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  • 双十一到了,你还好吗?

    双十一到了,小伙伴们的钱包还好吗? 反正小编已经从南京人,变成了... 双十一不仅掏空了小编的钱包,还挖空了小编的脑容量... 两轮的优惠期,各种满减,各种凑单...算的小编是头晕又脑胀。 在不断地研(duo)究(shou)过程中,小编发现了一个好地方:直播间!各种优惠套餐明明白白的堆到小编面前,简直就是雪中送炭,挽救了小编濒临崩溃的智商啊! 后来,小编发现直播间的玩法跟5G中PCF的策略控制有异曲同工之妙啊! 是不是有点懵?好好的双十一,怎么就和5G扯上关系了呢?怎么又要学习? 莫慌,这样才能更好的理解PCF及其策略控制功能呀。 首先要知道,什么是PCF?PCF是5G核心网中一个重要的网元,主要为移动网络提供策略控制。 (想要具体了解5G核心网,请戳5G核心网关键技术总览) NSSF:Network Slice Selection Function,网络切片选择功能 AMF:Access and Mobility Management Function,接入和移动管理功能 AUSF:Authentication Server Function,鉴权服务器功能 PCF:Policy Control Function,策略控制功能 UDM:Unified Data Management,统一数据管理 SMF:Session Management Function,会话管理功能 AF:Application Function,应用功能 NRF:NF Repository Function,网络功能仓储 UDR:User Data Request,用户数据(读取)请求 CHF:Charging Function,计费功能 PCF提供的策略控制和双十一直播间的优惠又有什么关系呢?这就要看看PCF目前主要提供的策略控制类型了,包括接入移动性策略控制和PDU(Packet Data Unit,分组数据单元)会话策略 控制: 接入移动性策略控制 用于进行业务区域限制和无线接入方式选择控制。 PDU会话策略控制 用于进行多种流量优惠套餐的选择和QoS控制。 接入移动性策略控制 直播间内的商品,优秀的主播会帮消费者争取到最大的优惠,同时要求消费者 必须 在直播间购买该商品 才可以 享受到该优惠。 与限制在直播间购买类似,运营商对业务区域限制实施动态策略控制。例如,对享有大额度优惠流量的家庭CPE (Customer Premises Equipment,用户驻地设备) ,要享受这一优惠,就会被限制只能在家庭周边基站接入,非允许区域是不可以使用此类CPE上网的。直播间的限制保证了商家的利益,而PCF的这一策略控制功能则有效的避免了网络拥塞。 当直播间内的某种商品因太受欢迎而售罄后,经常会听到主播喊老板启用 备选方式 重开链接,例如预售等方式,保证大家都可以买到优惠的商品。 同样的,为了保证用户体验,合理分配网络资源,运营商需要通过RFSP Index (RAT/Frequency Selection Priority,无线/频率选择优先级) 实施动态策略控制。PCF根据RAN (Radio Access Network,无线接入网) 拥塞信息动态调整RFSP Index并传递给RAN,RAN指示UE选择该RFSP Index对应的无线接入方式和频率进行数据传输。例如用户所在的5G网络拥塞时,PCF通过RFSP Index指示UE选择4G网络接入。 PDU会话策略控制 直播间里的优惠政策有多种方式,有的是直接领取大额优惠券,有的是直接满减,还有的是赠送大量的赠品,有 各种 优惠方式和优惠力度可供 选择 ,总有一款适合你。 与直播间的优惠类似,PCF也有多种类型的套餐可供用户选择,从而满足不同用户的需求。 不同类型的套餐可以提供不同的带宽,包含不同的用量门限,超过用量门限会对用户限速或禁止上网。 有的套餐是通用套餐,适用于任何流量;有的套餐是定向套餐,只能访问特定的业务。 有的套餐适用于任何区域;有的套餐则只能在非漫游或漫游区域使用。 为了保证消费者买到物美价廉的商品,直播间团队会对商品进行 质量控制 ,让消费者可以买的放心。 与此类似,当用户使用特定业务时,PCF会对该业务提供QoS保障。例如,当用户使用VoNR (Voice over New Radio,新空口承载语音) 时,为了能让用户获得较好的通话质量,PCF会联合SMF和UPF为VoNR媒体流建立专门的QoS Flow,为VoNR媒体流传输提供保障带宽和较高的转发优先级。 看到这里,是不是已经基本明白了?PCF的策略控制功能跟购物直播间一样,也是为了给用户提供更多的选择和更好的优惠,让用户获得更好的体验。 不管是直播间购物还是PCF的策略控制,选择适合自己的才是最重要的! 什么?还想深入了解?来,上小编的独家笔记! 还是按照上面的思路,小编笔记分别介绍接入移动性策略控制和PDU会话策略控制,以及它们的相应功能。 接入移动性策略控制 指的是PCF向AMF提供用于接入和移动性管理的控制策略,简称AM策略,包含PCF授权(批准或修改)的业务区域限制和RFSP Index。 为了获取AM策略,当UE注册或切换到AMF时,PCF可以因为内部事件(如时段切换)或外部事件(如UDR通知该用户的策略签约变更)触发而主动向AMF更新AM策略。或者,PCF可以在AMF上报接入和移动性相关事件时,在响应消息中更新AM策略。 当UE注销或从AMF切换走时,AMF请求PCF终止该UE的AM策略关联;PCF也可能因为某些事件(如UDR通知该用户的策略签约删除)而主动要求AMF终止该UE的AM策略关联。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍ 业务区域限制 是指按照要求允许或者限制在特定区域的用户进行语音、数据等业务。业务区域限制包含允许区域和非允许区域。UE在允许区域内可以正常进行语音和数据业务。UE在非允许区域内可以注册,但不能进行其他业务。 无线/频率选择优先级 是无线接入网进行无线资源管理时所采用的策略。不同的无线/频率选择优先级可以使用不同的RFSP Index取值来表示。基站可以根据RFSP Index实施无线资源管理策略,例如指示UE使用特定的无线接入方式和频率进行数据传输。 ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ ‍ PDU会话策略控制 是指PCF向SMF提供用于PDU会话管理的控制策略,简称SM策略。 PCF向SMF提供授权的会话聚合带宽和缺省QoS。 PCF指示SMF对PDU会话实施在线计费或离线计费,并提供计费系统地址。 PCF向SMF提供业务PCC规则,指定SMF对业务实施门控、QoS控制、计费控制、业务链控制等。 PDU会话 是指UE通过SMF/UPF和数据网建立的一个连接,用于传输数据报文。 QoS控制 是网络的一种安全机制,是用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术。当网络过载或拥塞时,QoS能确保重要业务不受延迟或丢弃,同时保证网络的高效运行。 综上,PCF依靠其灵活的策略控制能力,配合5G核心网其他网元,满足5G网络用户多样化的业务需求,开启了一个万物互联的新时代。 我们是一群平均从业年限5+的通信专业工程师。 关注我们,带你了解通信世界的精彩! 分享、点赞加在看,我们都是好伙伴 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-11-11 关键词: 5G pcf 网络技术

  • 思科推出全新广域网边缘平台,助力企业加快采用云计算

    思科推出全新广域网边缘平台,助力企业加快采用云计算

    2020年11月5日,思科(NASDAQ: CSCO)宣布推出新的广域网(WAN)边缘平台,帮助客户加快采用云计算并安全地自动连接到云、数据中心和边缘的应用。 作为思科基于意图的网络(IBN)产品组合的基础产品,Catalyst 8000边缘系列能为客户提供创新的高性能路由平台。通过内置分析,这一新平台可以更好地发现网络或应用问题,并驱动明智的决策来优化用户体验。全新Catalyst 8000边缘平台通过安全、自动地连接云、数据中心和边缘的应用,实现了广域网边缘的转型,让客户提升敏捷性。 思科IBN事业部产品管理副总裁JL Valente表示:“随着应用、工作负载和服务从边缘到云端不断地延伸,企业在广域网边缘面临新的状况。在建设安全的多云访问架构时,IT部门需要根据业务需求敏捷地改变方向并快速扩展。思科Catalyst 8000边缘平台连接了广域网边缘和云边缘,为所有云端的分布式用户提供安全的高性能连接,同时提供IT可见性和业务敏捷性。” 据悉,新平台允许客户按照自己的节奏使用云解决方案。对于希望采用安全访问服务边缘(SASE)架构的客户来说,思科SD-WAN把云管理的SD-WAN和云交付的安全融入一个解决方案之中。对于要求本地解决方案的客户,新平台支持全堆栈SD-WAN安全。 思科客户Adventist Health的IT技术经理Ed Vanderpool表示:“Adventist Health System正在面临越来越多的来自大量医院和诊所对高性能广域网边缘服务的需求。由于越来越频繁地使用云应用、远程医疗、超高清影像和远程协作,我们的网络必须提供安全、高弹性、可扩展的连接,并且足够敏捷以便我们提供患者护理并满足业务要求。随着我们扩展IBN网络,思科Catalyst 8000系列边缘平台满足了灵活SD-WAN解决方案的所有特质,能够提供支持实时连接体验的性能、可见性和安全性。” Catalyst 8000系列旨在解决当今最严峻的广域网边缘问题,并且十分灵活地应对未来的挑战。该系列有三个产品型号,适合多种使用场景: ◆ 作为一个高性能SD-WAN解决方案,Catalyst 8500系列边缘平台适用于数据中心、主机托管和聚合站点,是业内性能最高的SD-WAN产品,并以紧凑的单一机架单元集成了40G和100G以太网端口。它搭载思科的第三代Quantum Flow处理器,这是一个专有的应用专用集成电路(ASIC),提供高性能、普遍安全和丰富的网络服务。 ◆ Catalyst 8300系列边缘平台适用于分支机构的边缘连接,提供模块化访问以及多种连接选择,供客户按需提供服务,以快速适应不断变化的业务需求。与目前的思科集成服务路由器(ISR)相比,它为客户提供高达4倍的SD-WAN性能。 ◆ Catalyst 8000V Edge软件在软件中提供所有相同的功能。它可以部署在云端,或在思科5000系列企业网络计算系统(ENCS)等平台上进行虚拟化。 鉴于通过蜂窝网络实现的无线移动性在现代广域网中变得非常重要,思科正在帮助客户轻松地迁移到先进的4G LTE和5G无线广域网: 思科Catalyst蜂窝网关帮助客户部署无线广域网,而无需改变现有基础设施。它把蜂窝网络升级到一个主SD-WAN链路选项,以实现到任何云或地点的千兆级连接。初始版本支持先进的4G LTE CAT 18速度,5G版也将很快发布。 据悉,本次推出的思科Catalyst 8000系列(包括Catalyst 8300、8500和8000v)以及Catalyst蜂窝网关,均预计在2021年第二季度上市。

    时间:2020-11-06 关键词: 云计算 网络技术

  • SBC,核心网的守卫者

    在进入正题前,先给大家讲一个小故事~~ M和T曾是两座封闭的城池,从无交集。两座城池的城主为了拉动各自的经济增长,于是商量后决定修筑并开放城门,进行商业互通。虽然城门大开,但并不表示城民可以随意进出。出于对城池的安全性考虑,两城城主共同下令:进出城池的人必须经过城门守卫对其身份的严格检查,确认身份正常后,才可放行!互通后的两座城池商业运作井然有序,一片繁荣。      看到如此强大的SBC为我们日日所用的运营网络保驾护航,有没有一股满满的安全感?其实,这里描述的SBC安全特性只是它诸多功能中的冰山一角。对于SBC,你还有其他想说的吗?欢迎留言哦~ 相关文章链接: IMS:相识已久,不说再见 我们是一群平均从业年限5+的通信专业工程师。关注我们,带你了解通信世界的精彩!分享、点赞加在看三连击,我们都是好伙伴 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-11-02 关键词: 会话边界控制器 网络技术

  • 盘点一下,哪些国家已经有了5G网络?

