数据通信与网络（数据通信与网络第四版pdf）原创IT老菜鸟2021-01-20 01:09:34
中国的数据通信技术，全球领先目前，我国毫无疑问已经步入了通信强国的行列。最近又有一则消息刷屏了：中国的固定和移动通信网络的规模已经位居全球第一。我国已建成全球规模最大的固定和移动通信网络，行政村通光纤和4G比例均超98％，覆盖那么全的网络规模，在全世界都是极为罕见的。
我国的通信基础设施到底有多发达？在2020年初新冠疫情最严重的期间在家办公的刚需导致网络流量激增，我们国家的通信网络顶住了远程教育、远程办公带来的巨大流量，但是西方发达国家却崩溃了。英国网络崩溃，Youtube甚至降低视频质量来保障网络的通畅，这是为什么？一方面是因为我国的4G建设全球第一，另一方面的原因在于我们国家的固定网络通信的技术和建设也是全球领先。
中国通信行业中，无线通信技术和固定网络通信技术一向并驾齐驱，世界领先。年初火神山医院72小时开通，很大的原因就是因为我们国家的固定网络建设和部署技术非常的先进，从火神山医院通过4G、5G、WIFI汇聚而来的远程医疗视频流量，最终通过运营商的光传输网络和IP承载网络送到了北京。
火神山5G远程会诊
固定网络通信技术包括数据通信技术和光传输技术。数据通信技术又包括园区（交换机）、广域网（路由器IP承载网）、DCN(数据中心交换网络）、安全等一系列基于IP的应用场景。当我们通过WIFI上网时，WIFI流量通过园区交换机接到广域网，最后送到数据中心内，这是一个端到端的过程；当我们使用家庭宽带时，家庭宽带的流量从家庭的光猫，通过运营商的广域网，最后送到华为云等数据中心。同样等我们使用5G打王者荣耀时，王者荣耀的流量从我们的手机到5G基站，然后通过路由器组成的移动承载网，最后通过广域网送到腾讯的服务器。
所以，数据通信技术是WIFI、家庭宽带、4G/5G等所有网络最终的汇聚，所有的IP流量在运营商那都会汇聚到一张路由器组成的大的广域网网，最终送到数据中心。如果数据通信网络的质量不好，带宽不够，就会出现视频学习花屏、视频会议卡顿、网络游戏时延高等问题。Youtobe在疫情期间降低视频清晰度的原因，就是因为疫情期间大量的消费者观看高清晰的视频，会导致数据通信网络带宽不足，所以只能降低视频清晰度，从而降低视频带宽
未来5年的通信时代，是5G和云的时代但是，从2020年来看，传统的数据通信网络在当前的时代已经不够用了。从新基建的内涵来看，未来5年将是5G和云大行其道的时代，也是全行业应用体验为王的时代。在5G和云时代下，数据通信网络需要被重新定义。整个中国的数据通信公司、研究机构、学者2020年都在思考这么一个问题：什么样的网络才能满足5G和云时代的需求。
新基建七大领域基本上都和5G、云有直接的关系。除了新基建之外，2020年的新冠疫情，也加速了5G和云的建设，远程上云的需求大大增加，末端带宽的需求也大大增加，正如中国工程院院士邬贺铨在主题演讲中表示的那样，2020年的疫情催熟了5G,催热了对5G的需求
新基建与5G和云的关系
那么，为什么5G和云时代要重新定义数据通信网络？因为过去的数据通信网络主要是承载上网业务，网络最看重的是带宽，只要带宽高那么一切网络业务都OK。而现在已经到了5G和云时代，5G和云时代驱动着整个产业的变革，万物互联成为首要目标，基于人工智能的第四次工业革命即将到来。不仅仅是我们的手机，传统的工业制造也开始数字化转型，这对数据通信网络带来了新的需求，比如5G的工业互联网、车联网的低时延网络、工业机器视觉所需的感知网络等等。
简单的说，逐渐步入的5G时代，业务的体验对用户更重要，用户对网络承载业务的好坏的感知，前所未有的清晰。就像我们可以明确感觉到王者荣耀的时延变大了一样，一旦网络不能满足业务的承载需求，我们会更清晰的发现工业生产告警了、VR游戏卡画面停顿了、智能汽车不听指挥了、云桌面卡到令人暴躁了。在5G和云时代，带宽不再是优质网络承载所考虑的唯一因素。
网随云动，智能云网
