SDN西風(fēng)東漸，先為CT行業(yè)不屑一顧到行業(yè)大熱，至今已有7個(gè)年頭，NFV概念來(lái)自于CT自身，但在此之前，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備硬件通用化的爭(zhēng)論和小范圍實(shí)踐已經(jīng)存在了十年以上，云計(jì)算虛擬化技術(shù)的成熟解決了其技術(shù)的可行性。任何一種大熱或者成功的技術(shù)都是以往先驅(qū)和先烈犧牲和積累后的結(jié)果。

那么這一波技術(shù)變革能否堅(jiān)持到它們獲得真正意義上的市場(chǎng)成功?還是像ATM技術(shù)一樣大熱之后曇花一現(xiàn)?這就要分析信息產(chǎn)業(yè)供求雙方的力量對(duì)比、成本變動(dòng)趨勢(shì)。

一、信息產(chǎn)業(yè)的供求關(guān)系

從信息產(chǎn)業(yè)的本質(zhì)來(lái)講，信息源是供應(yīng)方，信息消費(fèi)者是需求方，服務(wù)端的計(jì)算存儲(chǔ)性價(jià)比+網(wǎng)絡(luò)成本決定了供應(yīng)的發(fā)展，客戶端計(jì)算存儲(chǔ)能力構(gòu)成了需求方。過(guò)去三十年個(gè)人用戶以合理價(jià)格獲得的計(jì)算存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)能力的提升比例大約為12:13:1,提升的倍數(shù)在10^5左右，單位信息量的價(jià)格下降了10^6數(shù)量級(jí)，沒(méi)有哪一種技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的貢獻(xiàn)可以和信息技術(shù)相比擬。這其中網(wǎng)絡(luò)的性價(jià)比降低較慢，除了網(wǎng)絡(luò)本身的壟斷特性以外，網(wǎng)絡(luò)接入本身作為一種服務(wù)提供，其一部分的成本并非由硅產(chǎn)業(yè)決定，乃是制約成本下降的主要因素。因此在技術(shù)發(fā)展上出現(xiàn)了很多以計(jì)算、存儲(chǔ)換帶寬的做法，比如壓縮算法、鏡像/CDN/Cache技術(shù)。

在上個(gè)十年，客戶端技術(shù)的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于服務(wù)端和網(wǎng)絡(luò)，中心化的網(wǎng)絡(luò)及計(jì)算架構(gòu)無(wú)法滿足消費(fèi)者對(duì)于信息的需求，因此P2P技術(shù)成為了一種主體的計(jì)算架構(gòu)，流量以對(duì)等模型為主，而我們談網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)技術(shù)時(shí)主要考慮P2P流量的優(yōu)化;隨著多核CPU的發(fā)展以及新的服務(wù)商業(yè)模式發(fā)展，計(jì)算架構(gòu)再度恢復(fù)成為C/S模式，網(wǎng)絡(luò)流量終結(jié)在服務(wù)提供商的DC中，在區(qū)域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，流量又變成了南北流量為主，我們開(kāi)始談以云為中心的網(wǎng)絡(luò)。 這一切的主因是因?yàn)榭蛻舳藢?duì)信息量的消費(fèi)需求在過(guò)去的數(shù)年中達(dá)到了一個(gè)飽和，同為IntelCPU，筆記本的主流CPU還是雙核，而服務(wù)器CPU已經(jīng)是8核乃至更多，智能手機(jī)有更多核的形態(tài)，但實(shí)際處理能力相對(duì)較低。對(duì)于不同類型的信息而言，能夠產(chǎn)生大量帶寬需求的主要是非結(jié)構(gòu)化的信息，比如視頻，1080P、4K、8K的視頻需要消耗數(shù)兆乃至數(shù)十兆的帶寬，但是其取決于大屏幕顯示技術(shù)的成本降低，普及的速率并不快。另外隨著工作節(jié)奏的加快、信息技術(shù)的普及，人的時(shí)間越來(lái)越碎片化，對(duì)于需要安靜環(huán)境大段時(shí)間欣賞的大屏幕高清視頻，其實(shí)需求并未顯著增長(zhǎng)，而是大部分時(shí)間停留在了智能終端上的小屏幕UGC內(nèi)容。這使得個(gè)人用戶對(duì)于帶寬的需求增長(zhǎng)相對(duì)緩慢，尤其是相對(duì)于服務(wù)端計(jì)算能力的提升而言。

