1、大网网络操作系统云网融合的智慧大脑 郑直网络通信与安全紫金山实验室背景需求01总体方案02功能特点03拥抱开源04新兴业务多样性发展带来差异化网络需求随着云计算的发展，越来越多的企业选择采用云部署信息系统，企业上云意愿不断增强。传统网络“哑管道”的特性已无法适应企业新兴业务的个性化需求。数据来源：中国信息通信研究院云计算发展白皮书2020安全低时延大带宽带宽随需性价比快速开通政府/金融中小企业医疗/教育9.8%33.9%41.6%公有云14.7%未应用私有云混合云科研型互联网确定性、业务单一消费型互联网突发性、尽力而为生产型互联网确定性、差异化大网级网络操作系统骨干网政企终端家庭接入网边缘云区

2、域云公有云核心云开放接口集中管控业务编排自动策略智能分析拓扑呈现城域网能力封装数据采集基于统一管控的网络架构演进趋势总体目标 定制虚拟网络，划分隔离资源，提供差异服务数据中心互联骨干网交换机平面骨干网路由器平面骨干网白盒平面城域网5G承载网SD-WAN物理网络网络切片业务平面虚拟网络01虚拟网络02虚拟网络03虚拟网络04工业互联网专用网络天地一体化支撑业务需求智慧城市智慧能源生成虚拟网络 智慧金融基于大数据和人工智能，实现智能挖掘与分析智能感知网络状态，提供实时精准网络资源保障抽象网络基本能力，实现网络虚拟化背景需求01总体方案02功能特点03拥抱开源04总体架构网络编排能力中台数据中心互联

3、城域网5G承载网SD-WAN骨干网交换机平面骨干网路由器平面骨干网白盒平面网络数据能力中台运营支撑系统监控分析中心应用网络操作系统物理网络第三方平台接入控制器网络编排系统网络编排能力开放（API/SDK）骨干控制器网络数据能力开放（API/SDK）网元数据对等数据拓扑数据隧道数据API日志数据业务切片数据Event日志数据设备日志数据实时数据历史数据bgp-lstelemetry原始数据聚合数据snmp探针总体设计 端到端SLA保障n 性能数据逐跳可见，实时调整路由选路 端到端业务开通n 集中式业务开通，智能编排，逐跳可控 端到端拓扑呈现n 边缘与核心设备协同呈现，展示全景拓扑 端到端智能运维

4、n 全路径设备状态监控，故障高效定界定位SR-TEsitesiteCPECPEPEPEvPEvPEPOPPOPPPP网络操作系统边缘分支互联n 分支与总部、分支与分支互通n 支持hub-spoke、full-mesh、partial-mesh组网数据中心互联n 基于SDN技术提供灵活的互联互通n 实现端到端QoS保障机制n 满足数据中心间日益增加的业务差异化需求多云按需互联n 满足公/私有云的互联需求，实现多样化交换n 兼容主流云商，快速开通云间互联n 同步覆盖跨省及跨境云商企业快速上云n 通过骨干网连接到公有云、私有云或混合云n 私有云、公有云中部署vGW作为租户网络出口网关 POPPOP骨

5、干网vPEvPE公有云/私有云/混合云vGWPEPPEPOPvPEPEPOPvPEPE分支CPEPPCPESR-TEPEPE总部边缘数据中心GW数据中心GWPPCPECPE网络操作系统Internet/专线PPPOPvPEPEPOPvPEPE公有云/私有云/混合云vGW公有云/私有云/混合云vGWInternet/专线专线专线应用场景背景需求01总体方案02功能特点03拥抱开源04物理网络资源可视l全局网络拓扑可视l全局网络质量可视l一键资源导入导出虚拟网络可管可控l灵活的虚拟网络切片l自动计算/手工指定转发路径l流量路径端到端逐跳可视网络流量灵活调优l手动调优和自动调优l链路越限调优l业务质

6、量调优网络资源全局监测l物理资源数据展示l性能数据top排名l数据分析及统计总体功能介绍异构设备兼容12 vPEvPEPEP骨干网PECPECPEPEPvPECPEvGW边缘数据中心边缘边缘POPPOPPOPCMW710AR6121MSR 3610-X1CloudEngine 12800NetEngine40ES12500S6890联通白盒交换机自研白盒交换机VSR1000白盒设备CR16000路由器交换机M6000-SCPEvGWvPE“兼容多厂商设备，覆盖路由器、交换机、白盒设备等多种型号”，构建全面异构兼容的网络环境。网络遥测技术n 采用基于gRPC的Telemetry技术，设备自动读取

7、各种统计信息，并通过gRPC协议上报给采集器，实现了比传统监控方式更加实时、高效的数据采集。n 已完成以下数据采集统计：硬件信息：包括 CPU 利用率、内存利用率接口信息：包括接口流量信息（物理接口、子接口、捆绑接口）、物理接口状态（up/down）、逻辑接口状态(up/down)网络信息：丢包、时延、抖动等性能测量结果指标n 面向大规模设备毫秒级数据推送带来的性能问题，采用时序数据库等先进软件系统技术，并输出专利2篇。一种数据管理方法、装置、设备及存储介质一种解决并发访问网元受限问题的方法SR-TEPEPEvPEvPEPOPPOPPPP1 01 0 1 01 0 1 0 1 01 0 1 0

