眾所周知，現(xian)代(dai)體育(yu)競技運動，正在融入越(yue)來(lai)越(yue)多的科技元(yuan)素(su)。世界(jie)矚目的奧運會賽(sai)(sai)場(chang)，不僅是高水平(ping)運動員的競技場(chang)，也是酷炫黑科技的展示舞臺(tai)。尤(you)其是信(xin)息通信(xin)技術，歷經數十年的高速發展，已經進入了(le)賽(sai)(sai)場(chang)的每(mei)一個角落，是賽(sai)(sai)事能否成功舉辦的關鍵要素(su)。
2月4日(ri)，舉世(shi)矚目的北京冬奧會就將拉開大幕。
本次冬(dong)奧會，是繼2008年(nian)之后，中國再一次承辦(ban)這(zhe)種(zhong)世界(jie)(jie)最(zui)(zui)頂級體育(yu)盛會。這(zhe)兩年(nian)全球(qiu)疫情肆虐，抗疫形勢波折(zhe)多(duo)變(bian)。北(bei)京(jing)冬(dong)奧能夠如(ru)期(qi)舉辦(ban)，意(yi)義極為重大，將有力提(ti)振世界(jie)(jie)各國的(de)抗疫決心和信心，幫助早(zao)日(ri)迎來(lai)最(zui)(zui)終勝利(li)的(de)曙光。
北京冬奧場館
為(wei)了確保本次冬奧會(hui)的順(shun)利舉辦，主(zhu)辦方對(dui)相關籌(chou)備工作進行了精心的計劃和準備。如今，歷時(shi)六(liu)年多(duo)的籌(chou)辦工作已經進入沖刺階(jie)段。即(ji)將呈現(xian)給(gei)世界(jie)人民(min)的，究竟是一(yi)個怎(zen)樣的冰(bing)雪(xue)盛(sheng)會(hui)？
頂級賽事，網絡迎考驗
眾所周(zhou)知，現代體育競技運(yun)動，正在融入(ru)越(yue)來(lai)越(yue)多的(de)(de)科(ke)技元素。世界矚目的(de)(de)奧運(yun)會賽場，不僅是(shi)(shi)高水平運(yun)動員的(de)(de)競技場，也是(shi)(shi)酷炫黑(hei)科(ke)技的(de)(de)展示(shi)舞臺(tai)。
尤其(qi)是(shi)信息通信技術，歷經數十年的高速發展，已經進入(ru)了賽場的每一個(ge)角落，是(shi)賽事能否成功舉辦的關(guan)鍵要素。
本次北京冬奧會，正值全球數字革命的轉折階段，提出了“綠色辦奧”、“共享辦奧”、“開放辦奧”、“廉潔辦奧”的全新發展理念，核心目標是打造一個融合了安全奧運（Safety）、數字奧運（Multimedia）、智能奧運（AI）、綠色奧運（Reduction）、科技奧運（Technology）的“SMART 智慧冬奧”。
S.M.A.R.T 智慧(hui)冬奧
大家可以看出來，“SMART ”目標的背后，是5G、云計算、大數據、VR/AR、人工智能等前沿信息技術的(de)大量運用，也(ye)是(shi)對(dui)相關能力的(de)實戰化考(kao)驗。
以(yi)比(bi)賽轉播(bo)為(wei)例(li)。為(wei)了(le)幫助全球觀眾更好地欣賞現(xian)場賽事，本次冬奧會將全面采用8K超高清直播(bo)，并引入“自由視角”、“子彈時間”等視頻技術。
借(jie)(jie)助(zhu)“自由視(shi)角”技術，觀眾通過電視(shi)、手機或VR設備觀看比(bi)賽時，可以自己當“導播”，隨(sui)時改變觀賽視(shi)角，全方位地(di)欣賞(shang)比(bi)賽運(yun)動員的出色表現。借(jie)(jie)助(zhu)“子彈(dan)時間”技術，觀眾還可以在比(bi)賽過程中“凝固時空(kong)”，感受精(jing)彩瞬(shun)間。
這種(zhong)交互式、沉浸式的觀看體驗，不僅(jin)對現場拍攝技術(shu)提出(chu)了(le)很高的要求，更給視頻(pin)信號的處理和傳輸帶來(lai)了(le)嚴峻挑戰(zhan)。
