創新三層AI架構，打造智能IP網絡

華為數據通信産品線總裁 胡克文

　　IP網絡曆經30多年的發展，為智能社會打下了堅實的網絡聯接基礎。據《華為全球産業展望GIV@2025：智能世界，觸手可及》預計，到2025年，全球聯接數将達千億，互聯網将覆蓋62億人口。同時企業數字化進程不斷加速，2025年企業将會采用雲服務，基于雲技術的應用将在企業中達到85%的使用率。随着企業雲化與數字化轉型的深入，IP網絡需要承載越來越多、越來越關鍵的業務，這些海量的關鍵業務也對網絡承載提出了更高的要求。

　　以企業園區Wi-Fi網絡為例，在辦公樓宇、大型場館、大型商場等區域，人流密度變化頻繁，用戶上網使用的業務也多種多樣(包括電子郵件、網頁浏覽、視頻會議、電子交易等)，如何确保不同用戶的業務體驗?傳統方式是通過運維人員手動調整，但難以應對人流的快速變化，用戶體驗無法得到有效保障。Wi-Fi網絡能否主動感知人流與業務的變化，自動進行網絡調整，滿足不同業務的訴求?

　　将AI技術引入園區網絡，智能識别Wi-Fi網絡用戶的終端接入數量、接入位置、帶寬需求、業務體驗需求的變化，并預判趨勢，據此對Wi-Fi網絡進行動态調整，優化整網性能，是一個可行的思路。華為已經和部分客戶開展了智能IP網絡聯合創新，取得了一定的成果。根據第三方測試機構Tolly測評結果顯示，該方案可以通過Wi-Fi優化，将無線空口的吞吐量提升58%，Wi-Fi信道幹擾率比業界下降49%。此外，還可以将AI技術用于園區網絡的智能運維，大約85%的故障可以在10分鐘内處理完成。

　　華為認為，智能IP網絡具備以下幾個特征：

　　智能聯接，是智能IP網絡架構的基礎。當前IP網絡有很多不确定性：業務和網絡之間并沒有充分的協商過程，業務層對于網絡層服務的期望(也叫業務意圖)并不明确，這是來自需求側的不确定性。此外，IP網絡是統計複用的，網絡資源占用情況随着業務、流量的變化時刻在變化，這是來自供給側的不确定性。為了消除不确定性，首先需要準确感知業務意圖，比如業務層通知網絡層業務訴求，或者網絡層根據業務流量行為特征(業務模型)進行分析，從而主動識别出終端、用戶、業務類型，進而推斷出其對聯接服務的期望，以消除需求側的不确定性。同時，網絡管析控平台通過神經網絡等AI算法建立網絡模型，并實時感知和分析網絡狀态，了解網絡資源占用情況，以消除供給側的不确定性。智能聯接還包括将業務意圖與網絡資源進行匹配，以最小代價持續提供“滿足業務期望”的聯接服務，實現“應用驅動體驗”的目标。

　　智能運維，是提升用戶體驗的關鍵。當前，投訴驅動的維護方式，給網絡運維帶來了極大挑戰。網絡運維部門往往是最後一個知道網絡出了問題的部門，用戶體驗無法保障。為了提升用戶體驗，預測性運維是我們的目标。為此，我們首先需要能夠實時感知網絡狀态，了解網絡是否有問題發生或有潛在風險，繼而，通過故障模型匹配，找到問題根因并自動修複，在用戶體驗受損前解決問題，保障業務不受影響。

　　智能學習，是智能聯接和智能運維的保障。業務模型、網絡模型和故障模型的建立，都依賴于智能學習的大數據訓練和分析能力，需要通過智能訓練，建立起合适的模型。同時，AI學習的持續演進能力，可以讓整個系統變得越來越聰明，适應業務和網絡的快速變化，提供更加優質的服務和體驗。

　　在2019年華為全聯接大會期間，圍繞着智能聯接，智能運維和智能學習這三大關鍵特征，華為發布了智能IP網絡的三層AI架構，在數據通信領域加速實現自動駕駛網絡ADN (Autonomous Driving Network)：

　　設備AI：華為數據通信主力産品“四大引擎”(路由器産品族NetEngine、交換機産品族CloudEngine、WLAN産品族AirEngine、安全網關産品族HiSecEngine)全面提供AI Turbo能力。設備通過邊緣推理和實時決策，基于業務意圖，調整轉發策略，實時保障業務體驗。

　　網絡AI：華為iMaster NCE，對接業務層的意圖，實現網絡配置自動生成和部署，并确保網絡持續滿足業務意圖;它可以實時感知物理網絡的健康情況，發現異常并及時預警，提供異常處理建議;可以基于經驗庫進行網絡異常的快速排障或優化;還可以實現業務的SLA實時可視，并基于AI技術使能預測性維護。同時這個系統也具備開放能力，将網絡AI能力視圖按需展示，使能合作夥伴面向各行各業進行定制化開發。

