呼喚無損網(wǎng)絡(luò) 浪潮云海助力某國家級實驗室暢建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺

北京2021年8月31日 /美通社/ -- 傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)如同普通馬路會時常變得擁堵不堪，使經(jīng)濟發(fā)達的長三角地區(qū)“倍感無奈”；而未來網(wǎng)絡(luò)就像一條可隨時開通并類似高速鐵路的“特快專線”，快速可靠且四通八達，可為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)助力非凡。基于此，浪潮云海與某國家實驗室攜手踏上了共建無損工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺的攻堅之路。

如今全球互聯(lián)網(wǎng)已跑步進入下半場，傳統(tǒng)“盡力而為”的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)早就難以支撐實體經(jīng)濟對網(wǎng)絡(luò)差異性服務(wù)、確定性、低時延的特性需求，所以探索新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與核心技術(shù)變得勢在必行。而對被譽為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)“黑土地”的長三角地區(qū)來說，來自網(wǎng)絡(luò)的矛盾越發(fā)凸顯：現(xiàn)有的運營商網(wǎng)絡(luò)早已無法滿足工業(yè)場景中更多應(yīng)用需求，為生產(chǎn)型互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展設(shè)置了不少“路障”。

作為長三角一體化網(wǎng)絡(luò)試驗設(shè)施運行管控總中心，某國家級實驗室早早意識到該問題，為加快推動區(qū)域工業(yè)企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級與協(xié)同創(chuàng)新，提出建設(shè)滿足新型網(wǎng)絡(luò)要求的無損工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺的構(gòu)想。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)深切“呼喚”無損網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

為了滿足長三角新型工業(yè)制造企業(yè)數(shù)字孿生、精儀制造、遠程工控和制造協(xié)同等服務(wù)，這款云平臺的網(wǎng)絡(luò)需要具備確定性、低時延、大帶寬以及高可靠等特征，但平臺雖好、建設(shè)不易。

所謂“無損工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺”關(guān)鍵在于“無損”二字。從傳統(tǒng)以太網(wǎng)絡(luò)的低成本優(yōu)勢到如今對“高實時、高可靠以及低時延”的特性追求，無損網(wǎng)絡(luò)更多表現(xiàn)在性能無損、時延無損、無丟包；高可靠永續(xù)性以及三網(wǎng)合一，即計算、存儲、前端網(wǎng)絡(luò)“一張網(wǎng)”融合等特質(zhì)。

想要充分達成云平臺無損網(wǎng)絡(luò)的“苛刻”要求，還需攻克確定性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、可編程網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及云網(wǎng)融合技術(shù)實踐中的諸多挑戰(zhàn)。

• 確定性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)挑戰(zhàn)：在實踐中需要做到兼容以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，還要在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等實踐場景中，包括超高清視頻、AR/VR、遠程工控等在內(nèi)的業(yè)務(wù)中滿足確定性業(yè)務(wù)的高質(zhì)量、端到端傳輸需求。通常不是使用某種技術(shù)就可達標(biāo)，而是采用一系列協(xié)議和機制的合集，例如網(wǎng)絡(luò)切片、顯性路由、資源預(yù)留、時鐘/頻率同步等，分別保障確定性帶寬、低時延、低抖動、高可靠等指標(biāo)。
  
  
• 可編程網(wǎng)絡(luò)技術(shù)挑戰(zhàn)：通過在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點提供可編程網(wǎng)絡(luò)接口來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)行為的動態(tài)管理控制和新型業(yè)務(wù)的快速添加，來達成通過服務(wù)定制網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)，但對于架構(gòu)開放性、白盒技術(shù)、云化以及SDN的技術(shù)能力要求比較高。
  
  
• 云網(wǎng)融合技術(shù)挑戰(zhàn)：將滿足兩種形態(tài)（即云資源+網(wǎng)絡(luò)連接、網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)元+云化形態(tài)）作為基礎(chǔ)，以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)開放化、虛擬化、軟件化、服務(wù)化、智能化為目標(biāo)。但達成需要在網(wǎng)絡(luò)精準(zhǔn)監(jiān)控能力、系統(tǒng)集中運維能力以及運維自動化智能化等方向提升多下工夫。

“無損”實現(xiàn)之道 浪潮云海實力打樣兒

如此看來為滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)云平臺網(wǎng)絡(luò)無損要求，傳統(tǒng)的高性能網(wǎng)卡顯然無法“hold”住。為解決上述問題，某國家級實驗室聯(lián)合浪潮云海，針對構(gòu)建確定性網(wǎng)絡(luò)采用了基于智能網(wǎng)卡的OVS卸載技術(shù)。將網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧從服務(wù)器CPU卸載到網(wǎng)卡上，并且通過對接浪潮云海OS支持OVS SR-IOV Offload，性能可以提升20倍之多，抖動可被控制在百us以下，可為工業(yè)遠程生產(chǎn)控制、協(xié)同制造等業(yè)務(wù)提供骨干網(wǎng)絡(luò)的確定性轉(zhuǎn)發(fā)保障，網(wǎng)絡(luò)達到線速的同時滿足目前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)SDN和NFV的應(yīng)用場景，未來還將實現(xiàn)IPsec over RoCE、基于裸金屬智能網(wǎng)卡的NVME-oF等功能。

此外在達成可編程網(wǎng)絡(luò)以及云網(wǎng)融合要求時，該實驗室還通過使用浪潮O(jiān)penStack網(wǎng)絡(luò)Neutron組件無縫對接了SDN控制器，實現(xiàn)了全局分布式SDN架構(gòu)，解決了傳統(tǒng)SDN架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的性能和單點問題。

其中Underlay網(wǎng)絡(luò)采用實驗室白牌交換機，軟硬解耦，不被硬件網(wǎng)絡(luò)廠商綁定，充分實現(xiàn)軟件定義數(shù)據(jù)中心，統(tǒng)一承載與集約運營能力，云網(wǎng)一體化深度融合。

如今浪潮云海OS已經(jīng)在政府、金融、企業(yè)、運營商、能源交通、廣電、教育、醫(yī)療等眾多關(guān)鍵行業(yè)得到成熟、規(guī)模化的應(yīng)用實踐，例如部署了國內(nèi)最大的OpenStack金融生產(chǎn)云，搭建總規(guī)模1500+節(jié)點的國內(nèi)最大的廣電云平臺，180+省市政務(wù)云建設(shè)等，推動其在實際生產(chǎn)環(huán)境中的大規(guī)模落地應(yīng)用，以幫助更多用戶實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型目標(biāo)。未來，作為智算操作系統(tǒng)核心引擎，浪潮云海將面向混合多云、超大規(guī)模、云數(shù)智融合、云邊協(xié)同等場景不斷演進升級，還有更多亮點值得期待。