2017互联网网络架构发展白皮书_49页-2mb

CAICT中国信通院《互联网网络架构发展白皮书》（2017）总结

核心内容概述

本白皮书系统分析了全球及我国互联网网络架构的发展历程、现状、问题与未来演进方向，重点探讨了网络架构的层级结构、互联方式、流量流向以及各主体间的竞合关系。白皮书旨在为互联网网络的持续优化与未来发展提供参考。

主要观点

1. 互联网网络架构的定义与内涵

• 层级结构与网络主体：互联网网络架构由基础网络层、应用网络层构成，其中基础网络层由电信运营商主导，应用网络层包括内容提供商、CDN服务商、云服务提供商等。
• 互联方式：网络互联分为物理互联（直接电路、交换中心）和逻辑互联（对等互联、转接互联），其中对等互联成为主流。

2. 全球互联网网络架构的发展历程

• 发展初期：全球互联网网络主要由电信运营商构建，形成以Tier-1运营商为核心的架构。
• 逐步形成多主体互联架构：随着互联网发展，各类网络主体（如内容提供商、CDN服务商）开始自建网络，推动架构扁平化。
• 网络掌控力转向应用层：大型互联网企业（如Google、Facebook）通过自建骨干网、CDN和云服务，逐渐掌握网络话语权。

3. 全球互联网网络流量流向变迁

• 流量增长迅猛：2012-2016年全球互联网流量从510.6EB增长至1125.6EB，预计2021年将突破3200EB。
• 流量分布更均衡：北美洲占比从40%降至35%，其他大洲占比上升，全球流量分布趋向均衡。
• CDN成为流量主要载体：CDN承载流量占比从33.7%升至52%，预计2021年将达70%以上，成为网络架构演进的重要推动力。

4. 全球互联网网络架构演进

• “网随云动”推动网络重构：云计算发展促使网络从数据中心-用户向数据中心-数据中心转变，运营商开始推进网络云化。
• 云互联需求推动架构演进：公有云、私有云、企业数据中心等主体间互联需求增加，推动云互联成为网络发展新趋势。
• 主体间竞合关系复杂化：互联网企业与电信运营商在流量主导权上的博弈加剧，推动网络架构向“你中有我，我中有你”的方向发展。

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

• 基础网络层：由三大基础电信运营商（中国电信、联通、移动）主导，覆盖全国，形成以骨干网、城域网、接入网三层结构。
• 应用网络层：包括CDN、云服务、数据中心互联等，大型互联网企业（如BAT）自建网络，推动架构多元化。

2. 我国互联网网络在全球中的地位

• 固定宽带接入能力：我国优于欧美国家，光纤接入端口占比达81%，平均接入速率高于欧美。
• 移动宽带接入能力：处于全球中位水平，4G平均下载速率为21.74Mbps。
• 国际海缆与海外POP分布：我国国际海缆数量较少，海外POP覆盖范围较广但总量仍低于美国Level3等。
• IPv4与IPv6地址资源：我国IPv4地址全球排名第二，但人均拥有量较低；IPv6地址资源全球排名靠前，但通告率仅为8.54%，远低于美国。
• AS号码与域名资源：我国AS号码数量仅为1314个，通告数量仅300多个，远低于美国；域名资源总量全球第二，但根镜像服务器数量较少。

3. 我国互联网网络性能

• 骨干网性能：我国骨干网网内时延与国际持平，但网间时延和丢包率显著高于国际。
• 国际互访性能：我国平均国际访问时延为248ms，排名全球第93位，逊于OECD国家中位水平。

我国互联网网络架构面临的问题

1. 网间互联方式单一

• 我国网间互联仍以静态接入基础电信运营商网络为主，缺乏多样化互联方式。
• 由于BGP接入费用高、人才不足，多数网络主体未独立组网，影响网络扁平化发展。

2. 交换中心体系不完善

• 国家级交换中心主要服务于基础电信运营商，未能充分发挥作用。
• 商业型交换中心尚未形成可持续商业模式，受政策、业务冲突等因素影响，发展受限。

我国互联网网络架构改进目标与路径

1. 改进目标

• 构建“全方位、立体化、多层次”的互联网网络架构，以骨干直联为主、区域交换中心为辅、本地互联为补充。

2. 发展路径

• 模式一：盘活现有国家级交换中心，推动其业务改革，鼓励更多主体接入。
• 模式二：规范商业交换中心，出台管理办法，推动其纳入监管体系。
• 模式三：依托大型IDC或云计算基地，推动成立第三方交换中心，引入中立运营方。
• 产业联动：推动各主体独立组网，丰富互联方式，形成“云商主导、交换中心集中交互、运营商云专线接入”的新生态。

未来互联网网络架构的演进与展望

1. 未来演进方向

• 云互联为核心：云间数据交互需求持续增长，推动网络架构向扁平化、智能化演进。
• SDN与网络虚拟化：成为工业互联网网络技术发展的重要方向，助力实现超低时延、超高速率和资源定制。
• IPv6与5G：推动工厂内网络IP化，实现“万物互联”。

2. 产业方向发展

• 工业互联网：成为工业智能化发展的关键基础设施，涵盖工厂内外网络及三大体系。
• 政策推动：各国纷纷出台政策，如美国的IIC、德国的工业4.0、我国的《中国制造2025》等，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、欧盟的FP7、日本的AKARI等。
• 我国研究进展：在“973”、“863”等计划支持下，我国开展多项未来网络研究，如PTDN、SCN、CoLoR等。
• 信息中心网络（ICN）：以信息为中心，提升网络效率与用户体验，国内外学者提出多种架构方案，如NDN、MobilityFirst等。

结语

本白皮书全面总结了全球及我国互联网网络架构的发展历程、现状与未来趋势，提出了我国在网间互联、交换中心建设等方面的改进方向，强调了云互联、工业互联网、SDN与IPv6等技术在推动网络架构演进中的重要作用。未来，我国需加快网络架构的优化与创新，以适应不断变化的互联网生态与市场需求。