二、SDN/NFV的故事

CPU的計(jì)算能力在未來(lái)十年內(nèi)仍然可以遵循摩爾定律大約每18個(gè)月到2年翻一番，過(guò)去幾十年存儲(chǔ)I/O是整個(gè)信息系統(tǒng)中的瓶頸，但是SSD的發(fā)展彌補(bǔ)了這一不足。因此可以預(yù)見(jiàn)到未來(lái)10年，計(jì)算服務(wù)供給相對(duì)于計(jì)算消費(fèi)需求而言，仍然可以維持逐年提升的能效比和性價(jià)比，這給了我們采用通用服務(wù)器NFV技術(shù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邊緣網(wǎng)絡(luò)一個(gè)理由，同時(shí)由于C/S模式的流量大部分都終結(jié)在DC中，對(duì)于視頻和下載類流量而言，準(zhǔn)確地說(shuō)大部分終結(jié)在CDN中，這使得采用集中化部署NFV技術(shù)不會(huì)產(chǎn)生過(guò)多額外的流量迂回成本?？梢院?jiǎn)單算一下，假定每個(gè)移動(dòng)用戶每月消費(fèi)5GB蜂窩網(wǎng)流量，每個(gè)月上網(wǎng)活躍100個(gè)小時(shí)，也就是平均14Kbps速率，多用戶上網(wǎng)時(shí)十倍的峰/均值比，每用戶140kbps，那么一個(gè)40Gbps處理能力的服務(wù)器可以處理28.57萬(wàn)用戶，幾乎沒(méi)有什么成本壓力;而固網(wǎng)寬帶用戶，假定忙時(shí)平均20M帶寬，一個(gè)40G處理能力的服務(wù)器則可以接入2千用戶，對(duì)于一個(gè)百萬(wàn)人口，30萬(wàn)家庭的城市，需要150臺(tái)服務(wù)器，如果我們將CDN和寬帶接入服務(wù)器做一定的整合或優(yōu)化，則性價(jià)比可以進(jìn)一步上升。

運(yùn)營(yíng)商的業(yè)務(wù)邊緣網(wǎng)上，純流量型的匯聚和骨干網(wǎng)絡(luò)，還是硬件網(wǎng)絡(luò)的天下。當(dāng)然，通用服務(wù)器仍然不及專有硬件的性價(jià)比，但是通用化帶來(lái)的多網(wǎng)元硬件能力共享以及動(dòng)態(tài)伸縮能力彌補(bǔ)了這一不足，并且業(yè)務(wù)邊緣的網(wǎng)元仍然需要一定的計(jì)算能力，我們無(wú)法用ASIC實(shí)現(xiàn)，使得專有網(wǎng)絡(luò)芯片的優(yōu)勢(shì)并不大。這個(gè)就是NFV的故事，看來(lái)未來(lái)10年還是可以繼續(xù)下去，除非10年后摩爾定律的終結(jié)，新的網(wǎng)絡(luò)流量模型帶來(lái)，個(gè)人用戶的帶寬需求增長(zhǎng)速度超越了集中網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的性價(jià)比提升速度，我們?cè)倩氐綄Ｓ杏布?yōu)化的道路上來(lái)。

SDN是完全不同的另外一個(gè)故事。以往網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)自在的實(shí)體、一個(gè)獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)，以高冷的黑盒方式存在，超脫于IT應(yīng)用之外，并且采用橫向的標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議進(jìn)行交互，其網(wǎng)絡(luò)功能演進(jìn)的速度取決于標(biāo)準(zhǔn)化博弈的速度，以年甚至數(shù)年為單位;而應(yīng)用軟件的更新周期不斷加快，尤其是移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代，軟件的更新周期甚至以周計(jì)算，但是一旦應(yīng)用軟件的能力需要依賴于網(wǎng)絡(luò)的特定特性，那么就被拉低到網(wǎng)絡(luò)的速度之上，故而一般軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)不會(huì)依賴于底層網(wǎng)絡(luò)的能力，從整個(gè)信息產(chǎn)業(yè)乃至廣域網(wǎng)絡(luò)而言，松耦合是必然的，但是具體到一個(gè)組織內(nèi)部，為什么不能讓網(wǎng)絡(luò)成為應(yīng)用系統(tǒng)的一部分、為什么需要兩套體制來(lái)管理計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)?為何不能如同數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)、存儲(chǔ)服務(wù)、認(rèn)證等服務(wù)一樣，由合法應(yīng)用自由調(diào)用、訂制?比如DC中計(jì)算、存儲(chǔ)及網(wǎng)絡(luò)一體化才能提供真正意義上的IaaS服務(wù)。