北京冬奧會的(de)(de)通(tong)(tong)信(xin)(xin)網絡，不僅在(zai)速率(lv)、帶寬和時延等性(xing)能(neng)指標上必(bi)須滿足苛刻要求，在(zai)安全性(xing)、可靠性(xing)上也要做到滴水不漏(lou)。除此(ci)之外，基于(yu)“雙碳”的(de)(de)國家戰略，通(tong)(tong)信(xin)(xin)網絡也必(bi)須符合(he)低能(neng)耗的(de)(de)綠色環保要求。
極簡架構，一網承多業
北(bei)京冬奧會(hui)數據通信(xin)網，由中(zhong)國(guo)聯(lian)通和華為公司(si)共(gong)同(tong)建設(she)，承(cheng)擔了整個賽事的(de)通信(xin)連接重(zhong)任。我(wo)們來仔(zi)細看一下，這張網絡(luo)是否做到了前面我(wo)們所(suo)說(shuo)的(de)“SMART”。
首(shou)先我(wo)們看一下(xia)整個網絡的架構設計。
冬奧會數據網的網絡架構
從宏觀上看，這張網絡(luo)(luo)采用了標準的葉脊網絡(luo)(luo)架(jia)構。通(tong)過(guo)兩個MCF脊交換機節點(dian)，與20多個場(chang)館(guan)直接連接，并連通(tong)至互聯網區、業務管理(li)區、媒(mei)體MPC等。對于媒(mei)體大巴等移動場(chang)景，則(ze)采用5G進行連接。
相比以往(wang)采用(yong)不(bu)同網(wang)絡承(cheng)載不(bu)同業務的(de)方式，這次僅用(yong)了(le)一(yi)(yi)張(zhang)網(wang)絡，就(jiu)實現了(le)對媒體轉播、賽事報(bao)道、工作人員通信保障等多項業務的(de)統一(yi)(yi)承(cheng)載。這就(jiu)是“一(yi)(yi)網(wang)承(cheng)多業”。
“一(yi)網承(cheng)多(duo)業”的背后，離不開一(yi)項(xiang)關鍵技術的支撐，那就現在備(bei)受關注的“IPv6+”。
“IPv6+”是IPv6下(xia)一代互聯網的(de)升級，是面向(xiang)5G和(he)云(yun)時代的(de)IP網絡創(chuang)新體系。
它在IPv6的基礎上，進行了技術(shu)體(ti)系的完(wan)善和創(chuang)新(xin)，擁有(you)更強的網絡能力，能夠提供更完(wan)美的用戶體(ti)驗。
本次(ci)冬奧會的(de)數(shu)據通信網(wang)(wang)，是(shi)中國信通院認證的(de)第一(yi)(yi)張“IPv6+”網(wang)(wang)絡，也是(shi)“IPv6+”專網(wang)(wang)首次(ci)應用(yong)于(yu)奧運(yun)會。我們具體分析一(yi)(yi)下，這張網(wang)(wang)絡究竟是(shi)如何賦能SMART奧運(yun)的(de)。
“IPv6+”擁有遠(yuan)超IPv4的(de)(de)海量地(di)址數量，不再需要“私(si)網”，避免(mian)了地(di)址轉(zhuan)換。它與(yu)葉脊架構相(xiang)結合，實(shi)現了網絡的(de)(de)扁平化，大幅減少(shao)了網絡節(jie)點，實(shi)現了任(ren)意Leaf（葉節(jie)點）的(de)(de)兩跳直達(da)。
網絡節點的減少(shao)，意味(wei)著設備、機房和光纖的減少(shao)，也(ye)意味(wei)著電能(neng)耗的下降，降低(di)碳排(pai)放，踐(jian)行了“綠色冬奧”的理念。
葉脊架構，在網絡的可(ke)靠性上，也有明顯的優勢。它(ta)實現了雙節(jie)點保護(hu)，任(ren)意Leaf之間有多(duo)條(tiao)不重疊的路徑可(ke)達，容災能力極(ji)強。
應用感知，切片保體驗
一張網絡承(cheng)載多項(xiang)業(ye)務(wu)(wu)，最重(zhong)要的(de)(de)，是要保證不(bu)同(tong)優先級業(ye)務(wu)(wu)的(de)(de)服務(wu)(wu)質量。
在奧運現(xian)場(chang)，有不同(tong)的網(wang)絡用(yong)戶角色，也(ye)有不同(tong)的網(wang)絡應用(yong)場(chang)景。