    本文来源:无线深海 2020年,是国际电联(ITU)愿景中的5G部署元年,5G标准,5G芯片/终端,以及5G核心网均已成熟。 截止10月底,2020年已经过去了四分之三,到底哪些国家和地区已经商用部署了5G网络呢? 据GSA统计,目前全球129个国家或者地区的397个运营商正在投资5G。其中投资包括5G实验局,5G牌照申请,5G网络规划,部署,以及商用推广等多个动作。 上图中蓝色区域表示已经商用了5G的国家,可以看出这些国家集中在欧洲,北美,以及亚太(含澳大利亚,新西兰等),以发达国家为主。在非洲大陆,唯有最南端的南非一枝独秀。 红色的区域表示正在部署5G的国家,其中欧洲这样的弹丸之地表现抢眼,再加上蓝色区域表示已经商用了5G的国家,基本5G全部在线了。 紫色的区域表示正在投资5G的国家,可以看出,除了非洲之外的地区,5G基本也都正在投资中。 总而言之,经济基础,决定5G进程。

    时间:2020-10-27 关键词: 5G 网络技术

  • 确定性网络:打造网络里的超级高铁

    本文来源:SDNLAB 确定性网络是指能保证业务的确定性带宽、时延、抖动、丢包率指标的网络;确定性网络技术是一种新型的服务质量(QoS)保障技术。本文面向小白科普入门,将尽量用通俗易懂的语言,深入浅出的分析确定性网络的需求由来、技术实现和未来展望。 一、需求由来 业务形态和需求的改变是网络技术变革的主要动力。 传统电话网采用面向连接的电路交换技术,其在通信前建立连接,为通信双方分配具有固定带宽的通信电路,直到通信结束再释放连接;比如早期单一的64Kbps话音业务,可以采用固定比特率进行传输,一根电话线连两头,想打多久打多久。电路交换具有实时、低速率、高质量的话音传送的优势,但缺点是带宽利用率不高。 而后一方面互联网繁荣,图片、视频、搜索等业务形态变得复杂,采用分组交换后网络就像大马路的交通,路上自行车、小汽车、公交车、大货车啥车都有,上下班高峰期容易排队和拥堵,时延和抖动等需求没有保障; 另一方面车载网络、航空航天、金融交易、电力传输和石油勘探等垂直领域,出现了大量的专用总线和实时以太网技术,其保证了流量的低时延低抖动传输,但碍于专线成本高,而各类实时以太网标准又互不兼容、且不与标准以太网兼容,所以技术封闭,没法铺到互联网大马路上。 因此,确定性网络的需求主要来自两方面: 兼容以太网标准:在工业自动化、智能制造等传统场景,需要用以太网统一替代几十种现场总线和实时以太网标准,融合IT网络和OT网络,实现尽力而为流与工业时延敏感流的共网传输,降低成本。 承载确定性业务:随着机器与机器间通信流量激增,需要在自动驾驶、远程手术、全息通信等新兴场景,结合5G等技术,打造网络里的超级高铁,实现确定性业务的端到端传输。 二、技术实现 在讲确定性网络的技术挑战前,首先要聊一下现有的互联网和工业网络是怎么做QoS服务质量保障的。 互联网怎么做QoS? 互联网主要有四种方法保证QoS:扩容/轻载、流量整形、队列调度和拥塞控制。 扩容/轻载:扩容就是扩带宽,两车道不够用就改四车道、八车道,让网络处于轻载的状态。现在以太网已经能做到单端口400G,当然,比较费钱。 流量整形:通过令牌桶、信用整形等技术,对特定端口或者流量进行限速。比如上游节点出端口带宽8Gbps,下游节点空余带宽只有2 Gbps,就要限制上游传输带宽小于2Gbps,以免下游节点拥塞。好比两车道不能八辆大卡车并排开。 队列调度:队列调度就是在交换机的出端口对流量进行调度,好比红绿灯。首先把包标记上不同的优先级,然后包进入对应的优先级队列,最后采用不同的队列调度算法对包进行处理。比如严格优先级算法(SP),会让高优先级的流量有就一直转发;比如加权循环调度算法(WRR),会给每个队列一个权重,按权重的比例依次进行转发,以免低优先级的流量长时间等待。 拥塞控制:当流量过多,缓冲队列都不够用了,网络出现拥塞丢包,就需要拥塞控制。可采用ECN、DCTCP等基于显式拥塞标记或者Timely、Swift等基于RTT往返时延的方法探测拥塞,让上游节点直至发送端降低发包速率。好比沿着拥塞地点让交警往回控制其他车辆停止通行或者绕道而行。 互联网做QoS有两大核心问题:缺少有界时延抖动的保证,以及难以应对聚播和突发流量。 缺少有界时延抖动保证:由于是统计复用出端口带宽资源,缺少时延维度的QoS保障机制,尽力而为转发总是会存在排队等待和拥塞的情况,业务时延在50ms-1s的量级,并存在长尾时延。 难以应对聚播和突发流量:由于发端流量的大小和发包时间不可控,网络中存在多条流在下游节点汇聚(Incast,聚播)以及某时刻流量激增(Burst,突发)的现象,导致网络拥塞丢包。 工业网络怎么做QoS? 工业网络对时延抖动的要求非常严格,往往要求端到端时延在几毫秒甚至几百微妙以内,以及微秒级甚至零抖动。比如离散自动化中的运动控制,要求端到端时延控制在1ms以内,抖动在1us以内,且具有99.9999%的可靠性。 要达到如此高精度的传输控制,以时间触发以太网为例,主要需要时钟同步和时隙规划这两种技术。更多时隙规划的技术细节可参考文章(一文读懂时延敏感网络的调度整形机制) 时钟同步:即全网时钟同步,终端设备、交换机的时钟都相同,网卡也要给包打上硬时间戳。目前有两种时钟同步方式,一种是主从模式,选出一个最精准的时钟作为主时钟,其他从时钟都听主时钟的;一种是投票模式,比如一个域内有9台设备,5台现在时钟是1:00,4台是1:01,少数服从多数,就都调整为1:00。 时隙规划:时隙一般是指交换机出端口的时间维度的传输资源。比如某交换机出端口带宽1Gbps,也就是1s可以传1G个bit,假设一个包有1500Byte,也就是12000bit, 那它的传输就占用出端口某一段12us的时隙资源。而占用哪一段,由它的传输开始时间决定。由于工业流量大多是周期性发送的小于MTU的包,所以可以控制终端的发包开始时间,通过全局时隙规划(时分复用),让各个包只在提前算好的时刻被“触发”发送,保证其在每跳的出端口传输时占用的时隙互不冲突,从而避免了聚播和突发的产生,实现“准时准确”传输。 确定性网络怎么实现? 确定性网络技术不是单一技术,而是一系列协议和机制的合集,通过网络切片、显性路由、资源预留、时钟/频率同步、周期映射、门控优先级队列调度、帧抢占、流量过滤和整形、多发选收等技术分别保障确定性带宽、低时延、低抖动、高可靠等QoS指标。 简单的说,它既兼容了以太网这条大马路,又借鉴了工业网络里全网同步、时隙规划、控制发包/边缘的思想,就像网络里的超级高铁,首先定点发车,然后长距传输,专道不堵车,通过周期映射和周期规划确定到站时间,并且每站定长停靠,最终保证端到端时延可预期。具体技术实现和挑战留作下回分解。 三、未来展望 由于现网缺乏严格的有界时延抖动保障机制,建筑网络高铁是未来网络发展的必然趋势。举个例子,若想在现网中获得一条从北京到南京10ms时延的线路,首先测一下有3条路可以走,时延分别是50ms、100ms和200ms,达不到要求,再需要测沿路径的链路带宽使用情况、每跳的队列长度和拥塞情况,然后通过一行行命令和ACL规则,去做优先级映射、限速整形、队列调度、拥塞控制、重路由,这当中还可能存在规则错配、影响其他业务QoS等问题,而当终于配置好满足10ms时延后,又有可能突然出现莫名的流聚合和突发,时延陡然暴增至500ms,令网络工程师通宵达旦、彻夜难眠。 而在不远的将来,可以预见确定性网络技术趋于成熟,只需要几分钟的配置时间,便可以拥有一条从北京到南京、稳定可靠的、端到端时延10ms的超级高铁线路。

    时间:2020-10-22 关键词: 5G 网络技术

  • 面向千兆应用宽带,中兴通讯推出超级“光猫”新产品

    面向千兆应用宽带,中兴通讯推出超级“光猫”新产品

    近日,中兴通讯发布了超级“光猫”。该产品采用了基于NP创新架构的第四代4核自研芯片,可提供万兆光接入,近两千兆Wi-Fi接入能力,旨在为游戏宽带、主播宽带、学习宽带等千兆应用宽带提供保障。 据悉,超级“光猫”配备了10G PON接口和10GE网口,网口测速高达10Gbps;同时配备的双频4x4 160MHz Wi-Fi 6接口,使得Wi-Fi 6终端测速高达1.8Gbps,远远满足“真千兆”需求。此外,超级“光猫”还能提供横向多穿1堵墙、纵向多穿1层楼的超广室内覆盖,通过配备8根Wi-Fi 6天线,并具备ER扩展覆盖和DCM双载波调制等功能,让家庭的每个房间都能稳定接收Wi-Fi信号。 除了上述功能之外,超级“光猫”还可提供“快人一步”的超低时延,通过Wi-Fi 6 Smart QoS以及专用承载通道,为应用宽带提供超低转发时延,典型环境下的VR游戏时延小于10ms,游戏对战,快人一步。 值得一提的是,超级“光猫”还具备超级安全和超级低功耗的优点:在安全防护方面,支持系统安全、网络安全、数据安全和应用安全4级安全防护;在降低功耗方面,采用业界最先进的芯片制程工艺、智能休眠调控机制和Wi-Fi 6 TWT智能节电功能。 中兴通讯副总裁方晖表示:“随着云游戏、线上教育、网络直播、远程办公等新网络服务需求的激增,千兆应用宽带已成为运营商提供的主流差异化业务,超级‘光猫’将为用户带来更高速、更稳定、更智能和更优质的宽带业务。” 目前,中兴通讯固网终端产品已在100多个国家和地区实现部署,截止2020年第二季度,实现累计发货量3.9亿多台,持续保持行业领先地位。

    时间:2020-10-21 关键词: 宽带 网络技术

  • 华为5G室内行业解决方案LampSite EE荣获技术创新应用奖

    华为5G室内行业解决方案LampSite EE荣获技术创新应用奖

    在2020年中国国际信息通信展览会期间,华为凭借“最懂行”的LampSite EE(Enterprise Edition)解决方案,荣获ICT中国(2020)案例技术创新应用奖。这表明,华为LampSite EE作为面向智能制造、智慧医院、智慧交纽、智能仓储等行业应用场景的5G室内覆盖解决方案获得了业界认可。 (LampSite EE荣获技术创新应用奖) 据悉,LampSite EE具备五大原子能力: ◆ 5G室内超宽带:LampSite EE 5G室内超宽带以LampSite 5G数字化头端宽频及多频组合的领先能力为基础,创新地引入分布式MIMO技术,提升室内系统容量2-4倍。针对大上行需求提供上行灵活时隙配比解决方案,满足钢铁行业“5G安全生产视频回传”、煤矿行业“井下工作人员监控管理”的上行回传需求及未来扩容需求;在医疗行业的远程诊疗、医疗辅助等应用场景中,对大上行带宽的需求。 ◆ 5G工业级超低时延:结合华为领先的URLLC网络切片、确定性智能调度、超级上行等超低时延技术,LampSite EE将5G端到端的传输时延大幅降低,并且可提供高可靠业务保障,匹配工业和医疗场景中需要精准同步的应用,当前在钢铁行业的无人天车,煤矿行业的远控挖采掘设备等应用中,均取得了很好的效果。 ◆ 5G室内精准定位:LampSite EE在3GPP标准的5G室内定位基础之上进一步创新,在室内可实现更高精度的定位能力,满足企业资产和物料定位的需求;在5G室内精准定位的支持下,5G AGV物流等应用得到有力加持。 ◆ 5G工业级高密并发连接:以煤矿行业为例,会有几百甚至上千个井下传感器同时工作,传输速率、时延等要求也不尽相同。针对这种工业级的高密并发连接场景,LampSite EE支持5G的NB-IoT业务,满足霍煤的大量传感器设备接入,真正做到全联接。 ◆ 5G室内高可靠性:LampSite EE通过覆盖冗余设计,提高网络可用度,满足工业场景需求,在信号波动时LampSite EE仍可保持5G链路稳定,保障整个生产过程持续无忧。 华为DIS产品线总裁陈传飞表示:“华为推出的LampSite EE解决方案,可以帮助运营商以及企业用户全力打造5G大带宽、低时延、高可靠、室内精准定位能力,提升企业的生产管理效率,最大化5G+行业的商业和社会价值。”

