2017年互联网网络架构发展白皮书_47页_2mb

CAICT 中国信通院《互联网网络架构发展白皮书》（2017年）总结

核心内容概述

本白皮书由中国信息通信研究院发布，旨在分析全球及我国互联网网络架构的发展历程、当前状况、存在问题及未来演进方向。报告指出，互联网正逐步成为信息时代的关键基础设施，推动社会生产和生活方式的深刻变革。随着云计算、SDN等技术的发展，互联网网络架构正从传统层级结构向更加扁平化、智能化方向演进，同时，网络主体之间的竞合关系日益复杂。

主要观点

1. 互联网网络架构的定义与内涵

• 互联网网络架构由基础网络层、应用网络层（含叠加网络层）组成。
• 基础网络层由电信运营商构建，形成Tier1-Tier3的层级结构。
• 应用网络层包括内容提供商、CDN服务商、云服务提供商等，逐步掌握网络话语权。
• 网络互联方式分为物理互联（直接电路、交换中心）与逻辑互联（对等互联、转接互联），是网络架构演进的核心要素。

2. 全球互联网网络架构发展历程

• 发展初期：依赖电信运营商构建全球骨干网络，形成基础网络层主导的结构。
• 发展阶段：多类主体广泛互联，形成多层结构，推动网络扁平化。
• 现阶段：网络掌控力逐步从基础网络层向应用网络层转移，大型互联网企业开始自建网络并主导流量调度。

3. 全球互联网流量流向变迁

• 全球互联网流量从2012年的510.6EB增长至2016年的1125.6EB，年复合增长率21.9%。
• 预计2017-2021年全球流量将增长至3200EB以上。
• 流量分布逐渐均衡，CDN成为流量承载和疏导的重要载体，承载流量占比从33.7%升至52%，并预计在2021年达到70%以上。

4. 全球互联网网络架构演进

• **“网随云动”**推动网络架构整体变革，云数据中心流量占比逐年上升。
• 云互联需求推动网络架构持续演进，交换中心成为多云互联的重要枢纽。
• 主体竞合关系日益复杂，互联网企业与电信运营商在流量主导权方面展开博弈，推动网络架构多元化发展。

我国互联网网络架构发展状况

1. 我国互联网网络整体架构及网络主体

• 我国形成了基础网络层（电信运营商主导）与应用网络层（内容提供商、CDN、云服务商等）的多层结构。
• 中国电信、联通、移动为主导电信运营商，构建了覆盖全国的基础网络，同时运营企业精品网络、CDN网络和数据中心互联网络（DCI）。
• 我国大型互联网企业（如阿里、腾讯、百度）自建网络架构，涵盖内容发布系统、DCI网络、CDN网络和用户端。

2. 我国互联网网络在全球中的地位

• 固定宽带接入能力：优于欧美发达国家，光纤宽带用户占比超80%，接入速率近50Mbps。
• 移动宽带接入能力：处于全球中位水平，平均下载速率为21.74Mbps。
• 国际海缆与海外POP节点：我国拥有10条登陆海缆，与欧美相比仍有差距；但主导运营商海外POP覆盖范围不输发达国家。
• IPv4与IPv6资源：我国IPv4地址总量全球第二，但人均拥有量较低；IPv6地址总量全球第四，通告率仅为8.54%，远低于美国的29.72%。
• AS号码资源：我国AS数量为1314个，排名全球第11位，通告数量仅300多个，远低于美国的15000个。
• 域名资源：我国域名总数全球第二，但根服务器及其镜像服务器数量仅为13个，排名全球第16位。

3. 我国互联网网络性能

• 网内性能：我国基础电信运营商网内时延与国际持平，丢包率略低。
• 网间性能：我国网间时延和丢包率明显高于国际运营商，平均时延为248ms，位列全球第93位。
• 国际互访能力：逊于欧洲国家，处于中等偏后水平。

我国互联网网络架构当前面临的问题

1. 网间互联方式单一：主要依赖静态专线接入，缺乏灵活互联方式。
2. 交换中心体系不健全：国家级交换中心仅承担基础电信运营商间流量疏导，作用有限；商业型交换中心尚未形成可持续商业模式。

我国互联网网络架构的改进目标与路径

1. 构建多层次互联架构：以骨干直联为主、区域交换中心为辅、本地互联为补充，形成“全方位、立体化、多层次”目标架构。
2. 探索可行交换中心模式：
   • 模式一：盘活现有国家级交换中心，推动企业接入与业务多样化。
   • 模式二：明确商业交换中心属性，纳入监管体系，降低接入门槛。
   • 模式三：依托大型IDC或云计算基地，推动第三方交换中心建设。
3. 推动产业联动：通过BGP联盟、SDN技术应用等方式，促进网络主体独立组网，丰富互联方式。
4. 加强国际合作：鼓励国内云平台接入国际云互联基础设施，提升我国云服务的国际竞争力。

未来互联网网络架构的演进与展望

1. 未来演进方向

• 云互联将推动网络架构持续扁平化，实现数据中心与数据中心、数据中心与用户端的直接对接。
• 以SDN、IPv6、BGP等技术为基础，实现灵活、智能、高效的云间互联。
• 未来网络将向全连接方向发展，连接对象从个人扩展至家庭、企业及万物互联。

2. 产业方向的发展演进

• 工业互联网将成为网络智能化、产业数字化的重点。
• 工业互联网包括工厂内外网络和网络互联、标识解析、应用支撑三大体系。
• SDN+网络虚拟化可能成为工业互联网技术的重要发展方向。
• 我国已发布《中国制造2025》、《工业互联网体系架构白皮书》等政策，推动工业互联网发展。

3. 前沿探索

• 未来网络架构研究：多国启动基础研究项目，如美国的GENI、FIND、FIA计划，欧盟的FP7，日本的AKARI等。
• 我国研究进展：在“973”、“863”计划支持下，开展新一代互联网体系结构、可信网络、协议基础研究等。
• 信息中心网络（ICN）：以信息为中心的网络架构逐步受到关注，通过命名与缓存机制提升网络效率，如NDN、MobilityFirst、XIA等。

总结

本白皮书全面分析了全球与我国互联网网络架构的发展历程、现状、问题及未来演进方向。我国在固定宽带、CDN网络、企业网络等方面具备一定优势，但在国际海缆、根服务器、IPv6通告率、AS号码等方面仍存在差距。未来，随着云计算、SDN、工业互联网等技术的推动，我国需加快网络架构的优化，推动互联方式多样化，加强交换中心体系建设，以适应全球互联网发展趋势，提升我国在网络架构中的全球竞争力。