就(jiu)像(xiang)前文所(suo)說，視(shi)頻拍攝、媒體報(bao)道(dao)、工作協調、安保調度等，都(dou)需要占用通(tong)(tong)信網(wang)絡。這些通(tong)(tong)信需求(qiu)對(dui)網(wang)絡服(fu)務(wu)的(de)QoS（服(fu)務(wu)質量）要求(qiu)是不(bu)一樣的(de)。
這也就意(yi)味著(zhu)，雖然這些業務都承載在同一(yi)個網絡上，但是網絡要(yao)能(neng)夠提(ti)供(gong)套餐式的差(cha)異化服(fu)務。
像超高(gao)清視頻轉播(bo)業(ye)(ye)務，VR/AR全景直(zhi)播(bo)，就屬于(yu)需要重點保障的高(gao)優先級(ji)業(ye)(ye)務。它本身的數據(ju)量就很大，對(dui)網絡帶寬要求極高(gao)。想(xiang)要實現觀眾的沉浸式互動體驗，對(dui)傳輸時延要求也(ye)很高(gao)。
傳統的IPv4和MPLS（Multi-Protocol Label Switching，多協議標簽(qian)交換）技術(shu)，并不能(neng)很好地滿足需求(qiu)。
IPv6的數據(ju)報文結構升級，相比IPv4，報文內容變(bian)得更(geng)加豐富(fu)，可以記錄更(geng)多的信息。
IPv6報頭(tou)格式
它就好像在(zai)快速包裹(guo)上貼了準確、完整(zheng)的標簽，幫助網絡(luo)精準識別數(shu)據報(bao)文(wen)的內(nei)容屬性。這(zhe)樣一來，網絡(luo)就可以根據數(shu)據報(bao)文(wen)屬性的不(bu)(bu)同，提供(gong)不(bu)(bu)同的QoS，實(shi)現差異化的服務。
對數據報文內容的精準(zhun)識別(bie)，也可以幫助電信運營商掌(zhang)握整個網絡(luo)中數據業務的流動趨勢，更高效地(di)進行資(zi)源協調，適時進行網絡(luo)擴容。
北京冬(dong)奧會數(shu)據通信網還(huan)采用(yong)了(le)靈活以太網（FlexE）技術(shu)。這是(shi)一種基于高速以太接口實現(xian)SDH通道(dao)化功能的硬(ying)管道(dao)、硬(ying)隔離技術(shu)，可(ke)以提供確定時延、滿足大帶寬業務傳(chuan)輸需求。
SRv6，意圖驅網絡
冬奧會的(de)骨(gu)干網絡采用了先進(jin)的(de)SRv6技(ji)術。這是基于IPv6的(de)分段路由（Segment Routing）技(ji)術。
SRv6具有前所未有的(de)高效路(lu)(lu)徑(jing)(jing)(jing)選擇能力。在(zai)傳輸數據報(bao)文(wen)的(de)過程(cheng)中，上層管理中心提前規劃并下發了從起點到終點的(de)最佳路(lu)(lu)徑(jing)(jing)(jing)，非常便于路(lu)(lu)徑(jing)(jing)(jing)控制與流量調(diao)優(you)。
SRv6無(wu)需(xu)MPLS，頭尾支持SRv6，中間只需(xu)支持IPv6，云(yun)數據(ju)中心開(kai)雙(shuang)棧便可(ke)無(wu)縫云(yun)網(wang)融合，云(yun)隨選網(wang)，實現數據(ju)的一跳入云(yun)，大幅提升網(wang)絡傳輸效(xiao)率(lv)。
本(ben)次(ci)奧(ao)(ao)(ao)運，是(shi)第一(yi)次(ci)實(shi)現(xian)“云上奧(ao)(ao)(ao)運”。也就是(shi)說，線下(xia)沒有(you)專門(men)建設奧(ao)(ao)(ao)運會(hui)獨有(you)的(de)數據中心(xin)或機房。奧(ao)(ao)(ao)運會(hui)所有(you)的(de)IT業務(wu)服務(wu)，全部部署在云端。
借助SRv6，將奧(ao)運賽(sai)場的海(hai)量接入(ru)終端應用延伸到(dao)云(yun)端，實(shi)現視頻轉(zhuan)播等業(ye)(ye)務的快速聯(lian)接上云(yun)和業(ye)(ye)務質量保(bao)(bao)障，可以確保(bao)(bao)業(ye)(ye)務不(bu)繞(rao)路(lu)、不(bu)斷網、不(bu)丟包、不(bu)延誤，進一(yi)步提(ti)升了現場用戶的網絡體驗。