    时间:2020-10-16 关键词: 华为 5G 网络技术

  • 全新的深度模型在推荐系统中的应用

    文章作者:周浩 第四范式 研究员 编辑整理:汪方野 出品平台:第四范式天枢、DataFunTalk 导读: 如今,在电子商务、物联网等领域,推荐系统扮演着越来越重要的地位。如何根据用户的历史行为和项目的特征信息,判断用户对商品是否感兴趣成了重要的研究问题之一。日前,第四范式提出了全新的深度神经网络表数据分类模型——深度稀疏网络 ( Deep Sparse Network,又名NON ),被机器学习顶会SIGIR 2020收录。本次分享将带你全面了解NON模型的提出动机、整体结构、局部特点以及突出贡献。 01 背景介绍 首先对推荐系统和深度学习进行简单的介绍。什么是推荐系统?什么是深度学习? 1. Recommendation system ( 推荐系统 ) 维基百科给出对于推荐系统的定义:推荐系统是一个过滤系统,推荐系统的目标是预测用户对给定物品的评分或者喜好度,然后根据评分或者喜好度推荐给用户对应的物品。 以右图为例,通过user profile和item properties,预测用户对item1-4的打分,预测用户的最后选择item 1和item 2,然后推荐给用户。在现实生活中的应用, 不同的应用软件会向用户推荐商品、电影、书籍、视频等。 2. Deep Learning ( 深度学习 ) 维基百科对深度学习的介绍: 深度学习是机器学习的分支,一种基于人工神经网络的表征学习方法; 神经网络是受到生物神经网络的启发,从而构建的计算系统。 一个简单的神经网络分为三个部分:输入特征,隐藏层,预测层。对于全连接的神经网络结构,每一层的神经元都是以前一层所有的输出作为输入。然后每个神经元都有一个非线性的函数,对输出值做一个非线性的变化。有一种说法,只要神经网络的层数够深,它就能拟合或者逼近任何一种函数。这种说法表达了神经网络强大的表征能力,也说明了神经网络主要功能之一,即学习输入到输出的函数变换。 02 相关工作 可以将推荐系统分为以下四类,简单介绍基于内容的推荐算法、基于协同过滤的推荐算法、混合推荐算法,重点介绍基于模型的推荐算法。在介绍基于模型的推荐时,先给出了一些浅层的推荐算法,之后介绍了一些基于深度学习的推荐算法。 Contented based: 基于内容的推荐算法。主要根据用户的浏览记录,或者购买记录,向用户推荐与其浏览记录或者购买记录相似的物品。 Collaborative Filter: 基于协同过滤的推荐算法。主要根据拥有相同经验或者相同群体的喜好,为用户推荐感兴趣的资讯或者物品。例如用户A和用户B相似,就可以把用户B喜欢的物品推荐给用户A。协同过滤算法还可以分为基于用户的协同算法和基于物品的协同算法。 Hybrid: 混合推荐算法,将不同的算法混合使用。可以在不同阶段使用不同的推荐算法,也可以对多个推荐算法进行不同的处理,然后将多个推荐算法的结果耦合,将最终结果推荐给用户。 Model Based: 基于模型的推荐算法。将用户的profile和物品的properties作为特征,用机器学习模型,来预测用户对物品的喜好程度。在推荐系统中,经常会用到点击率 ( CTR ) 来表示喜好程度。点击率表示用户点击物品的概率,点击率越高说明用户对该物品的喜好程度越高。 在上图中给出了一个例子,表示用户对电影的点击率。其中每一行是一个样本,每一列是不同的特征,表示用户的属性,电影的特征,以及用户的一些历史行为记录。在每一条样本中,0表示用户没有点击对应的movie,1表示点击对应电影。那么此时问题已经转化为二分类问题。 接下来介绍下基于模型的常见方法: 1. 浅层的基于模型的方法 首先,是一些比较浅层的推荐方法,例如LR、FM、FFM等。逻辑回归算法 ( Logistic Regression,LR ) 是推荐系统的常用方法之一。将用户的浏览记录和项目的信息、离散特征,通过one-hot编码;将数值类特征归一化,或者通过分桶技术,进行离散化;然后通过LR模型进行训练。LR模型很稳定, 但是缺乏学习高阶特征的能力,尤其是特征间的交互。而FM模型和FFM模型则将高度的离散特征通过embedding,转化为低维的稠密向量。然后用稠密向量的内积表示特征之间的交互特征。 上图展示了embedding的过程,Categorical Field xi是高维稀疏离散特征,通过one-hot表示,只有一元为1,其他都是0。因为xi的one-hot表示只有一元为1,通过矩阵乘法,取出Wi矩阵的xi列,得到对应低维的稠密向量。LR、FM和FFM三种模型取得了较好的效果,但由于它们的结构较浅,其表达能力也受到了限制。 2. 基于深度学习的方法 基于深度学习的推荐方法,以其中两个典型的模型为例:DNN模型和Wide&Deep模型。 DNN模型。DNN方法使用了Embedding技术,将离散和数值特征Embedding 到低维的稠密向量。然后和将稠密向量和数值特征拼接,作为DNN的输入,然后直接预测输出。 Wide&Deep模型。Wide&Deep方法,对比DNN方法。增加了Wide的部分,即专家手工设计的高阶特征。然后把高阶特征和DNN学到的特征拼接,作为模型的输入,预测最终的点击率。 其他深度学习的方法借鉴了Wide&Deep的模式。例如,在DeepFM模型中,将专家手工设计的部分 ( Wide部分 ) 替换成了FM;在xDeepFM模型中, 将Wide部分替换成了CNN;在AutoInt模型中,将Wide部分替换成self-attention的网络。 在推荐系统中还有一类方法,基于用户的兴趣, 使用了用户的历史行为数据,例如DIN、DSIN,但是这类方法不在本次讨论范围之内。 3. 上述方法存在的问题 首先,现有方法直接融合不同特征域的向量表示,而未显式地考虑域内信息。我们将"每个特征域内的不同特征值,均属于同一个特征域"记为域内信息。对于每个特征域中的特征,它们的内在属性是都属于同一个特征域。以在线广告场景为例,假设特征域 "advertiser_id" 和 "user_id" 分别表示广告商和用户的ID,则特征域 "advertiser_id" ( "user_id" ) 中的不同的广告商ID ( 用户ID ) 都属于广告商 ( 用户 ) 这个特征域。此外,特征域有自己的含义,如 "advertiser_id" 和 "user_id" 分别代表广告主和用户,而不管域内特征的具体取值。 其次,大多数现有方法使用预定义的特征域交互操作组合 ( 如DNN、FM ),而未考虑输入数据。事实上,预定义的操作组合并不适用于所有的数据,而是应该根据数据选择不同的操作,以获得更好的分类效果。如上图所示: Wide&Deep中的Operations使用了Linear和DNN; DeepFM使用了FM和DNN; xDeepFM使用了CIN、Linear和DNN; AutoInt中使用了self-attention和DNN。 同时他们在预测时,都是将不同的结果通过线性求和关联起来,没有考虑非线性的关系,即现有方法忽略了特征域交互操作 ( 如DNN和FM ) 的输出之间的非线性。 03 NON模型详细讲解 接下来为大家全面介绍Network on Network。 1. NON模型整体结构 为了解决上述问题,第四范式提出了深度稀疏网络 ( NON ),它由三部分组成:底层为域内网络 ( Field-wise Network ) 中层为域间网络 ( Across Field Network ),顶层为融合网络 ( Operation Fusion Network )。域内网络为每个特征域使用一个DNN来捕获域内信息;域间网络包含了大部分已有的Operation,采用多种域间交互操作来刻画特征域间潜在的相互作用;最后融合网络利用DNN的非线性,对所选特征域交互操作的输出进行深度融合,得到最终的预测结果。 2. Field-wise network 每一个特征Field都和一个NN网络相连,其中类别特征先进行Embedding操作,而数值型特征直接通过NN网络。通过NN网络强大的学习能力,显示地学习特征域内信息。鉴于DNN的强大的表达能力,特征域内信息可以被充分地学习。还有一点需要注意,在模型中还加入了一个Gate Function,将NN的输出和输入耦合起来,常见的Gate Function包括concatenation、element-wise product以及其他更加复杂的操作。对于Field-wise network的详细分析将在实验中介绍。 3. Across field network 在域间网络 ( Across field network ) 中,利用已有的Operation,来学习特征之间的Interaction,这些Operation都是以Field-wise network的输出为输入。常见的特征域交互操作包括LR、DNN、FM、Bi-Interaction和多头自注意网络等。NON在设计上,兼容目前大部分学术上提出的Operation。在实际应用中,NON将Operation作为超参数,在训练过程中根据数据进行选择。现有方法中,域间交互操作的方式是用户事先指定的。而在深度稀疏网络中,可以通过数据,自适应地选择最合适的操作组合,即在深度稀疏网络中,操作组合的选择是数据驱动的。 4. Operation fusion network 在融合网络 ( Operation fusion network ) 中,将域间网络层的输出拼接作为NN的输入,并利用NN的非线性,学习不同Operation的高阶特征表示。 需要注意一点,NON网络设计的特别深,所以在训练过程中,很容易出现梯度消散的现象,导致模型效果变差。受到GoogLeNet的启发,在模型训练过程中引入了辅助损失。在DNN的每一层都加入了一条路径,连接到最终的损失上,缓解了梯度消散问题。经测试,该方案不仅能够增加模型最终预测效果,也使得模型能在更短的时间内,取得更好的效果。如下图所示。 至此模型介绍结束,接下来将分析实验结果。 04 NON模型实验结果分析 1. DNN with auxiliary losses 这是在Criteo的采样数据集上的实验结果,图中的横坐标是训练的轮次,纵坐标是AUC。从图上可以看出,通过添加辅助损失,训练效率明显提升。在同等AUC的情况下,产生了1.67倍的加速。本文之后的所有关于NON的训练都是通过添加辅助函数的方式进行训练的。 2. Ablation study of NON 在NON消融学习中,展示NON每一个模块的作用。从左到右:第一列数据集;第二列,只有DNN;第三列,增加辅助损失的DNN,和DNN比较,添加了辅助损失可以提高性能;第四列,添加了Field-wise Network,从结果看出,域内网络捕获的域内信息有助于提高模型的泛化性能;第五列,加入了Across field network,结果有所提升;第六列,完整的NON模型,取得了最好的结果。可以看出随着NON不同的组件堆叠,模型的预测效果持续增长。 3. Study of field-wise network 从定性和定量的角度分析Field-wise network的结果。右图是不同特征域Embedding的可视化展示。第一行是通过Field-wise network之前,第二行是通过Field-wise network之后。不同的颜色表示不同Field中的Embedding。通过对Field-wise network处理前后特征值对应的向量进行可视化的比较,可以看出经过Field-wise network后,每个Field内的特征在向量空间中更加接近,不同Field间的特征也更容易区分。 左侧的表格展示了所有的Field 内部的Embedding 平均余弦相似度 ( 数值越大,相似度越高 )。Field-wise network可以使余弦距离提高一到两个量级,即能有效地捕获每个域内特征的相似性。 4. Study of operations 对Operation的学习,就是对Across field network层的学习。这一部分做了两个实验。在Across field network,深度稀疏网络将不同的交互操作视为超参数,并根据在具体数据验证集上的效果,选择最适合的交互操作。其中,DNN 被视为必选,而其他操作 ( LR、Bi-Interaction和multi-head self-attention ) 被视为可选。第二个试验,通过固定域间网络中的操作组合来进行更多验证。横坐标是不同的组合,纵坐标是AUC。可以看出没有一个操作组合能够在所有数据集上都取得最优效果,这表明了根据数据选择操作组合的必要性。 上表列出了在不同数据集上表现好的Operation组合,可以看到DNN和LR都有,可能是因为LR的稳定性很好。同时,从结果可以看出来,大数据集倾向于选择容量大、复杂的操作组合;小数据集倾向于轻量、简单的操作组合。再一次证明需要对不同的数据集需要选择不同的Operation组合。 5. Comparison with SOTAs 和当前的SOTA模型进行比较。与FFM、DNN、Wide&Deep、NFM、xDeepFM、AutoInt等模型相比,深度稀疏网络在实验数据集上均能获得最好的结果,AUC可提高0.64%~0.99%,结果说明NON模型设计的有效性。其次,看一些细节,在Talkshow数据集上,NFM模型的效果退步,说明网络不一定越复杂越来,需要进行仔细的设计,才能获得较好的结果。结果证明了NON模型设计范式的有效性。 嘉宾介绍: 周浩 博士 第四范式 | 研究员 周浩,第四范式研究员,复旦大学博士。主要研究方向为自动机器学习、深度学习在推荐系统中的应用,相关研究成果发表在KDD/SIGIR上。 特别推荐一个分享架构+算法的优质内容,还没关注的小伙伴,可以长按关注一下: 长按订阅更多精彩▼如有收获,点个在看,诚挚感谢 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-10-09 关键词: non模型 网络技术

