云网产业发展白皮书——第一部分：云网络

云计算开源产业联盟云网产业推进方阵2021年3月中国信息通信研究院地 址： 北京市海淀区花园北路52号邮政编码： 100191联系电话： 010-62300559传 真： 010-62304980【关注我们】云网产业发展白皮书 第一部分：云网络（2021年） 云网产业发展白皮书第一部分：云网络（2021年）云计算开源产业联盟云网产业推进方阵2021年3月 版权声明本白皮书版权属于云计算开源产业联盟与云网产业推进方阵，并受法律保护。转载、摘编或利用其他方式使用本白皮书文字或者观点的，应注明“来源：云计算开源产业联盟”或“来源：云网产业推进方阵”。违反上述声明者，本联盟将追究其相关法律责任。 前言近年来，随着云计算的快速发展以及云网协同理念的兴起，网络作为云计算基础设施建设的重要支撑，其重要性不断提升，同时也在不断的迭代和进化，伴随着云服务的发展也形成了独具云特色的“云网络”服务架构和模式。现阶段，云网络已经成为云计算发展的热点领域，并深入到企业上云的各个场景之中，创造出新的业务体验、新的服务模式与新的产业布局。本白皮书首先给出了云网络的发展背景、体系架构和主要厂商云网络建设情况，同时分析了云网络技术发展特点与主要应用场景，并选取几个典型应用案例进行分析进一步剖析云网络的应用情况与价值，最后提出了云网络的发展趋势与展望。 参与编写单位中国信息通信研究院、阿里云计算有限公司、腾讯云计算（北京）有限责任公司、中国移动通信集团浙江有限公司、中国电信股份有限公司云计算分公司、联通数字科技有限公司、中移（苏州）软件技术有限公司、中国移动通信有限公司研究院、中移动信息技术有限公司、华为技术有限公司、犀思云（北京）云计算科技有限公司、新华三技术有限公司、鹏博士集团、中兴通讯股份有限公司、北京金山云网络技术有限公司、北京青云科技股份有限公司、上海有孚网络股份有限公司、优刻得科技股份有限公司、华云数据控股集团有限公司、上海云轴信息科技有限公司、盛科网络有限公司、深圳华大生命科学研究院主要撰稿人栗蔚、马飞、苏越、陈锐豪、谭礼铨、秦振华、李建慧、方炜、王晨、周雷震、顾黎斌、黄军、陈挺、雷树超、殷硕、赵立芬、王燕、支敏慧、闫兴安、张飞、费怡超、钱厚才、杨雷、张婷婷、王瑞雪、张琦、顾戎、张久仙、高巍、张雄国、罗新财、万晓兰、王凯、王后月、班兆坤、张国祥、李响、侯思宁、杨洋、谷峰、李江龙、陈届阳、刘文芳、蒋迪、郑康和、张玉良、王力、蔡国瑜 目录1.云网产业发展开始加速，多方布局呈鼎足之势............................................................11.1云与网络互相影响，云网络发展开始加速............................................................11.2云网络覆盖端到端，逐步形成云网边一体化架构................................................21.3厂商积极布局，我国云网络产业呈现三足鼎立......................................................31.4云网络建设不断加码，国内外侧重点各有不同......................................................42.云网技术呈现多样化特点，赋能云计算全新发展.........................................................52.1虚拟化是云网络基础，NFV推进网络功能快速迭代.............................................52.2云网络继承云的特性，形成新型网络服务模式......................................................62.3分布式云产生新诉求，边缘网络成为发展焦点......................................................72.4云原生网络开始兴起，服务网格+CNI提供层次化服务.......................................82.5多云混合需求强烈，云间互联能力成为关键.........................................................93.云网应用已进入实践阶段，满足多种场景的互联需求................................................113.1云上云下资源互联：混合云组网成为企业上云的关键.......................................113.2云间资源互联：云组网与多云互联开始兴起......................................................123.3多分支机构互联：SD-WAN为企业提供全新组网模式....................................144.云网场景日益丰富，助力企业数字化转型..................................................................164.1大润发全国门店上云..........................................................................................164.2海尔混合云统一组网..........................................................................................174.3某儿童医院基于云网协同的混合云解决方案......................................................194.4某市生态环境局基于5G的云网一体解决方案...................................................204.5某大型电商平台多云互联解决方案.....................................................................225.