深入探討華為云園區(qū)網(wǎng)絡(luò)解決方案

摘要

華為云園區(qū)網(wǎng)絡(luò)解決方案通過全無線接入、全球一張網(wǎng)、全云化管理、全智能運維為企業(yè)打造云時代的園區(qū)網(wǎng)絡(luò)，那么華為云園區(qū)網(wǎng)絡(luò)解決方案是如何實現(xiàn)四個價值的呢？本章將圍繞四個價值特性介紹華為云園區(qū)網(wǎng)絡(luò)解決方案中的關(guān)鍵技術(shù)。

01

Wi-Fi 6連續(xù)組網(wǎng)實現(xiàn)全無線接入

連續(xù)組網(wǎng)指的是用戶隨時隨地獲取無線網(wǎng)絡(luò)；在多AP同時組網(wǎng)的情況下，網(wǎng)絡(luò)可以提供無縫的、連續(xù)的信號覆蓋。而園區(qū)傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)存在覆蓋有空洞、同頻率干擾、漫游易掉線等問題，無法實現(xiàn)無線連續(xù)組網(wǎng)。

此外，無線數(shù)據(jù)傳輸也往往因為線纜距離遠(yuǎn)、傳輸速率低導(dǎo)致傳輸畫面不清晰。華為云園區(qū)網(wǎng)絡(luò)解決方案，通過Wi-Fi 6連續(xù)覆蓋技術(shù)提供Wi-Fi 6連線組網(wǎng)，通過光電混合纜和RTU License，提供遠(yuǎn)距離、高速率的WLAN數(shù)據(jù)傳輸。

Wi-Fi 6連續(xù)覆蓋

華為云園區(qū)網(wǎng)絡(luò)解決方案采用智能天線、智能漫游技術(shù)和多媒體智能調(diào)度技術(shù)，解決傳統(tǒng)Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)無法連續(xù)覆蓋的問題，實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋無盲點、覆蓋零死角、漫游切換無中斷的高密度連續(xù)組網(wǎng)，提供業(yè)界領(lǐng)先的漫游性能。智能天線

Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)覆蓋存在三個較為突出的難點問題。

一，邊緣覆蓋，AP邊緣用戶的覆蓋一直是亟需克服的難點。目前一般AP采用的是全向天線，天線增益有限，對于近距離用戶可以提供較好的服務(wù)，對于中遠(yuǎn)距離用戶無法提供服務(wù)或者只能提供較低吞吐率的服務(wù)。

二，跨越障礙物覆蓋，為有障礙物遮擋的用戶提供高吞吐率的服務(wù)也是一個有待克服的難點。

三，高密場景覆蓋，在高密組網(wǎng)環(huán)境下，多用戶并發(fā)將導(dǎo)致鏈路間干擾大大增加，雖然在802.11ac中引入了下行多用戶MIMO以提升下行傳輸吞吐率，但是如何提供更高的下行傳輸吞吐率仍是需要克服的難點。

為解決以上三大難點，華為創(chuàng)新研發(fā)了智能天線。華為智能天線由多個天線組成天線陣列，然后根據(jù)天線選擇算法選擇其中部分天線陣子進行信號的發(fā)射和接收，不同天線的組合可以形成不同的信號輻射方向，從而為處于不同位置的STA選擇最佳的天線，提高信號接收質(zhì)量，提升系統(tǒng)吞吐量，提供更好的覆蓋服務(wù)。

也就是說，華為智能天線不僅能夠根據(jù)用戶的接入方向，靈活動態(tài)調(diào)整信號覆蓋方向，讓信號跟隨用戶而動，還可以將向多個方向的信號向一個方向聚焦，好比探照燈集中光束追蹤物體，獲得更精準(zhǔn)的效果，帶來更強的障礙穿透能力或者更遠(yuǎn)的覆蓋距離，使信號覆蓋距離更遠(yuǎn)，信號更強。所以，與傳統(tǒng)的全向天線相比，智能天線讓信號的覆蓋距離遠(yuǎn)20%，信號干擾減少15%，特別適合軟性隔斷較多、終端移動性較多的無線網(wǎng)絡(luò)場景。