已经是新基建重点的云计算中心的建设，对数据通信的需求进一步提升。而且无处不在的公有云、私有云、混合云，各种行业云、安全云，从5公里到5000公里的边缘云、汇聚云、混合云，让业务联结需求更加复杂。很多业务会根据自己的业务要求选择不同的云，例如车联网业务因为要最快响应，需要就近联接到边缘云，再比如打车业务，某些信息需要联接到企业的私有云，某些信息需要联结到公有云，甚至因为监管可能要联接到政务云。
例如，某医院在数字化转型过程中，需要医疗信息上医疗云，云间异地容灾实现可靠性，而同时又需要通过医联体实现跨院资源共享，要求医疗数据安全无泄漏。而华为已经商用的5G智慧矿山，则要求时延低于20ms……
因此5G和云时代，实际上是一个多终端和多云大规模互联，但是又要保证体验时代，如果还是传统的网络模型，网络将是一团混沌。因为传统的IPv4和MPLS网络不能支持任意业务的按需联接，也无法识别任何对业务可能承载的“外因”，当然也不能保证业务的承载需求。如果依然使用传统网络技术，很可能网络中某段已经突发拥塞很久，网络管理人员还不知道，而工业生产早已经停工半天，损失早就不可限量。因此，5G和云时代的网络的建设目标，就是要将混沌复杂的网络联接，转变为有序、简单、质量可以保证的网络联接。
5G和云时代的网络趋势我认为，5G和云时代的网络，首先是一个智能的网络。想理清混沌的网络，必须要清晰的知道业务的联接需求、业务的体验需求以及任何可能影响业务联接质量的外因，这时，人工智能就是理清网络的好帮手。
华为公司的愿景是构建万物互联的智能世界，网络就是万物互联的关键。为了满足5G和云时代万物互联的诉求，华为数据通信在2020年提出了智能IP网络的概念。华为常务董事汪涛先生在UBBF2020上提出全智能联接的概念，推出“1234X”全面升级智能IP网络解决方案，在5G和云时代的应用场景下，将华为的数据通信解决方案升级为智能超宽、智能联接和智能运维三层网络架构，基于四大引擎产品(AirEngine、CloudEngine、NetEngine、HiSecEngine）推出四大智能IP网络解决方案(CloudCampus 2.0、CloudFabric 2.0、CloudWAN 2.0、HiSec 2.0)。也就是华为认为，要将5G和云时代混沌的联接转变成为有序的、按需的、高质量的联接，就必须让网络更加智能，用AI来辅助网络的运行，因此华为也发布了自动驾驶ADN的网络理念，期望网络的运营和运维管理，可以通过AI变的更加简单。
其次，5G和云时代的网络，必须是一个支持多云联接的确定性网络。确定性体现在，网络能够为业务提供更加确定质量的联接，确定的带宽、确定的时延、确定的资源分配等等
中国通信行业在2020年推出了IPv6+的理念。IPv6+是IPv6协议的演进。2017年国家发布了 《推进互联网协议第六版(IPv6)规模部署行动计划》，在2020年行动计划第二阶段收官之际，中国IPv6规模部署最高的指导机构“推进IPv6规模部署专家委员”进一步提出了IPv6+的概念，基于IPv6促进我国在5G和云时代的全产业升级。2020年第五期“IPv6+产业论坛”上，中国工程院邬贺铨院士认为，“IPv6+”是新基建信息化的高质量底座，新基建对IP网络提出了新的要求，“IPv6+”正当其实。同时，IP网络正在向”IPv6+”时代演进，最终在工业互联网、物联网、车联网等领域实现应用感知网络，打造中国新基建的高质量的底座，使能中国数字经济。
IPv6+是5G和云时代网络的演进方向
基于IPv6+的理念，根据云时代的网络需求，华为迅速推出了智能云网解决方案，受到了中国三大运营商的强烈欢迎，智能云网在广东联通、上海电信等地已经成功实现了商用。华为的智能云网的理念让网络不再仅仅是IP流量传输的轨道，而是真正的和云业务结合， 为千行百业“上云”、“用云”保驾护航。正如华为数据通信产品线胡克文总裁在第五届IPv6+论坛阐述的那样,电力技术是第二次工业革命的核心，电网将电力从发电站输送给千家万户，为工业的发展提供了澎湃动力；云技术作为第四次工业革命的核心技术，将强大的智能和算力，通过全新的智能云网输送给企业和个人。
