创新三层AI架构，打造智能IP网络

文/华为数据通信产品线总裁 胡克文

IP网络历经30多年的发展，为智能社会打下了坚实的网络联接基础。据《华为全球产业展望GIV@2025：智能世界，触手可及》预计，到2025年，全球联接数将达千亿，互联网将覆盖62亿人口。同时企业数字化进程不断加速，2025年100%企业将会采用云服务，基于云技术的应用将在企业中达到85%的使用率。随着企业云化与数字化转型的深入，IP网络需要承载越来越多、越来越关键的业务，这些海量的关键业务也对网络承载提出了更高的要求。

以企业园区Wi-Fi网络为例，在办公楼宇、大型场馆、大型商场等区域，人流密度变化频繁，用户上网使用的业务也多种多样（包括电子邮件、网页浏览、视频会议、电子交易等），如何确保不同用户的业务体验？传统方式是通过运维人员手动调整，但难以应对人流的快速变化，用户体验无法得到有效保障。Wi-Fi网络能否主动感知人流与业务的变化，自动进行网络调整，满足不同业务的诉求？

将AI技术引入园区网络，智能识别Wi-Fi网络用户的终端接入数量、接入位置、带宽需求、业务体验需求的变化，并预判趋势，据此对Wi-Fi网络进行动态调整，优化整网性能，是一个可行的思路。华为已经和部分客户开展了智能IP网络联合创新，取得了一定的成果。根据第三方测试机构Tolly测评结果显示，该方案可以通过Wi-Fi优化，将无线空口的吞吐量提升58%，Wi-Fi信道干扰率比业界下降49%。此外，还可以将AI技术用于园区网络的智能运维，大约85%的故障可以在10分钟内处理完成。

华为认为，智能IP网络具备以下几个特征：

智能联接，是智能IP网络架构的基础。当前IP网络有很多不确定性：业务和网络之间并没有充分的协商过程，业务层对于网络层服务的期望（也叫业务意图）并不明确，这是来自需求侧的不确定性。此外，IP网络是统计复用的，网络资源占用情况随着业务、流量的变化时刻在变化，这是来自供给侧的不确定性。为了消除不确定性，首先需要准确感知业务意图，比如业务层通知网络层业务诉求，或者网络层根据业务流量行为特征（业务模型）进行分析，从而主动识别出终端、用户、业务类型，进而推断出其对联接服务的期望，以消除需求侧的不确定性。同时，网络管析控平台通过神经网络等AI算法建立网络模型，并实时感知和分析网络状态，了解网络资源占用情况，以消除供给侧的不确定性。智能联接还包括将业务意图与网络资源进行匹配，以最小代价持续提供“满足业务期望”的联接服务，实现“应用驱动体验”的目标。

智能运维，是提升用户体验的关键。当前，投诉驱动的维护方式，给网络运维带来了极大挑战。网络运维部门往往是最后一个知道网络出了问题的部门，用户体验无法保障。为了提升用户体验，预测性运维是我们的目标。为此，我们首先需要能够实时感知网络状态，了解网络是否有问题发生或有潜在风险，继而，通过故障模型匹配，精确找到问题根因并自动修复，在用户体验受损前解决问题，保障业务不受影响。

智能学习，是智能联接和智能运维的保障。业务模型、网络模型和故障模型的建立，都依赖于智能学习的大数据训练和分析能力，需要通过智能训练，建立起合适的模型。同时，AI学习的持续演进能力，可以让整个系统变得越来越聪明，适应业务和网络的快速变化，提供更加优质的服务和体验。

在2019年华为全联接大会期间，围绕着智能联接，智能运维和智能学习这三大关键特征，华为发布了智能IP网络的三层AI架构，在数据通信领域加速实现自动驾驶网络ADN （Autonomous Driving Network）：

设备AI：华为数据通信主力产品“四大引擎”（路由器产品族NetEngine、交换机产品族CloudEngine、WLAN产品族AirEngine、安全网关产品族HiSecEngine）全面提供AI Turbo能力。设备通过边缘推理和实时决策，基于业务意图，调整转发策略，实时保障最佳业务体验。

网络AI：华为iMaster NCE，对接业务层的意图，实现网络配置自动生成和部署，并确保网络持续满足业务意图；它可以实时感知物理网络的健康情况，发现异常并及时预警，提供异常处理建议；可以基于经验库进行网络异常的快速排障或优化；还可以实现业务的SLA实时可视，并基于AI技术使能预测性维护。同时这个系统也具备开放能力，将网络AI能力视图按需展示，使能合作伙伴面向各行各业进行定制化开发。