　　雲端AI：華為iMaster NAIE，主要基于雲平台提供數據湖服務、模型與訓練服務、生态開放及開發者服務。可以幫助企業培養AI算法專家/開發者，構築AI算法能力;提供訓練服務，幫助開發者降低算力資源獲取成本;數據脫敏後進行資源數據共享，助力開發者進行模型訓練;提供聯邦學習和遷移學習能力，解決模型泛化問題，實現模型共享。

　　智能IP網絡不僅在園區網絡大顯身手，也在數據中心網絡、廣域網、防火牆等領域有新的突破。

　　數據中心網絡+AI：AI時代的到來，給數據中心網絡提出了更高的要求。相關測試表明，數據中心網絡中0.1%的丢包率會導緻AI訓練算力下降50%。如何實現數據中心網絡0丢包，充分釋放AI算力?華為推出的業界智能無損DCN解決方案，采用AI技術進行預測性流量調度，能夠真正實現網絡0丢包，數據計算與存儲效率提升約30%。此外，将AI技術用于數據中心網絡的智能運維，華為與客戶在聯合創新中取得了重大進展：針對75類常見故障，做到1分鐘感知故障，3分鐘定位故障，5分鐘修複故障。基于以上研發和聯合創新成果，AI加持的華為數據中心網絡解決方案可以初步實現“智能理解業務意圖、智能選取網絡路徑、智能評估變更風險、智能檢測故障和快速定位根因”，率先在數據中心網絡領域實現L3級自動駕駛網絡。

　　廣域網+AI：在“5G+雲+AI”使能千行百業的新時代，5G提供了前所未有的無線接入能力，而雲和AI提供了幾乎無窮可擴展的智能計算能力(針對單個租戶而言)。值得提醒的是，“5G+雲+AI”中間的兩個加号“+”不可忽視。如果說AI加持的數據中心網絡就是“雲+AI”中間的那個加号，那麼AI加持的廣域網就是“5G+雲”中間的那個加号。如何借助AI技術讓廣域網加速實現自動駕駛網絡，充分發揮5G、雲、AI的潛能，為百萬企業上雲、5G使能千行百業提供網絡聯接?

　　與數據中心網絡的情況類似，在實現自動駕駛網絡的過程中，将AI技術用于廣域網絡，也能夠根據業務的時延等SLA要求，智能匹配網絡資源，智能選取網絡路徑。但是，與數據中心網絡不同的是，在百萬企業上雲、5G使能千行百業之際，廣域網首先要解決一個基本問題：如何在廣域網上實現業務快速部署，并滿足各行業不同的SLA訴求(如5G遠程醫療的端到端時延必須小于15毫秒)，實現網絡聯接?通俗地說，如何讓物理轉發面的“身體”能夠跟上AI加持的“管控析大腦”的節奏?這是廣域網面臨的新挑戰。

　　首先，面對百萬企業上雲場景，由于傳統網絡需要人工逐段打通，部署效率已經成為瓶頸。一代的路由協議SRv6(IPv6段路由)采用了“源路由”機制，将廣域網的部署從“端到端多設備逐一配置”簡化為“源點側單設備配置”，因而大幅降低廣域網的部署複雜度，使轉發面也能如影随形般跟上 “管控析大腦”的節奏。如此，“大腦”與“身體”雙劍合璧，實現廣域網中自動化快速部署。

　　其次，針對5G垂直行業場景不同的SLA尤其是時延訴求，廣域網絡也可以借助SRv6協議，根據管控析系統計算出的路徑，通過對網絡轉發路徑的編程，實現确定節點、确定路徑、确定時延的路徑快速配置，滿足業務層的要求。

　　由此可見，一代的路由協議SRv6，是AI加持的新一代廣域網必備的轉發面能力，使能廣域網 “智能推薦路徑、快速部署聯接、實時調優業務SLA”，與5G和雲技術一起，助力百萬企業上雲、使能千行百業。

　　網絡安全網關+AI：在網絡安全領域，惡意軟件變種衆多，隐蔽度高，目前防火牆通過“特征匹配”去分析和檢測威脅的方式，已經無法有效應對。華為全新發布的業界T級AI防火牆HiSecEngine USG12000系列産品，憑借獨創的AIE威脅檢測引擎，在網絡邊界實時處置“失陷主機”、“C&C外聯”等傳統安全網關無法檢測的威脅，檢測準确率達99%以上;同時，HiSecEngine USG12000内置昇騰310 AI芯片，用AI算力将威脅檢測的性能提升5倍;采用安全事件智能分析及安全策略智能調優技術，實現分鐘級業務上線及基于業務驅動的策略部署與變更，将安全運維OPEX降低80%。新一代AI防火牆，将為企業提供智能化的網絡邊界防護，築起安全防護的鋼鐵長城。

　　華為始終堅持以客戶為中心的核心理念，客戶需求永遠是牽引華為前進的動力。通過NetCity聯合創新機制，華為将客戶的需求與自身的芯片研發能力、産業标準影響力相結合，與客戶和合作夥伴一起攜手，持續孵化更先進的産品與解決方案，引領智能IP網絡。