智能漫游

智能漫游技術(shù)指的是終端移動場景下，通過采集終端信息，將終端引導(dǎo)到信號更好的AP上，提升用戶體驗。終端如果不及時切換到信號更好的AP，Wi-Fi信號就會越來越差，速率也會越來越低。

智能漫游技術(shù)在終端發(fā)生漫游時會通過5步將AP切換到信號更優(yōu)的AP上，具體流程如圖1-2所示。

AP將采集到的終端信息上報到AC（無AC時，會自動選擇一個AP作為LeaderAP，完成AC的工作），AC記錄每個終端的鄰居AP和對應(yīng)的信號強度等信息。

AP1實時將終端的信號等信息上報到AC。

終端從Area1移動到Area2，AC感知到終端的信號低于閾值，判斷出終端最優(yōu)關(guān)聯(lián)AP是AP2。

AC將最優(yōu)AP是AP2的信息通知AP1，AP1強制終端下線。

終端漫游到最優(yōu)的AP2上，完成智能漫游，獲得更好信號。

圖1-2 智能漫游技術(shù)交互示意圖

多媒體智能調(diào)度

多媒體智能調(diào)度，也叫做多媒體切片，主要思想是將時域資源切分成不同的時間片，通過合理的調(diào)度保證用戶的使用體驗。網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)常存在帶寬需求沒有邊界，持續(xù)時間長，具有群體效應(yīng)和定時觸發(fā)特征的貪婪業(yè)務(wù)或協(xié)商速率較低的低速終端，為抑制“貪婪業(yè)務(wù)”占用大量帶寬資源，低速終端拉低網(wǎng)絡(luò)整體速率，用戶會使用空口限速策略。然而，一刀切的空口限速策略會犧牲用戶業(yè)務(wù)體驗，在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載低的情況下無法讓空口資源物盡其用，在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載大的情況下，限速也無法區(qū)分高低用戶或業(yè)務(wù)優(yōu)先級，無法有效保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)。

多媒體智能調(diào)度將時域資源切分成不同的時間片，通過時間片輪詢調(diào)度，抑制貪婪業(yè)務(wù)和低速終端，保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)的帶寬。例如：下載類業(yè)務(wù)需要占用大量帶寬，為保證對時效要求較高的音視頻業(yè)務(wù)不卡頓，通過時間片輪詢對下載類業(yè)務(wù)進行限速控制。Wi-Fi 6數(shù)據(jù)傳輸AP接入園區(qū)網(wǎng)絡(luò)時，通常需要由接入交換機使用網(wǎng)線進行PoE供電，網(wǎng)線供電距離一般為100米，AP和接入交換機距離大于100米時，將無法進行供電。另外普通網(wǎng)線的最大傳輸速率僅為1 Gbps，無法滿足對速率要求較高的應(yīng)用數(shù)據(jù)傳輸場景。為提升PoE供電距離和數(shù)據(jù)傳輸速率，華為創(chuàng)新研發(fā)了業(yè)界唯一的光電混合纜。如圖1-4所示，光電混合纜是將光纖和電源線混合在一起形成的線纜，一根光電混合纜可以同時給AP進行PoE供電和高速率數(shù)據(jù)傳輸。光電混合纜中的電源線只作為交換機給AP供電使用，不傳輸數(shù)據(jù)，一端連接到交換機的MultiGE口，另一端連接到AP的PoE_IN電接口。光電混合纜中的光纖作為交換機與AP之間的數(shù)據(jù)傳輸使用，一端連接到交換機的SFP+以太網(wǎng)光接口，另一端連接到AP的SFP+以太網(wǎng)光接口。圖1-4 光電混合纜外觀圖和連接方式