  • 图解:什么是HTTP简史?

    佳节将至 无心写作。 所以整合了一下之前的两篇文章串一下HTTP的主体内容,总计8.8k字 面试应付足够了,最后提前祝大家中秋快乐! 今天一起来研究Http协议的一些事情,通过本文你将了解到以下内容: Http协议各版本的对比和优缺点 Http2.0协议相关的SPDY协议、二进制分帧协议、多路复用、首部压缩、服务推送等基本原理 HTTP3.0和QUIC协议 乘风破浪前往知识的海洋吧,要开船了! 1. Http协议各版本的对比 Http超文本传输协议同空气一般,感触不到它的存在但是又无处不在,笔者从维基百科摘录了一些Http协议的发展历程的简单信息,一起来看下吧:   超文本传输协议是分布式协作超媒体信息系统的应用协议。超文本传输协议是万维网数据通信的基础,在万维网中超文本文档包括到用户可以轻松访问的其他资源的超链接。 蒂姆·伯纳斯·李于1989年在欧洲核子研究中心发起了超文本传输协议的开发。早期的超文本传输协议征求意见(RFCs)的开发是由互联网工程任务组(IETF)和万维网联盟(W3C)共同努力的结果,其工作后来转移到IETF。 万维网之父蒂姆·伯纳斯·李简介   Tim Berners-Lee是英国工程师和计算机科学家,最著名的是万维网的发明者。他是牛津大学计算机科学教授和麻省理工学院教授。 他于1989年3月12日提出了一种信息管理系统,然后在同年11月中旬通过Internet实现了超文本传输协议HTTP客户端和服务器之间的首次成功通信。 他是万维网联盟W3C的负责人,该联盟负责监督Web的持续发展,他还是万维网基金会的创始人,还是麻省理工学院计算机科学和人工智能实验室CSAIL的3Com创始人主席和高级研究员,他也是网络科学研究计划WSRI的主任和MIT集体智慧中心的顾问委员会成员,他也是开放数据研究所的创始人兼总裁,目前是社交网络MeWe的顾问。 2004年,伯纳斯·李因其开创性工作而被女王伊丽莎白二世封为爵士。在2009年4月,他当选为美国国家科学院外籍研究员,位列《时代》杂志的20世纪100位最重要人物名单被誉为“万维网发明者”获得了2016年图灵奖。 http各个版本的基本情况 http协议经过20多年的演进出现过0.9、1.0、1.1、2.0、3.0五个主要版本,笔者画了张图看下: A.Http0.9版本0.9是鼻祖版本,它的主要特点包括: 请求方法支持有限 只支持GET请求方式,不支持其他请求方式 因此客户端向服务端传输信息的量非常有限,也就是现在常用的Post请求无法使用 不支持请求头header 不能在请求中指定版本号,服务端只具有返回HTML字符串的能力 响应即关闭 服务端相响应之后,立即关闭TCP连接 B.Http1.0版本 1.0版本主要是对0.9版本的强化,效果也比较明显,主要特性和缺点包括: 丰富请求方法 请求方式新增了POST,DELETE,PUT,HEADER等方式,提高了客户端向服务端发送信息的量级 增加请求头和响应头 增添了请求头和响应头的概念,可以在通信中指定了HTTP协议版本号,以及其他header信息,使得C/S交互更加灵活方便 丰富数据传输内容 扩充了传输内容格式包括: 图片、音视频资源、二进制等都可以进行传输,相比0.9的只能传输html内容让http的应用场景更多 链接复用性差 1.0版本中每个TCP连接只能发送一个请求,数据发送完毕连接就关闭,如果还要请求其他资源,就必须重新建立连接。TCP为了保证正确性和可靠性需要客户端和服务器三次握手和四次挥手,因此建立连接成本很高,基于拥塞控制开始时发送速率较慢,所以1.0版本的 性能并不理想。 无状态无连接的弊端 1.0版本是 无状态且无连接的,换句话说就是服务器不跟踪不记录请求过的状态,客户端每次请求都需要建立tcp连接不能复用,并且1.0规定在前一个请求响应到达之后下一个请求才能发送,如果前一个阻塞后面的请求就会被阻塞。  丢包和乱序问题和高成本的链接过程让复用和 队头阻塞产生很多问题,所以 无连接无状态是1.0版本的一个 弱肋。 C.Http1.1版本1.1版本在1.0版本发布后大约1年就推出了,是对1.0版本的优化和完善,1.1版本的主要特点包括: 增加长连接 新增Connection字段,可以设置keep-alive值保持连接不断开,即 TCP 连接默认不关闭,可以被多个请求复用,这也是1.1版本很重要的优化,但是在S端服务器只有处理完一个回应,才会进行下一个回应。要是前面的回应特别慢,后面就会有许多请求排队等着,仍然存在队头阻塞问题。 管道化 在长连接的基础上,管道化可以不等第一个请求响应继续发送后面的请求,但响应的顺序还是按照请求的顺序返回,即在同一个TCP连接中,客户端可以同时发送多个请求,进一步改进了HTTP协议的传输效率。 更多的请求方法 增加了 PUT、PATCH、OPTIONS、DELETE 等请求方式。 host字段 Host字段用来指定服务器的域名,这样就可以将多种请求发往同一台服务器上的不同网站,提高了机器的复用,这个也是重要的优化 D.Http2.0版本2.0版本是个里程碑式的版本,相比1.x版本有了非常多的优化去适应当前的网络场景,其中几个重要功能点包括: 二进制格式 1.x是文本协议,然而2.0是以二进制帧为基本单位,可以说是一个二进制协议,将所有传输的信息分割为消息和帧,并采用二进制格式的编码,一帧中包含数据和标识符,使得网络传输变得高效而灵活。 多路复用 这是一个非常重要的改进,1.x中建立多个连接的消耗以及效率都存在问题,2.0版本的多路复用多个请求共用一个连接,多个请求可以同时在一个TCP连接上并发,主要借助于二进制帧中的标识进行区分实现链路的复用。 头部压缩 2.0版本使用使用HPACK算法对头部header数据进行压缩,从而减少请求的大小提高效率,这个非常好理解,之前每次发送都要带相同的header,显得很冗余,2.0版本对头部信息进行增量更新有效减少了头部数据的传输。 服务端推送 这个功能有点意思,之前1.x版本服务端都是收到请求后被动执行,在2.0版本允许服务器主动向客户端发送资源,这样在客户端可以起到加速的作用。 2. Http2.0 详解 前面对比了几个版本的演进和优化过程,接下来深入研究下2.0版本的一些特性及其基本实现原理。 从对比来看2.0版本并不是在1.1版本上的一些优化而是革新,因为2.0背负了更多的性能目标任务,1.1虽然增加了长连接和管道化,但是从根本上并没有实现真正的高性能。 2.0的设计目标是在兼容1.x语义和操作的基础上,给用户带来更快捷、更简单、更安全的体验高效地利用当前的网络带宽,为此2.0做了很多调整主要包括:二进制化分帧、多路复用、头部压缩等。 akamai做了http2.0和http1.1在加载过程中的对比效果(实验中加载379个小片段 在笔者的电脑上的加载时间是0.99s VS 5.80s):   https://http2.akamai.com/demo 2.1 SPDY协议 要说2.0版本标准和新特性就必须提谷歌的SPDY协议,看一下百度百科:   SPDY是Google开发的基于TCP的会话层协议,用以最小化网络延迟,提升网络速度,优化用户的网络使用体验。SPDY并不是一种用于替代HTTP的协议,而是对HTTP协议的增强。 新协议的功能包括数据流的多路复用、请求优先级以及HTTP报头压缩。谷歌表示引入SPDY协议后,在实验室测试中页面加载速度比原先快64%。 随后SPDY协议得到Chrome、Firefox等大型浏览器的支持,在一些大型网站和小型网站种部署,这个高效的协议引起了HTTP工作组的注意,在此基础上制定了官方Http2.0标准。 之后几年SPDY和Http2.0继续演进相互促进,Http2.0让服务器、浏览器和网站开发者在新协议中获得更好的体验,很快被大众所认可。 2.2 二进制分帧层 二进制分帧层binary framing layer在不修改请求方法和语义的基础上,重新设计了编码机制,如图为http2.0分层结构(图片来自参考4): 二进制编码机制使得通信可以在单个TCP连接上进行,该连接在整个对话期间一直处于活跃状态。 二进制协议将通信数据分解为更小的帧,数据帧充斥在C/S之间的双向数据流中,就像双向多车道的高速路,来往如织川流不息: 要理解二进制分帧层需要知道四个概念: 链接Link 就是指一条C/S之间的TCP链接,这是个基础的链路数据的高速公路 数据流Stream 已建立的TCP连接内的双向字节流,TCP链接中可以承载一条或多条消息 消息Message 消息属于一个数据流,消息就是逻辑请求或响应消息对应的完整的一系列帧,也就是帧组成了消息 帧Frame 帧是通信的最小单位,每个帧都包含帧头和消息体,标识出当前帧所属的数据流 四者是一对多的包含关系,笔者画了一张图: 再来看一下HeadersFrame头部帧的结构: 再来看一下HeadersFrame头部帧的结构:从各个域可以看到长度、类型、标志位、流标识符、数据净荷等,感兴趣可以阅读rfc7540相关文档。 https://httpwg.org/specs/rfc7540.html 总之 2.0版本将通信数据分解为二进制编码帧进行交换,每个帧对应着特定数据流中的特定消息,所有帧和流都在一个TCP连接内复用,二进制分帧协议是2.0其他功能和性能优化的重要基础。 2.3 多路复用 1.1版本中存在队首阻塞问题,因此如果客户端要发起多个并行请求来提升性能,必须使用多个TCP连接,这样就要承受更大延时和建链拆链成本,不能有效利用TCP链接。 由于2.0版本中使用新的二进制分帧协议突破了1.0的诸多限制,从根本上实现了真正的请求和响应多路复用。 客户端和服务器将交互数据分解为相互独立的帧,互不影响地交错传输,最后再在对端根据帧头中的流标识符把它们重新组装起来,从而实现了TCP链接的多路复用。 如图展示了2.0版本的基于帧的消息通信过程(图片来自参考4): 2.4 首部压缩 A.Header冗余传输 我们都知道http请求都有header部分,每个包都有并且相对于一条链接而言大部分的包的header部分都是相同的,这样的话每次传输相同的部分确实非常浪费。   现代网络中每个网页平均包含100多个http请求,每个请求头平均有300-500字节,总数据量达到几十KB以上,这样可能造成数据延时,尤其复杂的WiFi环境或者蜂窝网络,这样只能看到手机在转圈,但是这些请求头之间通常几乎没有变化,在本已经拥挤的链路中多次传输相同的数据部分确实不是高效做法。   基于TCP设计的拥塞控制具有线增积减AIMD特性,如果发生丢包那么传输速率将大幅度下降,这样在拥挤的网络环境中大的包头意味着只能加剧拥塞控制造成的低速率传输。 B.Http压缩和犯罪攻击 在2.0版本的HPACK算法之前,http压缩使用gzip去压缩,后来提出的SPDY算法对Headers进行特殊设计,但是它依旧使用的是DEFLATE算法。 在后面的一些实际应用中发现DEFLATE和SPDY都有被攻击的危险,因为DEFLATE算法使用后向字符串匹配和动态Huffman编码,攻击者可以控制部分请求头部通过修改请求部分然后看压缩之后大小改变多少,如果变小了攻击者就知道注入的文本和请求中的某些内容有重复。 这个过程有点像俄罗斯方块的消除过程,这样经过一段时间的尝试数据内容就可能被全部搞清楚,由于这种风险的存在才研发出更安全的压缩算法。 C.HPACK算法 2.0版本中HPACK算法在C/S中使用首部表来存储之前发送的键值对,对于相同的数据通信期间几乎不会改变的通用键值对只需发送一次即可。 极端情况如果请求头每次没有变化,那么传输中则不包含首部,也就是首部开销就是零字节。如果首部键值对发生变化了,也只需要发送变化的数据,并且将新增或修改的首部帧会被追加到首部表,首部表在链接存活期始终存在, 并且由客户端和服务器共同更新和维护。 简单说就是客户端和服务端共同维护了一个key-value的结构,发生变化时则更新传输,否则就不传输,这样相当于首次全量传输之后增量更新传输即可,这个思想在日常开发中也非常普遍,不用想的太复杂。 如图展示了首部表的更新过程(图片来自参考4): hpack算法的相关文档:   https://tools.ietf.org/html/draft-ietf-httpbis-header-compression-12 2.5 服务端推送 服务端推送是2.0版本新增的一个强大功能,和一般的一问一答式的C/S交互不同,推送式交互中服务器可以对客户端的一个请求发送多个响应,除了对最初请求的响应外还向客户端推送额外资源,无需客户端明确地请求也可以推送。 