8、 1 01 01 0 1 0 1 01 01 000000011000111 00 1 0101 0 1 00 1 0 1 0111001 01001 01 01 01 01 0 1 00 1 0 1 01111001 000 1 00000 1 0001111 1 111111网络操作系统在底层网络感知方面，采用Telemetry技术实现毫秒级统计信息上报。系统高可用微服务故障重生n 采用微服务架构，服务之间相互隔离，单个服务快速动态重生n 通过负载均衡技术构建微服务集群，单个服务故障，不影响系统应用节点故障重生n 采用容器平台，使用多工作节点的集群自治n 各个工作节点

9、独立提供网络应用服务，单个节点故障，系统代理会把系统请求转发至可用的节点提供服务微服务多实例容器集群化部署异地抗毁容灾转发器PE1转发器P1转发器PE2控制器集群1转发器P2转发器PE3接入业务节点接入业务节点接入业务节点控制器集群2集群故障重生n 云端部署、云端拉起，统一配置管控n 异地部署、海量数据备份、高可靠性大网级操作系统支持实例级、节点级、集群级的故障重生，确保系统的高可用性。按需智能网络服务ISIS NetworkBGP EnableSR-TE Enable低优先级业务，如OA高优先级业务，如视频业务接入侧业务识别：1.五元组2.DSCP3.DPI通过不同业务的识别，对不同业务流量

10、remark DSCP网络操作系统拥塞劣化预测智能流量调优智能算路算法智能调度策略智能调度策略业务驱动的QoS识别策略差异化的业务调度策略拥塞劣化预测智能感知全网实时性能数据智能链路拥塞预测判定算法智能算路算法多权重有向图构建路径计算单元多约束条件组合的路径计算算法智能流量调优基于链路拥塞的智能流量调优基于服务质量的业务路径调优基于大数据和人工智能，提供多种智能算法和调度策略，根据不同业务的需求，提供差异化的服务能力。兼容第三方算法的可插拔框架模型训练机器学习算法控制业务编排网络智能算法库数据确定性网络网络智能切片图卷积流量预测随机森林识别模型时域-拓扑图神经网络网络优化基于场景感知和预测进行

11、动态调整。系统基于意图感知进行业务部署。具备网络智能算法能力、开放仿真算法平台，探索集成基于AI的算法能力。AI赋能16第三方算法算法接口标准化开放，实现可插拔算法框架，兼容第三方算法实践创新业务布放仿真现网镜像仿真 1：1镜像：拓扑、业务、隧道、链路时延等。故障仿真分析仿真参数调优123 故障场景预演：设备故障、链路故障。业务路径重规划：高亮受影响业务路径，对现网提供的方案进行仿真验证。模拟业务调整参数：新增业务、新增流量、删除业务等。业务转发路径调整：对SR-TE隧道转发路径的调整，分析调整后的网络变化。基于现网1:1镜像的业务布放仿真，协助用户进行业务上线影响评估、故障风险模拟预演、路径

12、调整可行性验证。亮点优势安全可靠的软件架构基于ServiceMesh的下一代微服务架构，敏捷高可靠、弹性易伸缩可插拔算法框架基于自研的人工智能算法，同时兼容第三方算法的创新实践单体/微服务架构业务应用层与服务通讯层紧耦合，扩展较困难，系统升级风险高算法封闭创新困难算法基于单厂商的理解认知，不满足网络算法创新优化覆盖承载全场景覆盖SD-WAN、数据中心互联、城域、骨干等多场景异厂家设备兼容性差大多只支持纳管自家设备，接口封闭、私有化程度高，不利于网络能力开放大网网络操作系统其他控制器系统高效开发支持定制化基于ServiceMesh架构的高效迭代开发交付，满足定制功能创新开发缓慢响应拖沓架构封闭导

13、致开发交付慢、无法响应定制化需求兼容多厂商多设备形态兼容异厂商异构设备，管控多种设备形态，路由器、交换机、白盒等场景支撑能力不足不同场景需要不同厂商的产品，类型复杂，维护成本高背景需求01总体方案02功能特点03拥抱开源04 基于SRv6的网络可编程能力基于SRv6的网络切片技术是新型网络创新架构下提供差异化的业务承载和质量保证的关键技术。差异化的虚拟网络切片能力结合SDN技术，实现租户级SLA保障策略基于时延、带宽等多业务属性智能选路结合原生IP技术替代MPLS，简化网络复杂度端到端网络采用统一技术，提供端到端保障SRv6可编程能力结合网络操作系统特性，实现灵活智能的虚拟网络切片以及租户级S

14、LA保障。基于G-SRv6标签压缩的研究SRv6在实际部署应用中，面临网络承载效率低、硬件芯片要求高、网络扩展能力差，现网平滑升级等问题。IPv6头长度：40BytesSRH头长度：8+n*128 bitsn为SID个数低开销：压缩SID列表，降低报文头开销硬件友好：避免对硬件、芯片的额外要求灵活部署：兼容已有地址规划平滑演进：兼容SRv6，IPv6标准定义SID数目增多时，报文头开销大网络链路带宽利用率低可能导致报文大小超过MTU，降低传输性能深度的报文头处理对芯片要求高，组网兼容性差SRv6带来的挑战G-SRv6标签压缩技术优势探索和实现SRv6标签压缩机制，加速推动SRv6技术的商用落地，支撑云网时代IP网络创新。G-SRv6标签压缩算法开源实现2021年4月中国云网智联大会，紫金山实验室携手中国移动研究院等，一起正式发布全球首个SRv6系统开源项目。基于ONOS控制器，实现SRv6头压缩算法创新，并进行深层次开发，推动标准发展和落地应用。THANK YOU