?企業數字化轉型推動了云計算的發展。根據中國信息通信研究院的統計數據，2020年我國云計算市場呈爆發式增長，增速達56.6%。企業上云要求云計算的資源交付方式是動態的、按需的。云資源要具備靈活性、就近響應、避免單一云商鎖定和高可靠性等特征，這就要求連接云資源的網絡要具備快速交付能力，并能夠按業務需求進行靈活調整。

運營商紛紛開展云專網、云專線、SD-WAN等云網融合業務，加強云網基礎設施統一規劃建設。與大網協同，公有云、私有云、混合云等連接場景對云網絡提出了更高的要求。云網絡要具備云網融合能力，滿足“一點受理、自動開通、統一運維、自助隨選”等新型業務需求。

在云計算場景下，云網絡需要高效承載三類流量：

• 東西向流量：數據中心內部服務器之間的流量，實現虛擬機之間的互通、遷移、存儲數據的同步；
• 跨數據中心流量：不同數據中心之間的流量；
• 南北向流量：數據中心之外的訪問點或數據源與數據中心內部服務器之間的流量。

云計算網絡概念

云網絡以虛擬化技術為基礎，將網絡能力開放，為企業上云、用云過程中提供“云-邊-端”互聯互通服務。云網絡是以云為中心，面向應用和租戶的虛擬化網絡基礎設施，具備按需、彈性、隨處可獲得、可計量的特征。

云計算是一種網絡服務，是一張面向企業租戶和應用的服務網絡。與傳統網絡相比，云網絡的典型特征是共享、彈性、自助服務、按需提供等。從某種程度上來講，云網絡是CT與IT融合的產物。

云網絡架構

圖1：云網絡體系

對應云場景下的流量，云網絡總體上分為數據中心內網絡、數據中心間網絡、數據中心接入網絡等三個部分。

1. 數據中心內網絡

數據中心內網絡主要承載同一數據中心內東西向流量，滿足服務器等資源的高速接入，一般采用基于CLOS架構的兩層Spine-Leaf架構。

數據中心云網絡的基礎是網絡資源的虛擬化。通過對網元、網絡設備的虛擬化使得資源可以充分靈活共享。同時網絡的虛擬化開放網絡能力，將各項功能和資源封裝成API提供給客戶，客戶可以統一管理云、網、端資源。在數據中心云網絡中，4-7層協議網元普遍采用NFV技術實現。云網絡通過軟件虛擬化的方式向云上租戶提供網絡功能。

數據中心云網絡借助SDN將控制平面與轉發平面進行分離，控制層更靈活，數據轉發層更標準化。通過集中控制，網絡管理員可以通過控制器的API編寫程序，實現自動化服務部署，大大縮短業務部署周期，實現按需動態調整。數據中心云網絡采用集群的方式支持擴展，結合網絡虛擬化，為每個用戶提供彈性網絡，實現了網絡的統一編排和控制。

云網絡采用了優化網絡編址和提升網絡性能的技術。在編址上使用Overlay技術。在網絡性能上，通過重構網絡設備形態，持續提升數據轉發能力。云網絡的編排包括兩個方面：（1）網絡功能的虛擬化：通過標準服務器將網絡功能虛擬化。按照云計算的業務需求，管理NFV網元生命周期，按需動態創建、刪除和擴容NFV資源，并根據業務的流量模型，下發對應的轉發表項或轉發規則，確保業務報文正確轉發。（2）網絡服務的虛擬化：通過Overlay技術將物理網絡抽象出來，劃分出多個隔離的虛擬網絡服務提供給租戶，讓不同的租戶獨立管理自己的網絡環境。 

圖2：數據中心云網絡功能架構

數據中心云網絡功能架構包括三層，從下至上依次為網元轉發層、網元管控層以及云管理平臺（見圖2）。

網元轉發層是數據中心云網絡的基座，提供網絡數據面功能。轉發層基于通用CPU，通過軟件編程方式，完成網絡數據包的轉發；通過VxLAN或者NVGRE等隧道技術實現海量租戶隔離和復用。

網元管控層提供網元轉發層的轉發表項，對各個網元的控制面集中處理。網元控制層獨立于網元轉發面。控制層在生成轉發表項后，統一將轉發表項發至數據面。

云管理平臺提供網元編排、鑒權和計費等功能，管理租戶不同網元的配置以及啟動、刪除等生命周期事件，將配置和事件下發至管控層，更新對應網元的轉發表項，最終根據業務需求提供不同的網絡連接能力。

2. 數據中心之間的網絡DCI（Data Center Interconnect Network）

數據中心之間的網絡承載不同數據中心之間的南北向流量，包括同一云服務商不同數據中心之間的網絡和跨云服務商的數據中心之間的網絡。云計算業務的多樣性和訪問的隨機性要求DCI具備業務隔離、接入方式多樣的特性。DCI互聯通常有三種方式：