云网发展趋势与展望...................................................................................................245.1大型云交换中心将成为云网协同新形态............................................................245.2云原生网络在用户落地场景将持续演进............................................................255.3SASE将成为云网络的新型服务形态..................................................................265.4泛在计算将进一步促进云网的深度融合............................................................27 云网产业发展白皮书（2021年）1.云网产业发展开始加速，多方布局呈鼎足之势1.1云与网络互相影响，云网络发展开始加速网络的设计初衷是提供通信和语音服务。近几十年，互联网的网络技术与服务的创新高度繁荣。随着时代的发展，网络流量逐渐由P2P模式转变成浏览、购物等的C/S（包括用户/服务器和用户/云）的模式，网络的意义更多体现在为计算服务。随着使用场景的变化，网络架构需要从传统的以通信为核心转变成以计算为核心。互联网上的服务器，从通信服务的配角变成了内容服务的主角。互联网业务和流量的变化催生了云计算。云计算扩展了互联网架构的基本设计思路，把控制权和复杂性从消费者手中的“终端”转移到服务商手中的“云端”，从而大幅减少了用户需要面对的复杂性。在强大的网络能力的支撑下云计算发展迅速。云计算技术与服务的成熟对网络也提出了新的需求，网络基础设施需要通过优化网络架构确保网络的灵活性、智能性和可运维性，提供差异化的网络服务，更好的适应云计算应用的需求。本文对云网络的定义如下：云网络指的是基于对网络资源的虚拟化，将适配云特性的网络能力开放给用户，以满足企业上云过程中“云-边-端”互联互通需求的服务的集合。云网络随着云计算技术的发展而发展，基于用户对上云网络的需求，可以把云计算所需的网络分成三个场景，即云接入网络、云间网络和云内网络三部分。而云网络在发展过程中也逐步覆盖上述的三个主要场景，简单来说，云网络的发展可分成以下三个阶段：第一阶段：传统IDC逐步转向云化，数据中心间流量逐步增长。随着云计算的诞生，虚拟化成为云的主要技术支撑。传统数据中心网络架构需要适配云的虚拟环境，因此同样需要进行一部分虚拟化。其目的是可以像云一样弹性、共享、灵活的使用，并能被业务平台集中管控，因此虚拟私有云（VPC）应运而生。同时在该阶段，由于云计算的业务实现通常在云所在的本地数据中心，数据中心间流量并不多，但随着客户异构环境数据同步的需求不断增大，传统的互联网或Underlay形式的传输存在效率或成本的问题，Overlay网络技术的使用逐步增多，这也为后续云网络发展打下了基础。01 云网产业发展白皮书（2021年）第二阶段：基于数据中心互联（DCI）的混合云组网成为主流，Overlay网络是云网络的普遍存在形式。混合云兼顾公有云的弹性灵活与私有云的安全自主特性，已成为企业部署云计算的首选模式，因此混合云网络成为了企业的首选架构，在此阶段，云接入网络与云间网络在支持互联网接入、专线接入的同时，更多的要满足DCI联接的需求，并且逐步发展出更多基于Overlay网络的技术方案，以各大云商为异构网络环境预留出的专用边界接口便是最好说明。至此，云网络的三个主要场景中，云间、云内、云接入网已经可以通过Overlay网络实现业务。这也是当前云网络普遍存在的形式。第三阶段：多云需求不断增长，云网络重点实现多云协同。多云架构将成为未来用户主要的业务实现方式，用户也将面临多云的网络需求。在多云场景下，云网络需要解决多云之间，以及多个异构环境间的互联互通。并以统一云网络管理、资源快速调度、弹性使用等诉求为核心目标，逐步完善Overlay网络技术，构建云网络管理和运维方面的能力，满足更多用户上云和使用云的需求。1.2云网络覆盖端到端，逐步形成云网边一体化架构云网络包含了接入侧、边缘侧、中心侧的网络互联互通，并涉及到接入网络、数据中心间网络与数据中心内网络的多个虚拟化软件功能组件，如下图所示： 图1云网络体系架构02 云网产业发展白皮书（2021年）云网络体系架构体现了端到端的云网边一体化的特点。云网络能力随着分布式云架构的演进，已不单单是网络连接能力的提供，而是在网络能力提供的过程中逐步渗透算力服务，配合灵活算力保障业务的端到端业务体验。首先是接入网络，用户通过专线、VPN、SD-WAN等接入手段接入到云服务商或运营商的本地汇聚设备或POP点，以完成本地数据中心入云的需求；其次是数据中心内网络，云服务商以虚拟私有云（VPC）为载体进行计算、存储与网络资源的配置与管理，同时传统的网络转发设备可以以软件的形式存在于VPC之中；最后是数据中心间网络，虚拟化技术的广泛使用为不同数据中心间的互联提供了更加平滑、灵活、扩展性更强的链路，同时一定程度上缓解了因地域差异带来的跨数据中心流量的流通效率与成本问题。1.3厂商积极布局，我国云网络产业呈现三足鼎立根据中国信息通信研究院相关调研数据显示，2020年我国