举个栗子:想象一下你去餐厅吃饭,服务好的快餐厅在你点好一份牛肉面之后,还会给你送上餐巾纸、筷子、勺子甚至调料等,这样主动式的服务,节约了客人的时间并且提高了用餐体验。 在实际的C/S交互中这种主动推送额外资源的方法很有效,因为几乎每个网络应用都会包含多种资源,客户端需要全部逐个获取它们,此时如果让服务器提前推送这些资源,从而可以有效减少额外的延迟时间,因为服务器可以知道客户端下一步要请求什么资源。 如图为服务端推送的简单过程(图片来自参考4): 3.HTTP2.0和HTTP3.0 科技永不止步。 我们都知道互联网中业务是不断迭代前进的,像HTTP这种重要的网络协议也是如此,新版本是对旧版本的扬弃。 3.1 HTTP2.0和TCP的爱恨纠葛 HTTP2.0是2015年推出的,还是比较年轻的,其重要的二进制分帧协议、多路复用、头部压缩、服务端推送等重要优化使HTTP协议真正上了一个新台阶。 像谷歌这种重要的公司并没有满足于此,而且想继续提升HTTP的性能,花最少的时间和资源获取极致体验。 那么肯定要问HTTP2.0虽然性能已经不错了,还有什么不足吗? 建立连接时间长(本质上是TCP的问题) 队头阻塞问题 移动互联网领域表现不佳(弱网环境) ...... 熟悉HTTP2.0协议的同学应该知道,这些缺点基本都是由于TCP协议引起的,水能载舟亦能覆舟,其实TCP也很无辜呀! 在我们眼里,TCP是面向连接、可靠的传输层协议,当前几乎所有重要的协议和应用都是基于TCP来实现的。 网络环境的改变速度很快,但是TCP协议相对缓慢,正是这种矛盾促使谷歌做出了一个看似出乎意料的决定-基于UDP来开发新一代HTTP协议。 3.2 谷歌为什么选择UDP 上文提到,谷歌选择UDP是看似出乎意料的,仔细想一想其实很有道理。 我们单纯地看看TCP协议的不足和UDP的一些优点: 基于TCP开发的设备和协议非常多,兼容困难 TCP协议栈是Linux内部的重要部分,修改和升级成本很大 UDP本身是无连接的、没有建链和拆链成本 UDP的数据包无队头阻塞问题 UDP改造成本小 从上面的对比可以知道,谷歌要想从TCP上进行改造升级绝非易事,但是UDP虽然没有TCP为了保证可靠连接而引发的问题,但是UDP本身不可靠,又不能直接用。 综合而知,谷歌决定在UDP基础上改造一个具备TCP协议优点的新协议也就顺理成章了,这个新协议就是QUIC协议。 3.3 QUIC协议和HTTP3.0 QUIC其实是Quick UDP Internet Connections的缩写,直译为快速UDP互联网连接。 我们来看看维基百科对于QUIC协议的一些介绍: QUIC协议最初由Google的Jim Roskind设计,实施并于2012年部署,在2013年随着实验的扩大而公开宣布,并向IETF进行了描述。 QUIC提高了当前正在使用TCP的面向连接的Web应用程序的性能。它在两个端点之间使用用户数据报协议(UDP)建立多个复用连接来实现此目的。 QUIC的次要目标包括减少连接和传输延迟,在每个方向进行带宽估计以避免拥塞。它还将拥塞控制算法移动到用户空间,而不是内核空间,此外使用前向纠错(FEC)进行扩展,以在出现错误时进一步提高性能。 HTTP3.0又称为HTTP Over QUIC,其弃用TCP协议,改为使用基于UDP协议的QUIC协议来实现。 4. QUIC协议详解 择其善者而从之,其不善者而改之。 HTTP3.0既然选择了QUIC协议,也就意味着HTTP3.0基本继承了HTTP2.0的强大功能,并且进一步解决了HTTP2.0存在的一些问题,同时必然引入了新的问题。 QUIC协议必须要实现HTTP2.0在TCP协议上的重要功能,同时解决遗留问题,我们来看看QUIC是如何实现的。 4.1 队头阻塞问题 队头阻塞 Head-of-line blocking(缩写为HOL blocking)是计算机网络中是一种性能受限的现象,通俗来说就是:一个数据包影响了一堆数据包,它不来大家都走不了。 队头阻塞问题可能存在于HTTP层和TCP层,在HTTP1.x时两个层次都存在该问题。 HTTP2.0协议的多路复用机制解决了HTTP层的队头阻塞问题,但是在TCP层仍然存在队头阻塞问题。 TCP协议在收到数据包之后,这部分数据可能是乱序到达的,但是TCP必须将所有数据收集排序整合后给上层使用,如果其中某个包丢失了,就必须等待重传,从而出现某个丢包数据阻塞整个连接的数据使用。 QUIC协议是基于UDP协议实现的,在一条链接上可以有多个流,流与流之间是互不影响的,当一个流出现丢包影响范围非常小,从而解决队头阻塞问题。 4.2 0RTT 建链 衡量网络建链的常用指标是RTT Round-Trip Time,也就是数据包一来一回的时间消耗。 RTT包括三部分:往返传播时延、网络设备内排队时延、应用程序数据处理时延。 一般来说HTTPS协议要建立完整链接包括:TCP握手和TLS握手,总计需要至少2-3个RTT,普通的HTTP协议也需要至少1个RTT才可以完成握手。 然而,QUIC协议可以实现在第一个包就可以包含有效的应用数据,从而实现0RTT,但这也是有条件的。 简单来说,基于TCP协议和TLS协议的HTTP2.0在真正发送数据包之前需要花费一些时间来完成握手和加密协商,完成之后才可以真正传输业务数据。 但是QUIC则第一个数据包就可以发业务数据,从而在连接延时有很大优势,可以节约数百毫秒的时间。 QUIC的0RTT也是需要条件的,对于第一次交互的客户端和服务端0RTT也是做不到的,毕竟双方完全陌生。 因此,QUIC协议可以分为首次连接和非首次连接,两种情况进行讨论。 4.3 首次连接和非首次连接 使用QUIC协议的客户端和服务端要使用1RTT进行密钥交换,使用的交换算法是DH(Diffie-Hellman)迪菲-赫尔曼算法。 DH算法开辟了密钥交换的新思路,在之前的文章中提到的RSA算法也是基于这种思想实现的,但是DH算法和RSA的密钥交换不完全一样,感兴趣的读者可以看看DH算法的数学原理。 DH算法开辟了密钥交换的新思路,在之前的文章中提到的RSA算法也是基于这种思想实现的,但是DH算法和RSA的密钥交换不完全一样,感兴趣的读者可以看看DH算法的数学原理。 4.3.1 首次连接 简单来说一下,首次连接时客户端和服务端的密钥协商和数据传输过程,其中涉及了DH算法的基本过程: 客户端对于首次连接的服务端先发送client hello请求。 服务端生成一个素数p和一个整数g,同时生成一个随机数  (笔误-此处应该是Ks_pri)为私钥,然后计算出公钥  =   mod p,服务端将 ,p,g三个元素打包称为config,后续发送给客户端。 客户端随机生成一个自己的私钥 ,再从config中读取g和p,计算客户端公钥  =   mod p。 客户端使用自己的私钥 和服务端发来的config中读取的服务端公钥 ,生成后续数据加密用的密钥K =   mod p。 客户端使用密钥K加密业务数据,并追加自己的公钥 ,都传递给服务端。 服务端根据自己的私钥 和客户端公钥 生成客户端加密用的密钥K =   mod p。 为了保证数据安全,上述生成的密钥K只会生成使用1次,后续服务端会按照相同的规则生成一套全新的公钥和私钥,并使用这组公私钥生成新的密钥M。 服务端将新公钥和新密钥M加密的数据发给客户端,客户端根据新的服务端公钥和自己原来的私钥计算出本次的密钥M,进行解密。 之后的客户端和服务端数据交互都使用密钥M来完成,密钥K只使用1次。 4.3.2 非首次连接 前面提到客户端和服务端首次连接时服务端传递了config包,里面包含了服务端公钥和两个随机数,客户端会将config存储下来,后续再连接时可以直接使用,从而跳过这个1RTT,实现0RTT的业务数据交互。 客户端保存config是有时间期限的,在config失效之后仍然需要进行首次连接时的密钥交换。 4.4 前向安全问题 前向安全是密码学领域的专业术语,看下百度上的解释: 前向安全或前向保密Forward Secrecy是密码学中通讯协议的安全属性,指的是长期使用的主密钥泄漏不会导致过去的会话密钥泄漏。 前向安全能够保护过去进行的通讯不受密码或密钥在未来暴露的威胁,如果系统具有前向安全性,就可以保证在主密钥泄露时历史通讯的安全,即使系统遭到主动攻击也是如此。 通俗来说,前向安全指的是密钥泄漏也不会让之前加密的数据被泄漏,影响的只有当前,对之前的数据无影响。 前面提到QUIC协议首次连接时先后生成了两个加密密钥,由于config被客户端存储了,如果期间服务端私钥 泄漏,那么可以根据K =   mod p计算出密钥K。 如果一直使用这个密钥进行加解密,那么就可以用K解密所有历史消息,因此后续又生成了新密钥,使用其进行加解密,当时完成交互时则销毁,从而实现了前向安全。 4.5 前向纠错 前向纠错是通信领域的术语,看下百科的解释: 前向纠错也叫前向纠错码Forward Error Correction 简称FEC 是增加数据通讯可信度的方法,在单向通讯信道中,一旦错误被发现,其接收器将无权再请求传输。 FEC 是利用数据进行传输冗余信息的方法,当传输中出现错误,将允许接收器再建数据。 听这段描述就是做校验的,看看QUIC协议是如何实现的: QUIC每发送一组数据就对这组数据进行异或运算,并将结果作为一个FEC包发送出去,接收方收到这一组数据后根据数据包和FEC包即可进行校验和纠错。 4.6 连接迁移 网络切换几乎无时无刻不在发生。 TCP协议使用五元组来表示一条唯一的连接,当我们从4G环境切换到wifi环境时,手机的IP地址就会发生变化,这时必须创建新的TCP连接才能继续传输数据。 QUIC协议基于UDP实现摒弃了五元组的概念,使用64位的随机数作为连接的ID,并使用该ID表示连接。 基于QUIC协议之下,我们在日常wifi和4G切换时,或者不同基站之间切换都不会重连,从而提高业务层的体验。 5. QUIC的应用和前景 通过前面的一些介绍我们看出来QUIC协议虽然是基于UDP来实现的,但是它将TCP的重要功能都进行了实现和优化,否则使用者是不会买账的。 QUIC协议的核心思想是将TCP协议在内核实现的诸如可靠传输、流量控制、拥塞控制等功能转移到用户态来实现,同时在加密传输方向的尝试也推动了TLS1.3的发展。 但是TCP协议的势力过于强大,很多网络设备甚至对于UDP数据包做了很多不友好的策略,进行拦截从而导致成功连接率下降。 主导者谷歌在自家产品做了很多尝试,国内腾讯公司也做了很多关于QUIC协议的尝试。 其中腾讯云对QUIC协议表现了很大的兴趣,并做了一些优化然后在一些重点产品中对连接迁移、QUIC成功率、弱网环境耗时等进行了实验,给出了来自生产环境的诸多宝贵数据。 简单看一组腾讯云在移动互联网场景下的不同丢包率下的请求耗时分布: 任何新生事物的推动都是需要时间的,出现多年的HTTP2.0和HTTPS协议的普及度都没有预想高,IPv6也是如此,不过QUIC已经展现了强大的生命力,让我们拭目以待吧! 6.本文小结 本文通过介绍Http协议的历史演进、各个版本的主要特征和优缺点、重点介绍了Http2.0协议的一些特性,包括:SPDY协议、二进制分帧协议、多路复用、首部压缩、服务端推送等重要功能,篇幅有限不能展开太多。 虽然http2.0版本协议有很多非常优秀的功能并且在2015年正式发布,现在国内外一些大厂基本都有使用http2.0承担部分请求,但是目前仍然未广泛普及。 目前http3.0版本在2018年也推出来了,至于http2.0和http3.0的推广和普及是需要时间的,但是坚信我们的网络可以更安全、更快捷、更节约。 不过现在看看QUIC协议:基于UDP主体将TCP的重要功能转移到用户空间来实现,从而绕开内核实现用户态的TCP协议,但是真正实现起来还是非常复杂的。 网络协议本身就很复杂,本文只能从整体出发对重要的部分做粗浅的阐述,如果对某个点很感兴趣,可以查阅相关代码和RFC文档。 技术进步也非朝夕之功,需要在实践中反复锤炼。 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-09-28 关键词: http 网络技术