此外，為提升Wi-Fi 6數(shù)據(jù)傳輸AP空間流和端口速率，華為還提供了RTU License商業(yè)模式，AP空間流和端口速率升級只需購買軟件License，無需更換硬件，降低企業(yè)的CAPEX。RTU License商業(yè)模式，通俗點講，就是用兩房的錢買了三房，其中一個房間上鎖，等你有錢了買了鑰匙就可用，早期投資壓力小，將來也免了換房搬遷之憂。對于企業(yè)來講，如圖1-5所示，之前企業(yè)業(yè)務(wù)需要1GE Wi-Fi上行口，2個AP空間流，隨著業(yè)務(wù)的升級，企業(yè)Wi-Fi上行口需要升級至2.5GE，AP空間流升級到4個。此時，企業(yè)只需要購買RTU License即可，無需更換硬件設(shè)備。

圖1-5 RTU License提升接口速率示意圖

02

SD-WAN實現(xiàn)全球一張網(wǎng)

通過SD-WAN技術(shù)實現(xiàn)了全球一張網(wǎng)，虛擬路由器使企業(yè)應(yīng)用快速上云，而不同企業(yè)應(yīng)用對帶寬和鏈路質(zhì)量要求各不相同。例如，實時視頻會議對鏈路的丟包率、延遲、抖動容忍度非常低，如果鏈路出現(xiàn)丟包就可能會出現(xiàn)卡頓、花屏；而郵件、FTP文件傳輸類應(yīng)用則對丟包相對不敏感但是對帶寬要求高，應(yīng)盡快完成傳輸。華為云園區(qū)網(wǎng)絡(luò)解決方案不僅可以為不同應(yīng)用提供最佳鏈路，而且為保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)體驗最優(yōu)，還提供了智能選路技術(shù)，包括：自適應(yīng)前向糾錯（A-FEC）技術(shù)和應(yīng)用級智能選路技術(shù)。自適應(yīng)前向糾錯技術(shù)

自適應(yīng)前向糾錯技術(shù)通過在發(fā)送端靈活增加冗余包的方式，抵御網(wǎng)絡(luò)連續(xù)丟包，保障關(guān)鍵業(yè)務(wù)傳輸。如圖1-6所示，流量在WAN網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生丟包，接收端在發(fā)現(xiàn)流量存在丟包時，進行報文前向糾錯，將報文填充到之前丟包的位置。同時，接收端通知發(fā)送端網(wǎng)絡(luò)中存在流量丟包，發(fā)送端自適應(yīng)對流量進行冗余補償，彌補網(wǎng)絡(luò)中的丟包，確保視頻不卡頓，無花屏。

圖1-6 自適應(yīng)前向糾錯流程圖

應(yīng)用級智能選路技術(shù)

應(yīng)用級智能選路以關(guān)鍵應(yīng)用體驗最優(yōu)為核心，通過動態(tài)多路徑優(yōu)化機制，基于應(yīng)用SLA、應(yīng)用優(yōu)先級、帶寬利用率等核心因子實現(xiàn)多維度綜合路徑調(diào)優(yōu)，在確保關(guān)鍵應(yīng)用體驗的前提下，實現(xiàn)帶寬利用率最大化。也就是說，如果在同一條鏈路上有多種業(yè)務(wù)報文，為了在鏈路擁塞時優(yōu)先保證高優(yōu)先級應(yīng)用的使用，在發(fā)生擁塞時低優(yōu)先級應(yīng)用避讓高優(yōu)先級應(yīng)用，此時可使用應(yīng)用級智能選路。比如語音和視頻以及文件傳輸都在MPLS上，在鏈路帶寬不夠時優(yōu)先保證語音和視頻業(yè)務(wù)不受影響。

