2017年P4中国峰会北京站 会议小结

2017 P4 中国峰会 北京

本次会议依然侧重介绍P4，并highlight P4的benifit，大致分为以下几类：

1.学术界 - 未来网络的发展，为何提出P4技术？

  • 未来网络和实体经济、其他学科相结合

  • P4是可编程网络的助力器，其作用是将网络功能、协议设计交付给广大设计者而不是传统的网络设备厂商，从而

    • 最大化地加速网络创新

    • 缩短协议部署周期

    • 开发者自顶向下网络设计，拥有完整的创新实验平台

2.互联网公司 - P4能为我们带来什么？

构建需求、业务驱动网络：

  • DC网络数据实时收集

  • 承载大流量、多类型业务流

  • 可编程带来的优势

3.解决方案供应商 - P4应用于DC解决方案的优势

  • 客户需求定制网络，差异化服务

  • 技术支撑产品创新、服务质量

  • 可编程为生态注入新活力

4.芯片厂商 - P4体系架构及技术介绍

  • Tofino

Details

刘韵洁

  • 1.未来网络技术的发展趋势

  • 2.中国在未来网络领域的研究情况

  • 3.结束语

Ch1.未来网络技术的发展趋势

互联网面临严重挑战，未来网络迎来发展机遇。

  • 网络功能：科研型 => 消费型 => 生产型

    • 第一代互联网：军事与科研网

    • 第二代互联网：万维网 电子商务

    • 第三代互联网：与实体经济深度融合

未来网络已成为业界关注焦点

  • 未来网络基础研究

  • 未来网络试验网

全球未来网络发展的多个候选方向

  • SDN 软件

  • CCN 信息

  • Cloud 数据中心

  • MobilityFirst 泛在移动

  • XIA 内生安全

  • ChoiceNet 经济模式

技术发展趋势 - 软件定义网络

  • 开放、软件为主、智能控制

技术发展趋势 - 基于数据中心云架构重构网络

  • 以数据中心为中心组网

技术发展趋势 - 云

  • 云计算 => 边缘计算/雾计算

技术发展趋势 - CP => open source

  • ODL

  • ONOS

  • 开源网络操作系统成为全球制高点

技术发展趋势 - 数据平面向硬件开源方向转变

  • 软件开源 => 软件开源、硬件开源

技术发展趋势 - 人工智能(AI)应用于未来网络

  • “傻瓜型网络” => 智能型网络

产品成熟度Gartner曲线

Ch2.研究现状

1.未来网络体系结构 - 服务定制网络(SCN)

  • 简单、开放、可拓展

  • 安全可靠

  • 融合

  • 高效、灵活调度网络及信息资源

交通运输体系带来的启示

  • 按需

  • 服务质量

  • 差异化服务

服务定制网络SCN - 系统架构

  • 服务可定制

  • 服务可迁移

  • 服务可感知

中国首个小型未来网络试验网

2.未来网络试验设施项目 - CENI: China Environment for Network Innovations

全面提升网络创新能力，增强网络产业核心竞争力，保证网络空间安全，确保网络可持续发展。

主要目标

  • 具备验证新型网络架构、核心技术实验的能力

  • 验证新型网络架构和系统适应新业务、需求的能力

  • 具备针对现有网络问题解决方案的创新试验能力

基于SDN白牌设备的试验网组网方案

重要研究方向与突破：

  • 运营商网络SDN平滑演进和部署实验验证

    • 第一阶段：Underlay层不变，重点在Overlay层进行改造，优化网络性能；

    • 第二阶段：Underlay逐步SDN/NFV化

  • 超大规模数据中心网络实验验证

    • 采用PI的P4交换机

  • 基于P4的DB网络协议创新

    • 自研协议验证

    • 结合AI进行协议自动优化

  • 光网和IP网融合

    • 光层和IP层融合与协同组网

    • 信息共享、链路保护、故障快速恢复、链路利用率优化

  • 5G

    问题：移动通信网络利用率低、无法定制化服务、不能支撑物联网场景

    • 重构端局网络

    • DP用白牌设备，厂商解耦

    • CP的OS融合网络控制、云平台、业务编排

  • 4K/8K视频、AR/VR业务分发实验验证

    问题：网络流量冗余、带宽压力大

    • SDN/NFV技术实现计算、存储、网络多维资源的统一管理，融入内容分发能力，实现云网一体化

  • 基于云网一体化的产业互联网

    • 为地方产业转型、制造业升级改造提供网络支撑

  • 空天地海一体化网络实验验证

  • 基于AI的网络优化学习实验验证

    问题：指数级增长的网络状态数量，有限AI输入模型之间的错配，如何运用AI来优化网络管控、简化网络运维？

为我国网络领域的基础科研创新提供环境

支撑运营商、设备商、互联网公司面向新型应用的各类创新实验

未来网络在中国有巨大的前景

3.结束语

1.未来网络与实体经济结合，将有十分巨大的市场前景

2.未来网络与AI是时代双擎

3.CENI将成为网络领域的科研和产品研究的重要支撑

Nick McKeown - Programmable Forwarding

OSPF BGP ... VxLAN

Switch OS 

Driver ... specific driver

Hardware ... configuration

New Feature => several years => Deployed:

Enterprise Network <-> Network Equipment Vendor <-> Software Team | ASIC Team

When you need an upgrade

  • 1.A switch vendor can't just send a software upgrade

  • 2.It takes years to add new features

  • 3.By then, you've figured out a kludge to work around it

  • 4.Your network gets more complicated, more brittle

  • 5.Eventually, when the upgrade is available, it either

    • No longer solves your problem, or

    • You need a fork-lift upgrade, at huge expense

Network systems are built "bottom-up"

Network systems will be programmed "top-down"

Why aren't all network systems built this way?