华为数据通信总裁胡克文谈云网
同时，在确定性方面，2020年8月14日，华为数据通信携手南京未来网络完成了全球首个确定性广域网创新试验，实 现了全球首个跨2000公里以上传输距离、100微秒级的时延抖动控制。 紫金山实验室主任、中国工程院院士刘韵洁认为，新型确定性网络技术可实现网络带宽、路径、时延、抖动等的高精度控制，满足未来工业自动化、工业遥操作、全息通信、车路协同等业务的微秒级时延抖动保障需求，推进我国智能制造战略，提升国家竞争力。
再次，5G和云时代的网络，应该实现算网一体。算网一体意味着网络可以识别云计算中心、超算中心算力资源的分布，从而调度业务到合适的算力节点。
中国联通在《中国联通算力网络白皮书》中认为， 当算力成为一种通用的产品后，网络自然也要为算力产品服务，网络也将从云网融合走向算网融合。中国电信认为， 算力网络是一种新型的基础资源整合解决方案，它通过网络分发服务节点的算力、存储、算法等资源信息，并可结合网络信息（如带宽、时延等），针对客户的不同类型需求，提供最佳的资源分配及网络连接方案，从而实现整网资源的最优化使用。
算网一体，让算力资源真正成为网络运行的参考，让网络在转发时可以根据业务的算力需求（CPU、内存等）选择合适的数据中心，IP地址不再是网络的唯一参考依据，甚至只需知道业务类型和算力需求，就可以将业务转发到合适的目的，让网络显得更加聪明。中国移动也提出了算力感知网络体系。算力感知网络对网络资源进行算力的统一建模，让网络在5G和云时代下更加智能
中国的数据通信技术的发展，需要“领头羊”。当然，我前面分析的趋势，有些还是在试点和研究过程中，从过去到现在，全球数据通信的领头羊一直是思科，而在时代的变化中，中国需要华为这样的公司来领头超越，全球的数据通信网络，华为是当之无愧的领头羊之一。
华为 VS 思科，中国最早的通信奋斗史
现在很多朋友都熟知华为的5G世界领先，而数据通信恰恰是华为通信技术的另一明珠。华为的数据通信技术的发展历史，也正是华为波澜壮阔的技术发展历史的写照。最早和美国通信技术对决的的，正是华为数据通信产品和思科之间直接竞争。在我国通信发展初期很长一段时间，思科在通信人心中都撒高山仰止，考上CCIE就意味着拿到了铁饭碗，而华为波澜壮阔的通信发展历史，正是在华为和思科的对决中广为人知的
华为的数据通信从出生伊始就伴随着和思科的纷纷扰扰。华为的数据通信是华为的核心竞争力，华为海思最早的自研芯片，并不是用在智能手机上，而是由华为的路由器率先使用。经过十数年的不懈努力，现在华为已经逐渐赶上甚至超越了思科。从2020年的市场份额来看，华为数通在全球运营商的的市场份额已经超越了第一，在中国更是绝对的霸主。而华为公司的数据通信产品线在2020年，花了一整年的时间就是在思考5G和云时代的网络，如何从万物互联，转型成为万物“智”联，从接入到核心，华为数据通信的2020年的黑科技依然满满；
l 2020年华为性能最强AirEngine Wi-Fi 6 无线路由器C位出道，引领了企业网WIFI6建设的热潮，比华为的消费者WIFI还抢先一步定义企业网的WIFI接入规则
l 2020年华为业界首款5G AR路由器成功商用，接入路由器从此从4G时代跨越到了5G，为5G to B的业务增加重要的助力，获得东京展特别大奖
l 2020年华为新一代CloudEngine400GE数据中心交换机大规模商用，业界最强的数据中心交换机，伴随着业界第一的AI能力，为中国的数据中心网络国产化、智能化添砖加瓦
l 2020年华为NetEngine全业务智能路由器火力全开，智能云网解决方案风靡运营商，IPv6+ 技术全球领先
随着5G和云业务的不断发展，网络本身的在不断发展的，但是我相信在华为这样聚焦核心竞争力的公司带领下，中国的数据通信技术也会在5G和云时代走向辉煌，持续引领全球。那时的数据通信网络，说不定真正的实现了万物智联。