新型互联网交换中心组网架构研究.docxVIP

全球互联网自20世纪90年代进入商用以来发展迅猛，已成为当今世界推动经济发展和社会进步的重要信息基础设施。随着以数字经济为代表的新兴互联网产业快速崛起，消费互联网向产业互联网转型升级。超高清视频、VR/AR、人工智能和车联网等新业务对互联网网络性能要求急剧提升，用户与内容的距离越来越近，网络架构由“以管道为中心”的模式，逐步向“以内容为中心”的模式演变，同时也极大地推动了用户对大带宽、高可靠和低时延的高质量互联网需求的增长。互联网业务飞速发展的同时激发了网间互联互通需求，互联网交换中心（IXP）已经成为国际上重要的网络信息基础设施和流量交互节点。我国互联网网间互联互通流量主要是由国家级骨干直连点进行承载。2010年至今，由工信部主导，3家运营商承建的骨干直联点陆续在北京、上海、广州等14个城市落地。骨干直联点的建设与开通，保障了我国互联单位之间的网间通信流量疏通，减少网间流量长途绕转，提高网间流量疏通能力，提升网间通信质量。同时，我国也在不断探索和发展互联网交换中心，2000年信息产业部主导所有经营性网络在北京、上海、广州建立交换中心NAP，提供共享机房。运营商骨干网之间签订协议私有互联，但因当时互联网生态环境不够友好，没能发挥其功能。近些年随着民营宽带运营企业涌现，企业自建网络逐渐常态化，为适应发展新形势，行业内已经出现众多偷换概念的、半事实的或民间自建的“交换中心”，既扰乱了市场秩序，也存在低效重复建设的问题。因此，在政府指导下试点新型互联网交换中心是统一业界思想、打造全新互联生态、实现聚合高效发展和加强有效监管的重要途径，也是完善国内基础网络顶层架构，促进信息经济发展的重要保障。骨干直联点和交换中心网络结构示意如图1所示。 1国家新型互联网交换中心（CIXP）建设需求及网络架构分析 CIXP建设需求分析建设CIXP的目标在于疏浚互联网顶层流量和孵化培育数字化新经济。随着国内外企业加速上云，企业信息系统往往会分散部署于多个云平台和传统IDC中。由于信息系统间具有大量的通信需求并具有较高性能要求，众多企业需要一个“平等的”、“互利的”场所进行上云和云间互联业务流量疏导，去实现高效、快速和灵活的与各类型云服务商互联。由此，新兴互联网产业对企业上云和云间互联等互联互通业务的需求应运而生。 企业上云业务需求企业上云业务需求如图2所示。（1）OTT内容访问：终端用户通过运营商接入，再通过交换中心接入访问ICP，实现上网购物和视频等服务。（2）用户访问公有云：终端用户或者企业用户通过基础运营商接入，再通过交换中心接入访问用户自己购买的公有云业务，如云桌面/云游戏等。（3）CDN一级分发：CDN厂商通过交换中心接入，把内容分发到各运营商，提升用户访问体验。（4）IDC托管内容访问：如企业主页/APP托管在IDC，终端或者企业用户通过运营商接入交换中心，访问IDC，实现访问企业主页或者APP的业务。 1.1.2云间互访业务云间互访业务如图3所示。 企业混合云：企业部分业务上公有云（如视频存储/分析业务），自有业务上私有云，公有云与私有云间在交换中心进行互联互访。企业通过接入运营商后，在交换中心接入，访问多个公有云和私有云。（2）CDN回源：CDN通过交换中心从源站（ICP）获取资源。如某视频生产完成后，通过交换中心，交由CDN服务提供商进行分发。（3）IDC多地多中心：IDC多地多中心通过交换中心互联，数据再按需或定时备份。（4）云间算力协同：公有云之间通过交换中心互联，进行高实时性互访，如多任务协同处理图片渲染需要用到另外一个云提供的AI识别算法。综上所述，CIXP可以提供私有云、公有云和IDC间互联互通，用户可通过在交换中心一点接入多云，实现用户、公有云、私有云等隶属于同一个云业务组的多个网络之间的互联互通。除此之外，交换中心还可提供带或者不带SLA保障的上云业务，SLA要求可以包含安全性、低时延、可靠性和专线等，可满足车联网和工业互联网等众多行业用户不同的云专网需求。 1.2 CIXP网络架构分析2020年6月，国家在杭州试点建设杭州新型互联网交换中心，汇集杭州本地及周边基础电信企业、CDN企业、云服务商等互联网相关企业接入，并有计划随着后续网络资源和内容资源不断丰富，向华东乃至全国范围拓展。先行试点的CIXP总体架构分为网络区、运营管理区、增值业务服务区和安全区。其中，网络区是由核心路由器和接入路由器两层设备组成的基于SDN技术架构的2层交换网络； 运营管理区包括网络管理支撑系统、业务运营支撑系统和Web门户等，部署SDN网管系统；出口统一部署防火墙和入侵防御，与网络区IP可达，满足管理区出口安全要求；增值业务服务区为接入交换中心的企业提供增值业务服务，部署DDoS流量清洗系统和流控系统；安全方面根据综合质量安全监测管理系统要求提