云端AI：华为iMaster NAIE，主要基于云平台提供数据湖服务、模型与训练服务、生态开放及开发者服务。可以帮助企业培养AI算法专家/开发者，构筑AI算法能力；提供训练服务，帮助开发者降低算力资源获取成本；数据脱敏后进行资源数据共享，助力开发者进行模型训练；提供联邦学习和迁移学习能力，解决模型泛化问题，实现模型共享。

智能IP网络不仅在园区网络大显身手，也在数据中心网络、广域网、防火墙等领域有新的突破。

数据中心网络+AI：AI时代的到来，给数据中心网络提出了更高的要求。相关测试表明，数据中心网络中0.1%的丢包率会导致AI训练算力下降50%。如何实现数据中心网络0丢包，充分释放AI算力？华为推出的业界首个智能无损DCN解决方案，采用AI技术进行预测性流量调度，能够真正实现网络0丢包，数据计算与存储效率提升约30%。此外，将AI技术用于数据中心网络的智能运维，华为与客户在联合创新中取得了重大进展：针对75类常见故障，做到1分钟感知故障，3分钟定位故障，5分钟修复故障。基于以上研发和联合创新成果，AI加持的华为数据中心网络解决方案可以初步实现“智能理解业务意图、智能选取最佳网络路径、智能评估变更风险、智能检测故障和快速定位根因”，率先在数据中心网络领域实现L3级自动驾驶网络。

广域网+AI：在“5G+云+AI”使能千行百业的新时代，5G提供了前所未有的无线接入能力，而云和AI提供了几乎无穷可扩展的智能计算能力（针对单个租户而言）。值得提醒的是，“5G+云+AI”中间的两个加号“+”不可忽视。如果说AI加持的数据中心网络就是“云+AI”中间的那个加号，那么AI加持的广域网就是“5G+云”中间的那个加号。如何借助AI技术让广域网加速实现自动驾驶网络，充分发挥5G、云、AI的潜能，为百万企业上云、5G使能千行百业提供最佳网络联接？

与数据中心网络的情况类似，在实现自动驾驶网络的过程中，将AI技术用于广域网络，也能够根据业务的时延等SLA要求，智能匹配网络资源，智能选取最佳网络路径。但是，与数据中心网络不同的是，在百万企业上云、5G使能千行百业之际，广域网首先要解决一个基本问题：如何在广域网上实现业务快速部署，并满足各行业不同的SLA诉求（如5G远程医疗的端到端时延必须小于15毫秒），实现最佳网络联接？通俗地说，如何让物理转发面的“身体”能够跟上AI加持的“管控析大脑”的节奏？这是广域网面临的新挑战。

首先，面对百万企业上云场景，由于传统网络需要人工逐段打通，部署效率已经成为瓶颈。最新一代的路由协议SRv6（IPv6段路由）采用了“源路由”机制，将广域网的部署从“端到端多设备逐一配置”简化为“源点侧单设备配置”，因而大幅降低广域网的部署复杂度，使转发面也能如影随形般跟上 “管控析大脑”的节奏。如此，“大脑”与“身体”双剑合璧，实现广域网中自动化快速部署。

其次，针对5G垂直行业场景不同的SLA尤其是时延诉求，广域网络也可以借助SRv6协议，根据管控析系统计算出的最优路径，通过对网络转发路径的编程，实现确定节点、确定路径、确定时延的路径快速配置，满足业务层的要求。

由此可见，最新一代的路由协议SRv6，是AI加持的新一代广域网必备的转发面能力，使能广域网 “智能推荐最佳路径、快速部署最佳联接、实时调优业务SLA”，与5G和云技术一起，助力百万企业上云、使能千行百业。

网络安全网关+AI：在网络安全领域，恶意软件变种众多，隐蔽度高，目前防火墙通过“特征匹配”去分析和检测威胁的方式，已经无法有效应对。华为全新发布的业界首个T级AI防火墙HiSecEngine USG12000系列产品，凭借独创的AIE威胁检测引擎，在网络边界实时处置“失陷主机”、“C&C外联”等传统安全网关无法检测的威胁，检测准确率达99%以上；同时，HiSecEngine USG12000内置昇腾310 AI芯片，用AI算力将威胁检测的性能提升5倍；采用安全事件智能分析及安全策略智能调优技术，实现分钟级业务上线及基于业务驱动的策略部署与变更，将安全运维OPEX降低80%。新一代AI防火墙，将为企业提供智能化的网络边界防护，筑起安全防护的钢铁长城。

华为始终坚持以客户为中心的核心理念，客户需求永远是牵引华为前进的动力。通过NetCity联合创新机制，华为将领先客户的需求与自身的芯片研发能力、产业标准影响力相结合，与客户和合作伙伴一起携手，持续孵化更先进的产品与解决方案，引领智能IP网络。

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