這就是SDN的故事：讓網(wǎng)絡(luò)成為應(yīng)用的一部分，讓網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)速度和軟件同步。這個(gè)和NFV所倡導(dǎo)的通用化還有所區(qū)別，是一個(gè)不可逆、必然的過(guò)程，而NFV硬件通用化受信息供求雙方產(chǎn)消能力對(duì)比的影響，就如同我們?cè)?0年代早期用通用CPU實(shí)現(xiàn)路由器、BRAS，后來(lái)我們改成專有硬件，NFV時(shí)代再改成通用CPU來(lái)實(shí)現(xiàn)一樣。在WAN骨干網(wǎng)絡(luò)方面，理論上我們可以構(gòu)建單獨(dú)的NaaS服務(wù)，但是長(zhǎng)距離帶來(lái)時(shí)延、成本增加以及可靠性下降，此外WAN本身是由不同投資主體、不同運(yùn)營(yíng)主體構(gòu)成，即使在一個(gè)運(yùn)營(yíng)商內(nèi)也是如此，大范圍、不同周期投資、不同供應(yīng)商提供的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備個(gè)體能夠標(biāo)準(zhǔn)化、互通的必然是最基礎(chǔ)、不變的接口，因此在這樣的范圍內(nèi)應(yīng)用SDN的控制轉(zhuǎn)發(fā)分離理念不僅技術(shù)上、而且在經(jīng)濟(jì)上也是不可行的。當(dāng)然我們不排除在某些小范圍的專有WAN中應(yīng)用部分SDN-like的技術(shù)，比如某些區(qū)域匯聚網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)基于流量流向統(tǒng)計(jì)及預(yù)測(cè)的準(zhǔn)實(shí)時(shí)流量調(diào)度。但是骨干網(wǎng)絡(luò)流量的快速增長(zhǎng)，很快使得細(xì)顆粒度的帶寬調(diào)度變得沒(méi)有意義。全光網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)發(fā)展速度低于預(yù)期，使得我們尚有空間去講一講動(dòng)態(tài)流量調(diào)度的故事。

在以視頻等內(nèi)容流量為主的網(wǎng)絡(luò)中，我們的網(wǎng)絡(luò)流量應(yīng)該盡可能終結(jié)在骨干邊緣的DC中的CDN上，并且采用主動(dòng)分發(fā)的方式預(yù)先推送到邊緣，盡可能保證用戶接入的第一跳就直連到各大DC中。WAN網(wǎng)絡(luò)的主要職責(zé)就是連接各大DC，業(yè)務(wù)邊緣網(wǎng)絡(luò)直接和DC合設(shè)，或直連DC。這也是SmartEdge、Dumb Core的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)理念的進(jìn)一步深化發(fā)展。

三、展望未來(lái)

什么樣的流量模型決定了我們采用什么樣的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，過(guò)去十年網(wǎng)絡(luò)流量的可匯聚發(fā)展趨勢(shì)帶來(lái)了以DC為中心的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，另一方面摩爾定律還可以持續(xù)下一個(gè)十年，石墨烯等新材料或許可以再延續(xù)其生命力2個(gè)十年，這使得集中服務(wù)供給的性價(jià)比尚有提升空間，在既有用戶需求的增長(zhǎng)趨勢(shì)下集中服務(wù)供給成本不會(huì)顯著上升?？赡艿淖償?shù)是新的對(duì)等人人、人機(jī)交互技術(shù)、商業(yè)模式的突破帶來(lái)帶寬需求模型的急劇變化，比如說(shuō)3D、全息的可視化交互普及、解決對(duì)等通信和集中服務(wù)商業(yè)模式之間的技術(shù)和法律問(wèn)題，使得流量的模型又回到對(duì)等模式為主，從而使得完全以DC為中心的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)變得不再經(jīng)濟(jì)。在這之前目前的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的生命力估計(jì)還有10-15年，這也是NFV本身的生命周期。

而網(wǎng)絡(luò)本身可編程、軟件化、和應(yīng)用無(wú)縫集成的趨勢(shì)不會(huì)走回頭路。這會(huì)使得我們網(wǎng)絡(luò)設(shè)備形態(tài)、芯片技術(shù)發(fā)生大的變化，ASIC增加可編程能力、通用計(jì)算架構(gòu)增加網(wǎng)絡(luò)處理擴(kuò)展，使得應(yīng)用軟件真正可以完成對(duì)網(wǎng)絡(luò)的集成，從而使得SDN從雷聲大、雨點(diǎn)小的現(xiàn)狀真正走向商業(yè)的成功。