行业新闻

“大数据”时代下的宽带网演变趋势

在2013广州番禺的光纤通信发展报告会上，中国工程院邬贺铨院士作了名为《网络布局的变革趋势》的主题报告。他在报告中一开始就点出，大数据时代已到来，当前，以云计算、大数据、社交网络、移动互联网、物联网为代表的信息化新浪潮加大了对网络宽带化的压力，对网络中心节点的布局和传输网的组织都带来了不少影响。网络虚拟化、扁平化、去中心化、节点交换低层化、云化、边缘化等趋势越来越明显。

具体演变趋势分析如下：

一、大数据驱动交换网络的扁平化

互联网从诞生起就按扁平化部署，当互联网越来越大时，在无法做到所有路由器间都有直联路由的情况下，全扁平化导致路由跳数急剧增加，因此实际上互联网的结构不是全扁平化。

在大数据时代，至少希望在省会一级是扁平化，即同一运营商内部各省会节点间采用光缆直连，以传输系统的代价来换取路由器跳数的减少。目前几大电信运营商都往这个方向去部署。

二、网间交换的多中心化

在大数据时代网络数据流量大的情况下，直接互联节点数少，部分流量不合理绕转将影响通信体验，以2013年4月中国电信和中国联通间网间互联互访性能为例，七大行政区间互访88%的情况下时延超过100ms，丢包率超过2%，尤其是西西互联、东西互联和南北互联。

我国政府有关主管部门已决定在京、沪、穗之外，增加沈阳、南京、郑州、武汉、西安、成都、重庆作为网间交换中心的建设。从扁平化考虑，网间交换中心之下再设区域交换中心似无必要，但一些省会城市的运营商间建设本地直联节点是值得鼓励的。

三、交换功能低层化

在大数据时代，路由器容量越来越大，一般而言容量增加一千倍，功耗会增加100倍。路由器的Tbps电端口功耗上千瓦，而光交换机的Tbps端口仅25瓦。在大容量路由器节点转接的业务量大而落地的业务量少。

因此能在光层上安排交换的业务流就不要在电层上交换，考虑到业务流的颗粒性，当需要在电层上进行交换时，如果在MPLS层上能做的交换就没必要放到IP层去完成，IP层从交换的主体演化为承载的主体，即一种包封格式。

交换功能实施的低层化，大大降低了设备功耗，虽路由重配置时间长一些，但减少了落到比特/分组的处理时延和功耗，节约了网络扩容投资。

四、节点控制功能的集中化

大数据时空分布的动态性要求网络灵活适应，但传统互联网的体系是比较刚性的，没有集中控制，路由器根据IP包所含地址并遵循OSPF（最短路径优先）协议来选路，各路由器寻求自优化而非全网优化。

在互联网中应用软件定义网（SDN）的主要思想是传送与控制分离，将底层异构的物理网络抽象成统一的接口，以供上层应用进行统一的调度和管理，并将公共功能部分从控制平面中分离出来。即将传统路由器的控制功能集中成为在网络操作系统（或云操作系统）控制下的公共控制功能，路由器只保留传送与转发功能。

网络操作系统了解全网资源信息，支持全网业务策略，可灵活实现控制平面功能的可重构性，将基于网络全局优化的思想来决定各路由器的选路以及分组与光层的集成控制，从而能够很方便地扩展各种业务应用和网络运营功能。

五、数据中心的云化

新建大型数据中心将重点考虑气候环境、能源供应等要素。我国云计算中心将向高纬度地区集中。 云计算中心的布点从现有以用户和信源为中心向以能源为中心转变,云计算将改变互联网流量和流向。

六、城域网服务器的云化

在大数据时代数据存储在大量几何分布的各类服务器中，用户的一个搜索或查询涉及到多个服务器，服务器间的信息交换远多于客户与服务器间的信息交换，网络体系需要从C/S和P2P到S2S/C2C演进。

七、数据内容布局的边缘化

为了适应视频业务的发展，运营商和ICP加大部署CDN的力度，内容节点尽可能靠近用户。例如Google、Yahoo、Amazon等加快向全球各洲布设与运营商的对等直联节点，从2009年的50个扩展到2012年的85个。

CDN的部署拉近信源与用户距离，使互联网从集中汇接向多向疏导演变，过去可能要跨省甚至到国外才能访问的网站，现在这些网站的镜像节点就在用户的附近。因此近年来尽管长途和国际的流量仍然上升很快，但长途和国际流量相对总流量的占比在下降。未来CDN的进一步增多，对互联网流量流向产生重大影响，将导致全球互联网去中心化。

邬贺铨院士在报告最后中指出，大数据时代引发网络体系的变革，也进一步开拓光纤接入网的市场。广义的FTTH (包括FTTC与FTTB)将进一步加速部署。为了适应大数据时代和移动互联网时代的到来，网络体系的演进呈现如上述几项不同程度的演变趋势。宽带化是永恒的主题，除了设备和系统的宽带化外，网络布局也需要朝着宽带化而演变。而宽带化对光通信的发展是机会也是挑战。