI層中(zhōng)（每個交換機節點也可以配備有AI功能），圖中(zhōng)的交換機爲全可編程交換機。網絡AI根據要實現的功能需求，收集需要的網絡狀态信息數據，對收集數據進行分(fēn)析處理，并結合曆史經驗庫，給出預測和處理建議，根據不同業務得出AI優化後的網絡參數配置并反饋到網絡中(zhōng)，實現網絡的智能優化。網絡AI可以對交換機進行全面的配置和編程，從收集數據到反饋配置網絡的這一(yī)過程是不斷地實時進行的，從而保證智能網絡在每一(yī)時刻保持最佳狀态。

圖2 智能網絡架構

大(dà)數據、人工(gōng)智能正在逐步融入網絡，未來網絡的發展方向是網絡智能化。全可編程交換機以自身獨有全面INT功能優勢爲智能網絡提供基礎支持，以全可編程交換機構建智能網絡已成趨勢，亟待發展。

如今紫光股份旗下(xià)新華三集團已率先研發出對應的全可編程交換機産品和解決方案，來幫助客戶構建智能網絡。新華三先知(zhī)網絡架構SNA引入閉環，融合AI、大(dà)數據等技術，實現網絡從設計、部署、運維的全生(shēng)命周期智能化管理，在園區、數據中(zhōng)心等實際應用場景中(zhōng)幫助客戶實現多維度、多場景、多區域的網絡融合。同時在AI的應用能力上AD-NET 5.0實現了包括本地AI、設備AI、雲端AI的全面智能化應用。未來，新華三将基于“AI in ALL”智能戰略和“數字大(dà)腦計劃2020”實踐指引，以無處不在的AI體(tǐ)驗，爲客戶數字化轉型提供更加智能的網絡服務。