近日召开的中共中央政治局常委会会议上，中央明确提出要加快5G网络等新型基础设施建设和数据中心。这是近年来数据中心首次被列入加快建设项目。数据中心作为“新基建”的一大亮点，备受业界关注。与传统基建不同，“新基建”主要侧重于技术端，主要包括5G建设等七大领域。随着互联网进入云2.0时代，行业云兴起，越来越多的企业成为云化、数字化的主角。5G、云计算、工业互联网等新一代信息技术的应用，离不开海量数据的处理、存储和软件。云化。随着“新基建”的推进，云计算服务的部署正在加速，对相关设备和服务的需求也越来越大。数据中心作为底层基础设施，预计将持续增长，数据中心的建设和扩容步伐也将相应加快。中长期看，在技术和资金允许的情况下适度推进数据中心等数字经济基础设施建设，带动应用市场繁荣。在当前大国科技竞争大背景下，加大新基建投资力度，有利于稳增长稳就业，释放国内经济增长潜力，有效缓解新冠肺炎疫情对国民经济的影响，缩小与中国的差距。发达国家。数字划分。可以预见，“新基建”的到来将对数据中心行业产生重大影响，势必开启新一轮增长。数据中心规模化优势凸显，超大规模组网亟待突破。互联网行业的蓬勃发展，带动数据和流量不断向数据中心聚集。为了充分发挥数据中心的规模优势，大幅降低业务部署和维护成本，运营商、互联网、云服务商等行业的大公司纷纷建设超大规模数据中心。自2013年以来，超大规模数据中心的数量增加了两倍，领头羊是亚马逊、苹果、谷歌、Facebook和微软。单个校园最大的服务器规模已经超过30万台，很多大型校园服务器规模在2万台到10万台之间。截至2019年第三季度末，已有504个大型数据中心投入运营，另有150多个新的超大规模数据中心正在建设中。可以预见，在“新基建”的推动下，“撒花椒面”的数据中心投资建设方式或将成为过去，更多集中化、规模化的投资方式将加速超大型数据中心建设规模的数据中心。在此背景下，如何持续提升数据中心的规模效益，构建更大规模的数据中心网络，是每一位数据中心架构师必须面对的挑战。超大规模数据中心的建立主要受限于两个因素：一是业界主流交换网络设备的转发能力和端口密度；另一个是网络架构设计思路，需要极高的可扩展性和可管理性，才能按照POD交付数据中心网络，最终具备灵活扩展承载更大规模集群的能力。目前业界主流设备已经可以提供基于12.8T芯片，支持32个400G端口的TOR交换机。预计2022年将有50T以上的大容量芯片，支持64个800G端口和最新的112GSerDes技术。同时，数据中心网络从原来的传统3-Tier架构演进到扁平化、无阻塞的Leaf-Spine架构，并以此架构为基础，不断迭代演进。Facebook去年发布了下一代数据中心架构F16，并在spine平面上扩展了上一代数据中心架构F4，将4台128端口、400Gbit/s的交换机升级为16台128端口、100Gbit/s架构的交换机，以及采用基于Tomahawk-3（Minipack）、Tomahawk-2（Wedge100S）ASIC的Minipackspine交换机和Wedge100S交换机，据说容量是F4架构的四倍，升级和使用更方便。可以预见，未来在业界的共同努力下，数据中心有望在网络架构、设备转发能力、端口密度等方面实现新的突破，以支持更大规模的数据中心组网。无损、智能、开源或成为数据中心网络能力的“三驾马车”新基建，必将推动5G、人工智能、大数据、云计算等业务的快速发展。这些新业务对网络尤其是数据中心网络的影响很大。在高效运维、开放架构等诸多方面提出了更加严苛的要求。未来，数据中心网络需要在无损、智能、开源三个方面全面提升自身能力，为新一代业务应用保驾护航。无损数据中心提高了网络确定性和高效转发能力。未来，语音交互、图像交互等新技术将广泛应用于公有云、人工智能等应用领域。这些交互式服务通过访问在线数据库和云数据中心来满足不同的需求。需求，如沉浸式体验、全息通讯、机器人看护等应用。由于这些应用需要通过网络传输和处理大量的多媒体信息，设备密度和信息总量巨大，数据中心网络需要将大量数据转化为实时信息和行为在极短的时间内保证后台可以访问交互业务，可以避免丢包，降低时延，提高吞吐量，从而对数据中心网络提出了无损转发的要求。目前，无损网络技术已经应用于互联网、金融等行业。以银行业为例，基于无损网络技术，在数据中心引入智能拥塞调度，加速网络通信。经过实测，最终存储集群的IOPS性能提升了20%，单卷性能达到了35万IOPS。访问与本地磁盘相同的用户体验。随着人工智能的快速发展，越来越多的工业控制、远程医疗、自动驾驶等应用将走进我们的生活，而无损数据中心网络无疑为我们提供了绝佳的选择。智能化能力有望解决海量数据中心的运维难点。数据中心扩容后，设备数量成倍增长，设备种类也大大增加。如何实现海量设备的统一管理，实现业务与网络的联动，提高运维效率和运维成本，是大型数据中心亟待解决的问题之一。此外，随着云、SDN、NFV等技术在数据中心的加速落地，传控分离、三层解耦、统一编排等技术的引入，也使得数据的业务逻辑更加清晰。中心更加复杂，故障排除难度大大增加。传统运维模式已经难以为继。基于AI和Telemetry的智能运维，就是用数据智能代替人工体验。有望在自动化的基础上实现遥测、大数据分析、机器学习、网络引导等功能，监控和管理潜在的网络安全问题，助力数据中心更高效。快速适应不断变化的业务需求，提高运营洞察力，并最终实现基于意图的网络。当前，网络智能产业蓬勃发展，主要集中在网络部署、网络变化验证、故障智能定界/定位、故障预测、业务分析和预测等方面。闭环决策等环节实现精细化检测和可视化管理，变被动运维为主动运维。虽然仍然受到AI学习模型的准确性、网络设备特性不足等制约，但人工智能的发展必然会引发网络运维的又一次革命。开放架构的设备催生了数据中心的新产业生态。数据中心的开放架构为白盒交换机的发展提供了良好的契机。白盒交换机与传统交换机的区别在于，白盒交换机采用开放式架构，可以实现解耦，需要部署集中式网络操作系统。目前，SONIC操作系统已经逐渐成为白盒交换机的事实标准。SONIC通过SAI层对交换机的接口设计进行抽象，向上提供统一的API接口，向下连接不同的ASIC芯片，彻底解决了上层软件适配不同ASIC芯片的需求。问题。此外，芯片层面也在不断开放，可以通过可编程接口定制芯片对数据包的处理逻辑，实现按需增加新功能、新协议或优化原有协议的能力，大大提高了灵活性。随着白盒交换机生态系统的发展，硬件、网络操作系统、协议软件也逐渐成熟。越来越多的客户正在投资开发和使用白盒交换机。特别是在互联网行业，基于开放架构的白盒交换机已经在大型互联网公司的云数据中心规模部署。随着业务的精细化发展，网络定制化需求越来越多，自主可控的开源设备将发挥更大作用。