如圖1-7所示，用戶訪問外部網(wǎng)絡(luò)時有MPLS和Internet兩條路徑，在發(fā)送端通過首包識別、特征識別等方式識別出關(guān)鍵應(yīng)用，由于MPLS線路質(zhì)量相對Internet鏈路好，關(guān)鍵應(yīng)用優(yōu)先選擇在MPLS鏈路上傳輸。當(dāng)業(yè)務(wù)增多，MPLS鏈路擁塞時，設(shè)備通過實時的鏈路質(zhì)量檢測，在MPLS鏈路SLA變差并達到關(guān)鍵應(yīng)用所能容忍的SLA邊界時，將關(guān)鍵應(yīng)用流量動態(tài)的調(diào)整到符合SLA要求的負(fù)載較輕的Internet鏈路上。一段時間后，如果Internet鏈路發(fā)生丟包、延時或抖動時，關(guān)鍵應(yīng)用將再次自動切換到狀態(tài)恢復(fù)的MPLS鏈路，保證關(guān)鍵應(yīng)用的體驗。

圖1-7 應(yīng)用級智能選路示意圖

03

全流程自動化實現(xiàn)全云化管理

華為園區(qū)網(wǎng)絡(luò)智能管理控制系統(tǒng)（iMaster NCE-Campus）通過自動化策略實現(xiàn)端到端全自動化管理，包括：應(yīng)用策略自動化、終端策略自動化、用戶策略自動化、網(wǎng)絡(luò)部署和管理自動化。其中，為實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)部署和管理自動化，簡化網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，提升開局效率，華為云園區(qū)網(wǎng)絡(luò)解決方案提供了意圖開局技術(shù)；為實現(xiàn)終端策略自動化，使終端自動接入，并保證終端接入的安全，華為云園區(qū)網(wǎng)絡(luò)解決方案提供了終端智能管理技術(shù)；為實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)部署和管理自動化，減少網(wǎng)絡(luò)變更的影響，華為云園區(qū)網(wǎng)絡(luò)解決方案提供了數(shù)據(jù)面校驗技術(shù)。意圖開局

意圖開局是根據(jù)用戶原始訴求，將業(yè)務(wù)模型轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)模型，將內(nèi)置及AI學(xué)習(xí)的標(biāo)準(zhǔn)組網(wǎng)方案轉(zhuǎn)換為用戶推薦網(wǎng)絡(luò)方案，包括組網(wǎng)、設(shè)備選型、業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)、IP地址規(guī)劃等，并支持用戶自定義。

整體的方案流程：首先用戶在智能管理控制系統(tǒng)輸入意圖信息。如：想要開通某超市的網(wǎng)絡(luò)，面積大概200平米，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)有收銀、監(jiān)控。然后，智能管理控制系統(tǒng)將意圖解析成網(wǎng)絡(luò)方案并交由用戶確認(rèn)。

如：AP 5個，交換機1個，網(wǎng)絡(luò)配置有收銀網(wǎng)、安防網(wǎng)。用戶可以對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜团渲眠M行調(diào)整，調(diào)整的內(nèi)容會進入自學(xué)習(xí)流程重新進行數(shù)據(jù)的擬合，以提高后續(xù)推薦的準(zhǔn)確率。最后，系統(tǒng)會根據(jù)方案的內(nèi)容生成《某超市方案技術(shù)建議書》用于解釋生成方案的原理和依據(jù)、《某超市方案LLD》用于指導(dǎo)用戶進行現(xiàn)網(wǎng)的開局和設(shè)備的組裝、《某超市開局方案包》用于自動化執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)方案。

終端智能管理

網(wǎng)絡(luò)運維人員預(yù)先在iMasterNCE-Campus部署已知終端指紋庫和終端類型策略，終端接入網(wǎng)絡(luò)時，設(shè)備自動提取終端的指紋上報iMasterNCE-Campus。當(dāng)終端接入網(wǎng)絡(luò)iMaster NCE-Campus根據(jù)終端指紋識別出終端類型，并根據(jù)終端類型下發(fā)策略，提高終端接入效率。

對于未知類型終端，在終端接入網(wǎng)絡(luò)時，通過在智能管理控制系統(tǒng)人工標(biāo)注的方式，實現(xiàn)同類型終端通過AI聚類學(xué)習(xí)進行自動識別，自動接入網(wǎng)絡(luò)。終端接入網(wǎng)絡(luò)后，設(shè)備實時檢測終端的流量，當(dāng)設(shè)備通過智能分析檢測到終端流量過大或終端IP/MAC重復(fù)時，自動對異常的終端下發(fā)隔離策略。