  • 多地2G关停,洗牌之下,NB-IoT与Cat.1如何抓住机遇?

    本文来源:物联传媒 本文作者:市大妈 又是一年开学季,全国大中小学都纷纷开学了。近日,一则关于小学生在学校时遇到的"蹊跷"事件的新闻引人注意: 家住长沙市芙蓉区的一年级小学生小小(化名),在学校时想用自己佩戴的某型号小天才手表联系父母时,发现已经无法拨出电话,一直显示没有信号。 据悉,这款手表的出厂时间是在 2018 年 4 月份,距今也就两年多点的时间,手表在今年暑假的时候使用正常,只是近期才突然出现了没有信号的情况。 那么,好好的小天才手表怎么就不能用了? 经过一番排查,最后发现是这台小天才手表是一款 GSM 终端,使用的是 2G 网络进行拨打电话,而手表中插着的 SIM 卡是她妈妈使用的联通卡副卡。小天才的客服表示如今该地区联通已经关停了 2G 网络,所以该手表已经无法拨打电话。 中国联通清网计划由来已久, 2G网络清退进行中 其实,早在2018年,联通就已经着手推进2G网络的关闭,预计到2020年之前,要把全部的2G网络关闭。 自2018年以来,从各地区的中国联通分公司陆续发布相关公告,到现在越来越多的地区的用户终端出现没有2G网络的信号的情况,这意味着2G网络已经从规划退网阶段进入到实实在在退网的阶段。 根据网络上信息整理,目前中国联通已关闭2G网络的地区有: 整理自网络 事实上,关于2G退网,国内三大运营都已正式拉开退网进程、有各自规划的时间节点。虽然距离三大运营商全面、正式关闭网络仍有一段时间,但是值得注意的是,在实际的停用日期之前,2G网络的使用其实已经开始受限。 首先,运营商将在网络关闭之前就停止激活新的2G设备,如果已经将设备连接到2G网络,则仍然可以使用,但是已无法注册新的设备。 其次,运营商将在网络关闭之前重新分配频谱,这意味着纯2G设备可能不再像以前那样在曾经的2G频率下工作。 三大运营商都已经切断2G用户的新增,因此目前面临的就是2G网络的存量用户,这部分用户使用的终端主要可分为三类: 1、我们认知中的那些偏远地区的老2G手机; 2、类似小天才手表的智能穿戴设备; 3、面向企业的物联网用户的终端设备,如PoS机、共享单车上的智能锁、供电和水务的远程抄表系统中的表计终端、智能门锁、物联网关、智能家电、智能监控等终端设备。 因此,一旦关闭2G网络,除了影响个人用户外,一些企业应用也会受到不同程度的影响。 2G退网影响之大可想而知, 为何运营商还这么积极? 2G退网势在必行,那么清退 2G 乃至 3G 网络之后,好处在哪里? 一是让运营商从赔本运营的困境中解脱出来。 相比起 4G和 5G 用户,现在的2G 用户几乎已经没有价值了。近几年,运营商的盈利能力都在下降,而 2G 网络不仅设备维护需要维护,用户也无法带来什么收益,因此这种赔本运营的生意,运营商自然希望尽早改变这种状况。 二是释放优质频段。 2G 网络占用的是800M、900M 等低频段,该频段具有穿透力强的特点,无需建设大量的基站就能实现很好的网络覆盖。因此,将这些频段释放、重耕,用于 4G、5G 等网络能有效提升覆盖能力,也利于运营商攫取更多的 5G 用户和收益。 2G网络清退之后, 会是谁的机会? 正如前文所提,如今2G存量用户的规模依然庞大,面对2G网络为何退、怎么退、各个地区具体何时退,其实这些用户关注的核心归根结底还是2G退网之后,他们该怎么办? 根据数据显示,2018年蜂窝物联网用户6.71亿,2019年蜂窝物联网用户达10.3亿户,截止2020年7月末,蜂窝物联网终端用户10.71亿户,按照目前的发展速度,到年末也有望达到12亿甚至13亿户。 目前存量的蜂窝物联网用户中,2G用户依然占据主导,而这个市场需要其他的技术进行填补。 根据工信部日前印发《关于深入推进移动物联网全面发展的通知》也要求,到2020年底,移动物联网连接数达到12亿。 在这份《通知》中,明确提出要引导新增物联网终端不再使用2G/3G网络,推动存量2G/3G物联网业务向NB-IoT/4G(Cat1)/5G网络迁移。以NB-IoT与Cat1协同承接2G/3G物联连接,提升频谱利用效率,建立NB-IoT、4G(含LTE-Cat1)和5G协同发展的移动物联网综合生态体系。 从官方的文件中,可以看出2G将会正式退出历史舞台,而承接2G/3G业务主要就是NB-IoT与Cat.1,下面我们分析一下这两种新的通信技术的机会到底有多大。 NB-IoT NB-IoT正式商用已经有差不多3年的时间,根据此前运营商公布的数据,NB-IoT在今年上半年的国内累计开卡量已经超过1个亿。 当然开卡量的数据三大运营商会有一定的重叠,根据笔者预估,NB-IoT模组整体市场出货量约6000万左右,即便如此,NB-IoT的发展态势依然算不错。 NB-IoT的技术特性最 只要 的体现在低功耗、低成本、数据量小以及固定(非移动性)场景,这类场景下,NB-IoT将会对2G进行很好的代替。 而NB-IoT的产业机会如何呢,我们分芯片、模组、终端硬件与方案商这几个环节进行分析。 首先是芯片环节,目前国内NB-IoT市场的芯片供应商已经非常的多,并且已经形成了各自的特点。 高通的NB-IoT芯片是多模产品,再加上性能优势与品牌溢价,属于高端的产品,更多的是应用于国外的产品会选择。 海思的NB-IoT芯片是当前国内NB芯片市场的主流,商用时间也最早,稳定性也都得到了市场的验证;而相比之下,紫光展锐/MTK的NB-IoT芯片推出稍晚,有各自的特色,整体价格相比于海思会便宜一些。 芯翼与移芯这两家国产创业企业的NB-IoT芯片主打的是高性价比。目前在市场上,也收到了很多客户认可,主流的模组厂商都在基于他们的芯片产品推出NB-IoT模组。 当然,还有更多的芯片厂家在盯着NB-IoT芯片市场,可以说,NB-IoT的芯片市场非常的热闹。不过,NB-IoT芯片属于通用市场,要赚钱就需要走量,从目前的市场信息来看,芯片价格大约就1美金左右,而随着量的增加,还会有优化的空间。 所以,这个环节的市场机会主要看两个方面。 一个方面就是看NB-IoT的一年出货量到底有多少,以目前的市场一年大几千万的应用量来说,还不够,需要一年数以甚至十亿的级别。而出货量的根本还是看市场需求,目前NB-IoT大多数应用集中在水表与燃气表场景,市场的增量需要更多类似场景的支撑。 另外一个方面就是市场的洗牌,如果市场增量达不到预期,那么NB-IoT芯片市场势必会有一场洗牌,会有一些玩家退出,让产业的集中度更高。 其次是模组环节,NB-IoT的模组厂商非常多,据了解,市场上有开发NB-IoT模组常见有数十家,当然,虽然NB-IoT模组厂家很多,但是出货量集中度也比较高。Top5厂家占据了大多数市场。 模组环节的整理毛利率表现一般,根据各大模组厂商的年报数据,行业的整理毛利约20%左右的水平。而NB-IoT价格有市场跟政策两方面的影响之下,压的更低,毛利也更少,因此,要赚钱也需要量大,没有太多出货量的模组厂商会逐渐认为这是一个"鸡肋"市场。 当然,模组厂商还有一个路线可以走,就是基于模组产品做定制化的硬件与方案,这根据各个模组厂商市场战略而定。 最后就是终端硬件与方案商。相比于芯片与模组而言,这个环节更加的分散与定制化,但是整体的产业价值也是最高的。 其实这也很好理解,一个NB-IoT模组的市场价格就20左右(便宜的10多块),而一个硬件终端以典型水表为例,大约两三百块。仅仅从产品的单价就可以看出,这个环节的价值更高。 而一个NB-IoT芯片(模组)所能撬动的市场价值并不局限于次。一方面,基于NB-IoT可以拓展更多的软件数据服务,让硬件厂商很容易发展为方案商,拓展商业边际;另一方方面,这也是硬件厂商一个品牌升级的机会。 Cat.1 Cat.1相比于NB-IoT而言,有更快的传输速率,兼具移动性与语音通话功能,因此,Cat.1能够很好替代2G另外一部分场景需求。比如说定位器、PoS机、共享单车/电动车、儿童手表等等。 Cat.1适用场景市场开拓的难度相对较小,也不用面临跟LoRa、ZETA等其他技术竞争,所以Cat.1一经推出,就成了行业的新宠。 具体到各个环节来说,整体的产业规律与NB-IoT类似。 目前在芯片层面,Cat.1的芯片玩家就是ASR与紫光展锐这两家,跟进了解的信息来看,也有其他的厂家在积极准备这个市场。 而模组环节,在今年年初的时候,国内主流的蜂窝模组厂商都研发出了Cat.1模组产品,模组厂商都Cat.1当成一条重要的赛道在推动。 而在终端应用与方案环节,根据笔者了解的信息,目前市场已经有小几百万的出货量。具体市场表现如何还有待验证。 总结来说: 无论是NB-IoT还是Cat.1在芯片与模组层面,都绕不开价格(成本)竞争的局面,但对应用市场而言,这两类技术将会是未来物联网最常见的连接技术,所能撬动的市场价值将会不可限量。 ~END~ 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-09-28 关键词: 物联网 网络技术