SRv6與(yu)SDN技術(shu)相結合，實(shi)(shi)現了網絡(luo)的開放(fang)可編程，便于業務鏈的智能編排(pai)。未來隨著APP支持SRv6，網絡(luo)可以真(zhen)正實(shi)(shi)現意圖驅動。
智能運維，AI助安全
北京冬(dong)奧(ao)會作為世界(jie)頂級體育(yu)盛會，容不(bu)得任(ren)何差錯。冬(dong)奧(ao)會數據通信網，在安(an)全性和可(ke)靠(kao)性方面(mian)的要求(qiu)遠遠高(gao)于普通網絡。而IPv6+，為網絡的安(an)全可(ke)靠(kao)奠定(ding)了堅實的基礎。
“IPv6+”通過(guo)網絡(luo)層協議實(shi)現(xian)內生安全(quan)，天生具備免疫能力。
在“IPv6+”網絡(luo)中(zhong)，節點采用公網地址取代私(si)網地址，惡意(yi)報(bao)(bao)(bao)文(wen)更(geng)容易(yi)被追(zhui)蹤，增(zeng)強(qiang)了(le)網絡(luo)的安全可信。數(shu)(shu)據(ju)報(bao)(bao)(bao)文(wen)結構改造升級之后，也大幅(fu)增(zeng)加了(le)攻擊者進行(xing)偽造和竊(qie)聽的難度，強(qiang)化(hua)了(le)數(shu)(shu)據(ju)報(bao)(bao)(bao)文(wen)的安全性(xing)和私(si)密(mi)性(xing)。
“IPv6+”零信任(ren)對(dui)所有訪問進行認證(zheng)和鑒權(quan)，并只提供最(zui)小訪問權(quan)限。基于云網(wang)安一體架(jia)構協(xie)同威脅處置，實現從小時(shi)級到分鐘級的威脅遏(e)制。
網絡安全(quan)性增(zeng)強，并沒有增(zeng)加網絡運維的工作量和難度。
北京冬奧會現場數據網絡，不再使用LDP/RSVP-TE協(xie)議(yi)，也不需要MPLS標簽(qian)，簡化了協(xie)議(yi)，管理(li)簡單(dan)。通過與EVPN的結合(he)，SRv6可以使得IP承載(zai)網簡化歸一。
結合人工智能(neng)、隨(sui)流檢測(ce)(ce)、知識圖譜(pu)等(deng)關鍵技術，對(dui)網絡進行智能(neng)運維，智能(neng)預測(ce)(ce)網絡故障，實現自動、自愈、自優、自治的自動駕駛(shi)網絡，將(jiang)故障恢復時(shi)間從小(xiao)時(shi)級縮短到分(fen)鐘(zhong)級。
結語
毫無疑問，面向未來(lai)的(de)“IPv6+”技術，深刻地詮(quan)釋了前(qian)沿通(tong)信科技對奧運夢想的(de)助力與支撐。基于“IPv6+”構筑的(de)數據通(tong)信網絡，將(jiang)為北京(jing)奧運會的(de)成功(gong)舉辦(ban)構建(jian)堅(jian)實的(de)基礎。
北京冬奧會的主題口號，是“一起向未來（Together for a Shared Future）”。
IPv6是目前全球公認的(de)(de)，唯(wei)一可(ke)以規模商(shang)用(yong)部署的(de)(de)互聯網升(sheng)級演進方(fang)案，是下一代互聯網發展的(de)(de)起點(dian)和不(bu)可(ke)逾越的(de)(de)階段。它(ta)就(jiu)是通信技術(shu)的(de)(de)未來。
基于(yu)IPv6進一步演進的(de)“IPv6+”，不僅是互聯網(wang)升級(ji)的(de)必(bi)然趨勢，更是助(zhu)力互聯網(wang)與實(shi)體(ti)經(jing)濟(ji)深度融(rong)合、支撐數字經(jing)濟(ji)高質量發展(zhan)的(de)“基石”和“底座(zuo)”。
“IPv6+”全面亮相北京奧運，將是它承載千(qian)億聯接、實現萬物智(zhi)聯的(de)第一步(bu)。讓我(wo)們盡情期待(dai)“IPv6+”更精彩的(de)未來！