另外，iMasterNCE-Campus管理控制系統(tǒng)還支持以可視化的方式顯示終端接入狀態(tài)，并將異常終端紅色顯示，以便維護人員快速識別，及時處理，從而保證終端接入安全。

數(shù)據(jù)面校驗技術(shù)

如圖1-10所示，iMaster NCE-Campus管理控制系統(tǒng)通過SNMP等協(xié)議采集全網(wǎng)的網(wǎng)元拓?fù)洹⑴渲?、路由和表項等信息，對網(wǎng)絡(luò)進行全面建模。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擴容或改造時，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)建模對網(wǎng)絡(luò)進行充分驗證，減少網(wǎng)絡(luò)變更驗證時間，保證網(wǎng)絡(luò)變更驗證效果，避免網(wǎng)絡(luò)變更引發(fā)的故障。

數(shù)據(jù)面校驗技術(shù)包括快照管理、子網(wǎng)互訪和用戶接入仿真三個功能?？煺展芾砉δ芡ㄟ^對比指定時間前后的配置文件檢查網(wǎng)絡(luò)配置是否存在異常，快速定位故障。子網(wǎng)互訪功能通過對網(wǎng)絡(luò)中所有路徑連通性驗證，避免網(wǎng)絡(luò)變更導(dǎo)致的連通性故障。用戶接入仿真功能通過模擬用戶接入和授權(quán)信息，校驗用戶權(quán)限是否精準(zhǔn)，檢查用戶接入網(wǎng)絡(luò)后的權(quán)限是否符合預(yù)期，例如用戶權(quán)限是否存在不可用，越界等問題。

圖1-10 數(shù)據(jù)面校驗技術(shù)流程圖

04

大數(shù)據(jù)和人工智能實現(xiàn)全智能運維

智能運維平臺（iMaster NCE-CampusInsight）實時獲取網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的KPI、流量、應(yīng)用等信息，經(jīng)過大數(shù)據(jù)和人工智能分析，一方面對網(wǎng)絡(luò)進行智能調(diào)優(yōu)，另一方面，識別網(wǎng)絡(luò)潛在故障，故障發(fā)生時快速定界，對網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)全智能運維。無線射頻調(diào)優(yōu)

無線射頻調(diào)優(yōu)技術(shù)指的是智能運維平臺循環(huán)對無線網(wǎng)絡(luò)進行調(diào)優(yōu)，提高無線網(wǎng)絡(luò)的性能。智能運維平臺循環(huán)采集用戶信息、大數(shù)據(jù)智能學(xué)習(xí)和分析后，對無線網(wǎng)絡(luò)的信道、頻寬、功率進行仿真調(diào)優(yōu)，實現(xiàn)對無線網(wǎng)絡(luò)的自動循環(huán)調(diào)優(yōu)。

iPCA2.0故障定界技術(shù)

iPCA2.0故障定界技術(shù)通過將園區(qū)中每臺設(shè)備的流量和報文轉(zhuǎn)發(fā)時延定時上報到智能運維平臺，智能運維平臺通過匯總每臺設(shè)備的數(shù)據(jù)，經(jīng)過對比分析等，判斷網(wǎng)絡(luò)中哪臺設(shè)備存在丟包和轉(zhuǎn)發(fā)時延，快速對故障定界，減少運維時間。

通過iMaster NCE-Campus管理控制系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備部署iPCA2.0后，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備就會定時將指定流的流量數(shù)據(jù)和報文轉(zhuǎn)發(fā)時延上報到智能運維平臺，智能運維平臺匯總每臺設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，通過對比分析，將出現(xiàn)流量丟包或轉(zhuǎn)發(fā)存在時延的設(shè)備顯示為紅色異常狀態(tài)。

編輯：jq