  • 1234X:华为全面升级智能IP网络解决方案,共创行业新价值

    HUAWEI CONNECT 2020如火如荼地举行,全场景智能联接作为迈向智能世界的基石,成为大会第二日的焦点议题。其中,智能IP网络作为华为全场景智能联接解决方案的重要组成部分,在同日举行的“全场景智能联接,加速行业数字化转型”峰会上迎来全面升级,以更强大的解决方案加入到使能各行各业数字化转型的浪潮中来。 华为数据通信产品线总裁胡克文宣布全面升级智能IP网络解决方案 因势利导,华为在会上宣布“1234X”全面升级智能IP网络解决方案——以智能IP网络“一个战略”,重构硬件和软件“两大平台”,升级智能超宽、智能联接和智能运维“三层网络架构”,升级数据通信产品和解决方案“四大引擎”,并携手合作伙伴及客户打造行业场景化解决方案,分享智能IP网络+行业融合创新实践,共创行业新价值。 一个战略:智能IP网络 华为数据通信产品线总裁胡克文在主题演讲中指出,数据通信网络从基于IPv4技术实现人机互联的Internet IP时代,发展到基于MPLS技术实现人人互联的All IP时代, 如今随着5G和云加速行业数字化转型,已进入到以IPv6+技术实现物物互联,并提供差异化服务和确定性体验保障的智能IP时代。华为定义并不断升级三层AI网络架构,引领智能IP网络,加速联接智能化转型,匹配千行百业数字化、智能化转型升级。   两大平台:重构硬件和软件,为智能IP网络做好准备 硬件和软件是实现智能IP网络的基础,华为持续发布智能IP新品,重构硬件和软件为智能IP网络做好准备。在硬件平台方面,为应对万物互联的海量联接,华为内置AI加速引擎,增强数据处理能力。大容量的框式设备全面支持整机300T、单端口400GE,紧凑小巧的盒式设备支持从155Mbps到400Gbps的无级变速接入,为客户构筑超宽、智能和绿色的智能IP硬核平台。   在软件平台方面,传统IP设备软件封闭、厚重、业务响应慢,无法应对多样性需求,华为开发智能IP操作系统“云杉”,实现灵活积木拼装,按需定制。云杉以敏捷、智能和开放的架构,支持功能组件跨设备拼装,客户需求快速交付;内置20+种AI算法支持毫秒级推理,为智能IP网络注入全新能力;400+系统开放API,北向对接网管平台,实现设备灵活管控。 三层网络架构:升级智能超宽、智能联接和智能运维 传统IP网络注重联接可达、尽力而为,因而单纯聚焦在流量的增长,通过不断提升网络的容量来解决问题。在5G和云的时代,IP网络需要快速入云,实现云网协同和融合,提供差异化服务和确定性保障,这需要IP网络在架构上进行优化。   华为智能IP网络引入AI全新定义并不断升级三层架构——智能超宽、智能联接和智能运维。本次发布,华为升级400GE新接口,支持超宽无阻塞转发和网络分片技术,实现智能超宽保障网络带宽质量;升级意图引擎,识别业务的网络意图,实时调整网络资源,持续满足业务需求,实现智能联接保障确定性体验;升级知识图谱智能引擎,支持网络级业务自动部署快速调整,网络自动排障,实现智能运维,提升运维效率。   四大引擎:CloudCampus 2.0、CloudFabric 2.0、CloudWAN 2.0、HiSec 2.0 以三层AI网络架构支撑智能IP网络理念落地,此次华为升级了智能IP网络的大脑iMaster NCE,北向提供网络开放可编程能力AOC系统并提供基于意图API,客户随心定制;引入数字孪生,支持网络大数据分析,实现意图部署和故障预测;新增南向接口可兼容多厂商,编排异构网络,为客户节约投资,将四大引擎解决方案全面升级到2.0。   在园区网络领域 ,华为CloudCampus解决方案全新升级2.0,打造以数据为中心的园区网络,为多种园区网络场景提供一站全联、一跳入云、一网智管的解决方案,让园区网络从人工走向智能,打造万物互联的智能园区。   在数据中心网络领域 ,华为CloudFabric解决方案全新升级 2.0,进一步提升网络智能化,知识图谱故障根因分析,将故障检测率提升到98%;基于开放架构,向上能接多云、向下能兼容多个厂商设备,降低OPEX 28%;通过高密400GE和智能无损网络零丢包、低时延能力,解决计算和存储网络性能瓶颈,提升计算算力27%和数据存储IOPS 30%以上,让算力高效释放、数据高效存储,为新基建注入新动力。   在广域网络领域 ,华为CloudWAN 2.0解决方案,端到端引入IPv6+新一代协议,实现云网分钟级快速打通、企业一跳入云,同时基于IPv6+切片能力,实现生产业务带宽100%保障、满足差异化业务诉求,并且率先引入AI技术实现故障分钟级定位和主动预测,引领广域网络进入全业务智能时代。   在安全领域 ,华为HiSec 2.0安全解决方案从平台架构、检测分析、安全生态三方面进行升级,通过开放式平台简化方案部署,嵌入式AI引擎提升检测能力,赋能合作伙伴保障方案可信可靠,构建数字世界的安全空间。   X:智能IP网络+千行百业,共创行业新价值 恰如移动通信网络升级到5G时代,需要与千行百业融合发展才能释放5G+巨大潜能一样,IP网络升级到智能IP时代后,也需要紧密匹配千行百业的数字化转型,通过智能IP+千行百业最大化释放潜力。峰会上,华为与合作伙伴及行业客户在智能IP+政府、智能IP+金融、智能IP+教育、智能IP+机场等场景联合创新,全面展示了智能IP网络解决方案给各行各业数字化、智能化转型升级带来的巨大提升。   智能IP+政府,可以支持政务全程网办率和公文处理效率大幅提升,实现政务一网通办,城市一网统管;智能IP+金融,可以帮助银行上云业务天级开通,联机并发交易量提升87%,加速金融进入Bank4.0时代;智能IP+教育,可以实现校园网络快速建设,多网合一、智能化运营,加速推进科教兴国、人才强国;智能IP+机场,可以实现机场的威胁检测率高达96%并且秒级处置,85%故障可主动发现,助力机场出行一张脸、运行一张图。   会上,来自东南大学、中国农业银行的客户代表分别分享了应用华为智能IP网络在金融、教育行业取得的成效。   · 东南大学:智能IP网络,构筑全无线智慧校园   东南大学网络与信息中心副主任胡轶宁在题为“智能IP网络,构筑全无线智慧校园”的主题演讲中指出,“打造稳定、可控、安全的先进智能IP网络,是高校建设面向未来的智慧校园的坚实基础,是信息技术对高校教学、科研全面赋能的必然通路。“他介绍,作为一所老牌的以工科闻名的双一流大学,东南大学在信息化建设中面临“烟囱式”建网、重建设轻梳理等挑战,现有数据网络模式难以支撑大规模线上教学,传统运维模式难以应对飞速发展的网络规模。   通过携手华为等合作伙伴,东南大学去年启动全网升级改造,开始对图书馆等一些大型场馆进行WiFi 6增补;前不久完成了全校宿舍的全光网升级改造,新网络采用SDN构架,所有配置自动下发,实现了全网精细化管控。实际用户体验方面,WiFi 5用户达到了200Mbps上下行对称速率,WiFi 6用户则高达400Mbps。同时,学校还与华为携手完成了全校数据中台一期的建设,打破了过去的业务边界,实现了数据的深度融合,提供了标准的数据接口,为新业务、新服务提供畅通的开发途径。   · 农业银行:全场景智能联接,构筑数字化银行   中国农业银行总行数据中心副经理在题为“全场景智能联接,构筑数字化银行”的主题演讲中分享道,两年前农业银行提出“IABC”数字化转型战略,朝着产品线上化、业务平台化、经营数据化和服务生态化的业务目标迈进。在全面云化过程中,银行数据中心网络面临巨大挑战,包括如何实现大规模网络节点、计算节点的无缝联动,如何快速响应多种多样的业务诉求,如何保障业务连续性等。   为了解决这三大挑战,农业银行与华为联合创新,在网络层面提出ABC ONE智能网络架构,率先在金融行业实现大规模的SRv6生产部署上线,以开放网络生产体系支撑云上云下的统一,融合业务承载的统一,有线无线网络的统一,将网络带宽利用率提升了25%以上,也保障了关键业务的服务水平。通过一系列架构优化演进和平台建设,农业银行取得了“三升两降”的效果——即业务体验、业务能力、业务总效率迅速提升,成本和风险迅速降低,通过网络的自动化、智能化为业务部署、业务存在、业务保障提供了更好的服务,同时以智能运维大幅度提升了业务连续性。   资料显示,不止于上述两位嘉宾分享的教育园区网与金融骨干网典型应用案例,华为持续引领智能IP网络并构筑领先的智能IP网络产品及解决方案,迄今已服务全球150多个国家的运营商和金融、政府、交通、能源、教育等行业客户。    “智能IP网络更好地支持数据的流动和融合,释放万智互联的新动能。华为将持续创新,将智能IP网络应用到各行各业,打造全场景化解决方案,帮助企业实现商业成功。“胡克文最后总结并展望,”面向未来,我们将联合全领域合作伙伴,为政府、金融、教育、医疗、交通等行业构建企业数字化转型新生态,共创行业新价值。” 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-09-28 关键词: 华为 AI 网络技术

  • 5G专网,运营商该怎么玩?