• 一種是前端網絡互聯，又稱網絡三層互聯，不同數據中心通過前端網絡（出口）互聯；
• 第二種是網絡二層互聯，在不同數據中心服務器網絡接入層構建大二層互聯網絡，滿足服務器集群或虛擬機動態遷移場景需求；
• 第三種是后端網絡互聯，通過SAN、DWDH、SDH等技術實現數據中心之間后端存儲網絡互聯。

從實現層次上，DCI可分為骨干網絡和接入網絡。骨干網絡構建專門的轉發面，負責全網流量智能調度和快速轉發。接入邊緣實現不同業務的分類接入和服務區分。云的可用區和網絡出口架構松耦合，各自向最優化的方向發展，在云的可用區之外形成出口調度平臺。

數據中心間互聯需要解決多云之間，以及多個異構環境間的互聯互通。MPLS VPN與SD-WAN是多云互聯關鍵技術。MPLS VPN與互聯網鏈路隔離，具有安全性強，鏈路質量高等特點；SD-WAN通過控制器統一管理多云互聯網絡，優化底層鏈路質量，可以實現低成本、低延遲、高可用的跨云信息傳輸。

DCI通常由云服務廠商自建或者由專業的交換中心廠商建設。2000年開始在北京、上海、廣州等地建立了國家級互聯網交換中心以及多個地區級交換中心；2015年以互聯網企業為基礎的交換中心開始出現。從2020年開始，新型互聯網交換中心出現，成為我國互聯網創新發展的網絡基礎。新型互聯網交換中心實現了各類網絡的無差別接入，信息、數據、資源交互更加便捷。

3. 數據中心接入網絡

數據中心接入網連接云資源與用戶，多采用SDWAN技術，通過在分支機構等接入點部署支持SDN集中管理控制的CPE設備或者vCPE軟件，實現資源的可靈活調配，服務的自助式云資源接入。SDWAN將多個網絡線路根據業務的優先級進行綁定，從而在滿足業務需求的基礎上，降低整體的組網成本。同時，通過SDWAN可編程API可以實現自動化部署，控制網絡的使用時間和使用方式。

產業發展

據中國信息通信研究院相關調研數據顯示，2020年我國以云專線、云組網、SDWAN為代表的云網絡服務市場規模達到279億元。我國云網絡產業主要由電信運營商、云服務商、云連接服務商組成。

• 電信運營商將網絡能力產品化。隨著5G建設的推進，電信運營商在邊緣云節點擁有巨大優勢，能夠形成從核心、承載、接入全環節的云+網的覆蓋，為用戶提供多層次多元的云網絡服務。
• 云服務商將云服務適配網絡環境。云服務商以云為核心建設開放合作生態。云連接服務商協助公有云服務商提升網絡能力。
• 云連接服務商打通多個公有云之間的網絡連接，形成一種網絡資源與公有云資源互相補充的合作伙伴模式。

云網絡發展趨勢

隨著技術的發展，在市場的驅動下，通用計算形態從虛擬機向容器與函數計算演進，算力從通用計算走向專用計算，要求云網絡能夠承載高性能要求的計算任務。無損網絡、低延時網絡逐漸成為云網絡基礎網絡技術底座。

邊緣計算的市場需求快速增長，云-邊協同、分布式云成為新形態。云邊協同網絡包含了接入側、邊緣側、中心側的網絡，并涉及數據中心接入網絡、數據中心間網絡與數據中心內網絡的多個虛擬化軟件功能組件。

云原生做為構建云上業務的最優模式集合，要求云網絡能夠支撐云原生業務需求，滿足云原生服務的網絡端點和服務間的互通性、安全性和負載均衡要求。云原生網絡通過服務網格+容器網絡接口CNI（Container Network Interface）提供層次化服務。CNI實現創建、刪除容器時的調用方法，ServiceMash封裝4-7層的網絡協議。在云原生網絡的支撐下，云原生應用只需關注服務的狀態、限流、熔斷監控等更高層次的需求，不再需要關注具體的IP地址和路由策略。

下一代云計算將是分布式云（Gartner預測）。分布式云要求網絡具備邊緣化、分布式的特征。未來云網絡要能實現業務、云、邊一體化，實現云邊與云網的融合、協同。云網絡將從中心云或區域云逐漸擴展至端到端的網絡。大型云交換中心將形成云網協同新形態，實現不同地區、不同云服務商、不同運營商之間的多云資源接入與多種網絡互聯。

小 結

云網絡統一云網資源和服務能力，逐漸突破云網物理邊界，向網絡、計算和存儲一體化融合的技術架構演進。算力網絡將成為云網絡演進的下一個階段。?