"Programmable switches are 10-100x slower than fixed-function switches. They cost more and consume more power"

This is changing...

  • Performance

  • Cost and power

  • Easy to program

Domain Specific Processors

  • Computers: Java -> Compiler -> CPU

  • Graphics: OpenCL -> Compiler -> GPU

  • Signal Processing: Matlab -> Compiler -> DSP

  • Machine Learning: TensorFlow -> Compiler -> TPU

  • Networking: P4 -> Compiler -> PISA(Tofino)

Fixed-Function Switch -> PISA: Protocol Independent Swicth Architecture

  • My super secret Source-Routing -> P4 Program -> P4 Compiler -> Programmbale Switch

Protocols and table complexity 20 years ago => Datacenter ToR today(public switch.p4)

P4 Program Demo

An example: Telemetry

The network should answer these questions

  • "Which path dide my packet take?"

  • "Which rules did my packet follow?"

  • "How long did my packet queue at each switch?"

  • "Who did my packet share the queue with?"

INT can answer all four questions for the first time. At full line rate. Without generating any additional packets!

Alibaba - Build the Ecosystem for Hyper scale DC Network Visibility

11.11 Global Shopping Festival

Big traffic, lots of kinds

Alibaba Network Infrastructure Overview

Mobile | Wire -> CDN -> WAN -> MAN -> IDC -> Application | Virtual OS | NIC

The size does matter!

Self-driving Network: You can't manage what you can't see!

DC Network Visibility - the System Requirements

Layer1: Data Present

Layer2: Data Analyze

Layer3: Data Collect

DC Network Visibility - The Ecosystem

Low-level => High-level

Chip capability => Swicth Software capability => Channel/API => Network Monitoring System

Benifits of a Programmable Forwarding Plane

Programmability:

  • Easily Add New Features - New protocols and Apps

  • Increase Network Reliability - Remove unused protocols

  • Efficient use of Resources - Flexiable use of tables

  • Greater Visibility - New diagnostics telemetry, OAM

    • Critical for Self-driving DC Networke => what P4 can bring

H3C - 数据中心解决方案生态建设

数据中心网络面临的挑战是什么？ - 解决根本问题需要新思路

  • 客户需求

    • 应用策略驱动组网 => 云部署/迁移

    • 零配置部署/自动化变更

  • 技术

    • 快速市场投资/最佳端口密度 => 带宽大爆炸

    • 芯片方案多元化/光互联创新 => 最近产品创新

    • 业务流量分析/可视化 => 统计分析

  • 商业模型

    • 全面虚拟化 => 开放式解决方案

    • 高可用基础设备/ISSU => 网络 = 业务收入

老思路是什么？ - 芯片迭代 + 热点跟随

未来能否持续？ - 摩尔定律褪色

  • 芯片技术成本

  • 晶体管数量/单位成本

  • 半导体行业市场份额整合趋势

可编程价值是什么？ - 生态合作新内涵

  • 资源灵活分配？ - 交付优化，定制领先

  • 新转发功能？ - 投资保护，运营优化

  • 新业务场景？ - 成熟可靠，稳定创造价值

可编程方向是什么？ - 专业化+标准化

  • 可维护

  • 安全

  • 高可用

  • 标准化

H3C理念是什么？

  • 专业 Professional

  • 可靠 dePendability

  • 开放 Platform oPen

H3C新思路新行动是什么？ - 应用驱动 云领未来

  • 云化

  • 软件定义同质化硬件

  • 场景化应用驱动

  • 开放解决方案

构建 自主创新+OEM+转售 生态体系，提供最完整的新IT生态解决方案

Barefoot - Barefoot Technology Intro

The Barefoot Solution

New OpenSource Ecosystem + Barefoot Software + Barefoot Hardware = New NF + Differentiation + Network Analytics + Rapid Innovation

"Programmability without Compromise"

PISA: Protocol Independent Switch Architechture

All stages are identical - makes PISA a good "compiler target"

Barefoot Tofino - 6.5T Tofino Block Diagram

Each pipe has 16x100G MACs Packet Generator, CPU

Programmability without compromises

same power, same cost, same or better performance of a fixed-function switch chip

Barefoot and Switch OS Integration Model

switch.p4 & switchAPI Features

Programmability with P4 Advanced Apps

  • Security & Compliance

  • Scalable LB

  • Real-Time Telemetry

  • Enhanced Routing

  • Enhanced Switching

  • Physical to Virtual

Benifits of a Programmable Forwarding Plane - same with ali

2017.5.9

posted @ 2017-05-09 11:58  Wasdns  阅读(990)  评论(0)  编辑  收藏  举报