    本文来源:5G工业物联 5G行业专网是对运营商的挑战 “4G改变生活,5G改变社会”, 5G将重塑行业应用,引领行业变革。运营商原有无线收入业务构成以消费者语音和数据为主,而5G的重点客户是行业客户,即5G物联设备,收入结构将发生变化。5G物联设备收入背后代表的是新的业务服务模式,对于运营商则是一场颠覆,最大的颠覆者可能来自垂直行业的专网。 传统的专网技术主要应用于军队、政府、警察、铁路、地铁、电力、石化、机场、港口、矿山、水利等外勤行业用户,而5G行业专网是采用5G技术搭建的无线专用网络,更注重设备物联,工厂、园区将成为新的重点领域。 思考 5G应用场景是点,5G行业专网是面 近两年,5G行业应用场景进展顺利,从设备商、运营商到行业管理机构从不同角度定义、试点和发布了5G应用场景,覆盖工业、交通、警务、媒体、医疗等重点行业。 5G应用场景探索是从5G技术落地的角度整体去考虑,一个个以5G场景单点为单位的应用落地不能推动行业及社会变革,5G行业专网应运而生,以行业/企业一个面为单位考虑网络架构重建,业务应用整合,也契合5G to B的商业本质。 应对 5G行业专网应重构网络运营商业模式 5G行业专网从面的角度思考问题,主角是使用5G专网的行业客户,表面上提供的是5G专网,背后重点却是5G网络技术的各种应用对象,涉及设备物联、网络管理、业务平台和丰富应用等等。相对而言,5G专网搭建反而是最容易实现的,为什么要建专网,专网建成后起到的作用才是企业主所关心的问题。如果运营商只是提供5G专网的网络搭建,一是不容易获得客户认同,二是客户可选择的服务商也不限于运营商,运营商会陷入被动位置。业务驱动将推动运营商充分从客户角度重构商业模式。 举措 玩转5G行业专网的四个关键内容 客户会关心5G专网能给他带来什么好处,主要会评估这几点(以工业生产企业为例): 5G专网上运行的业务和应用的价值? 5G专网和现有企业网络是什么关系,会不会影响生产? 5G专网稳定不稳定,业务管理、运营维护是否有保障? 笔者在多家生产企业调研和服务过程中,设想了重构5G行业专网的四个关键服务内容,如图: 1 5G行业专网架构及实施 5G网络建设是运营商的强项,中移动、联通分别发布了5G专网产品,网上也不乏网络建设模式的讨论,几种模式、七种武器也代表了主流业界观点。笔者进行总结,如图。 运营商在5G行业网络架构设计及实施中可以重点发挥自身优势,提出符合客户和自身的网络设计原则,把握5G专网的几个关键点,频率、基站、5GC设备、UPF设备,运营商进行总集成,选型和采购专网设备将有利于专网和公网的互通。 2 5G行业专网管理平台设计及实施 使用5G专网的客户目标是对企业或者园区内的业务进行可控管理,5G专网是承载网,客户需要建立5G行业专网管理平台对网络进行管理,包括终端可视化,网络可视化,最终实现业务流可视化,对运营商来说是个提升服务水平和转型的机会,如图。 运营商可以依据多年公网运营经验,提供运营商5G自动化服务能力,将自服务能力、自运维能力、自开发能力开放出来,通过运营商能力以及整合第三方力量提供用户5G专网自动化管理平台,提供用户配置管理、业务配置管理、运维管理及其他管理功能,针对不同的专网组网类型提供不同模式的自管理服务,最终实现客户5G专网业务流可视化的效果。 3 5G专网业务平台融合及配套 客户借助5G专网是希望构建智能化业务管理平台(例如智能工业互联网云平台),将分散在全网的终端连接起来,汇聚数据,赋能应用,提升整体业务水平,产生效益。运营商可以配合客户业务平台布局,联接业务管理平台,边云协同将服务延伸到本地,提供云服务、边缘计算等配套服务。 4 5G专网应用整体服务接入 5G应用场景众多,覆盖行业众多,服务对象是政府和企业客户,实施的地点有园区、厂区、公共区域、特定区域等,而5G专网搭建的目标就是要打造5G+应用区域,运营商要将在各行业5G场景应用聚焦在某个企业上,为细分领域的企业打造应用市场。以工业企业为例,如图。 客户5G专网应用应该覆盖该区域的各个环节,包括网络化协同、智能化生产、个性化定制、服务化延伸,如果不能切入客户业务的核心环节将无法吸引客户长期持续性的进行投资发展。5G专网覆盖生产区域,将催生云化AGV、无线机器视觉、智能监控、云化机器人等业务在智能工厂的落地,运营商需要提供5G工业设备接入、网络调测等相关业务服务才能推动专网持续性发展。 总结 做好准备,勇敢拥抱5G专网 在电信业务收入持续下滑,投资严重不足的情况下,对于监管者、大型行业客户、系统设备制造商,都有足够的经济和政绩压力,开放5G专网的建设和运营。 对于运营商而言,没有退路,做好准备,勇敢拥抱5G专网! ~END~ 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-09-21 关键词: 5G 网络技术

  • 万字长文!23个问题TCP疑难杂症全解析

    每个时代,都不会亏待会学习的人。 在进入今天主题之前我先抛几个问题,这篇文章一共提出 23 个问题。 TCP 握手一定是三次?TCP 挥手一定是四次? 为什么要有快速重传,超时重传不够用?为什么要有 SACK,为什么要有 D-SACK? 都知道有滑动窗口,那由于接收方的太忙了滑动窗口降为了 0 怎么办?发送方就永远等着了? Silly Window 又是什么? 为什么有滑动窗口流控还需要拥塞控制? 快速重传一定要依赖三次重复 ACK ? 这篇文章我想由浅到深地过一遍 TCP,不是生硬的搬出各个知识点,从问题入手,然后从发展、演进的角度来看 TCP。 起初我在学计算机网络的时候就有非常非常多的疑问,脑子里简直充满了十万个为什么,而网络又非常的复杂,发展了这么多年东西真的太多了,今天我就大致的浅显地说一说我对 TCP 这些要点的理解。 好了,废话不多说,开始上正菜。 TCP 是用来解决什么问题? TCP 即 Transmission Control Protocol,可以看到是一个传输控制协议,重点就在这个控制。 控制什么? 控制可靠、按序地传输以及端与端之间的流量控制。够了么?还不够,它需要更加智能,因此还需要加个拥塞控制,需要为整体网络的情况考虑。 这就是出行你我他,安全靠大家。 为什么要 TCP,IP 层实现控制不行么? 我们知道网络是分层实现的,网络协议的设计就是为了通信,从链路层到 IP 层其实就已经可以完成通信了。 你看链路层不可或缺毕竟咱们电脑都是通过链路相互连接的,然后 IP 充当了地址的功能,所以通过 IP 咱们找到了对方就可以进行通信了。 那加个 TCP 层干啥?IP 层实现控制不就完事了嘛? 之所以要提取出一个 TCP 层来实现控制是因为 IP 层涉及到的设备更多,一条数据在网络上传输需要经过很多设备,而设备之间需要靠 IP 来寻址。 假设 IP 层实现了控制,那是不是涉及到的设备都需要关心很多事情?整体传输的效率是不是大打折扣了? 我举个例子,假如 A 要传输给 F 一个积木,但是无法直接传输到,需要经过 B、C、D、E 这几个中转站之手。这里有两种情况: 假设 BCDE 都需要关心这个积木搭错了没,都拆开包裹仔细的看看,没问题了再装回去,最终到了 F 的手中。 假设 BCDE 都不关心积木的情况,来啥包裹只管转发就完事了,由最终的 F 自己来检查这个积木答错了没。 你觉得哪种效率高?明显是第二种,转发的设备不需要关心这些事,只管转发就完事! 所以把控制的逻辑独立出来成 TCP 层,让真正的接收端来处理,这样网络整体的传输效率就高了。 连接到底是什么? 我们已经知道了为什么需要独立出 TCP 这一层,并且这一层主要是用来干嘛的,接下来就来看看它到底是怎么干的。 我们都知道 TCP 是面向连接的,那这个连接到底是个什么东西?真的是拉了一条线让端与端之间连起来了? 所谓的连接其实只是双方都维护了一个状态,通过每一次通信来维护状态的变更,使得看起来好像有一条线关联了对方。 TCP 协议头 在具体深入之前我们需要先来看看一些 TCP 头的格式,这很基础也很重要。 图来自网络 我就不一一解释了,挑重点的说。 首先可以看到 TCP 包只有端口,没有 IP。 Seq 就是 Sequence Number 即序号,它是用来解决乱序问题的。 ACK 就是 Acknowledgement Numer 即确认号,它是用来解决丢包情况的,告诉发送方这个包我收到啦。 标志位就是 TCP flags 用来标记这个包是什么类型的,用来控制 TPC 的状态。 窗口就是滑动窗口,Sliding Window,用来流控。 三次握手 明确了协议头的要点之后,我们再来看三次握手。 三次握手真是个老生常谈的问题了,但是真的懂了么?不是浮在表面?能不能延伸出一些点别的? 我们先来看一下熟悉的流程。 图来自网络 首先为什么要握手,其实主要就是为了初始化Seq Numer,SYN 的全称是 Synchronize Sequence Numbers,这个序号是用来保证之后传输数据的顺序性。 你要说是为了测试保证双方发送接收功能都正常,我觉得也没毛病,不过我认为重点在于同步序号。 那为什么要三次,就拿我和你这两个角色来说,首先我告诉你我的初始化序号,你听到了和我说你收到了。 然后你告诉我你的初始序号,然后我对你说我收到了。 这好像四次了?如果真的按一来一回就是四次,但是中间一步可以合在一起,就是你和我说你知道了我的初始序号的时候同时将你的初始序号告诉我。 因此四次握手就可以减到三次了。 不过你没有想过这么一种情形,我和你同时开口,一起告诉对方各自的初始序号,然后分别回应收到了,这不就是四次握手了? 我来画个图,清晰一点。 看看是不是四次握手了? 不过具体还是得看实现,有些实现可能不允许这种情况出现,但是这不影响我们思考,因为握手的重点就是同步初始序列号,这种情况也完成了同步的目标。 初始序列号 ISN 的取值 不知道大家有没有想过 ISN 的值要设成什么?代码写死从零开始? 想象一下如果写死一个值,比如 0 ,那么假设已经建立好连接了,client 也发了很多包比如已经第 20 个包了,然后网络断了之后 client 重新,端口号还是之前那个,然后序列号又从 0 开始,此时服务端返回第 20 个包的ack,客户端是不是傻了? 所以 RFC793 中认为 ISN 要和一个假的时钟绑定在一起ISN 每四微秒加一,当超过 2 的 32 次方之后又从 0 开始,要四个半小时左右发生 ISN 回绕。 所以 ISN 变成一个递增值,真实的实现还需要加一些随机值在里面,防止被不法份子猜到 ISN。 SYN 超时了怎么处理? 也就是 client 发送 SYN 至 server 然后就挂了,此时 server 发送 SYN+ACK 就一直得不到回复,怎么办? 我脑海中一想到的就是重试,但是不能连续快速重试多次,你想一下,假设 client 掉线了,你总得给它点时间恢复吧,所以呢需要慢慢重试,阶梯性重试。 在 Linux 中就是默认重试 5 次,并且就是阶梯性的重试,间隔就是1s、2s、4s、8s、16s,再第五次发出之后还得等 32s 才能知道这次重试的结果,所以说总共等63s 才能断开连接。 SYN Flood 攻击 你看到没 SYN 超时需要耗费服务端 63s 的时间断开连接,也就说 63s 内服务端需要保持这个资源,所以不法分子就可以构造出大量的 client 向 server 发 SYN 但就是不回 server。 图来自网络 使得 server 的 SYN 队列耗尽,无法处理正常的建连请求。 所以怎么办? 可以开启 tcp_syncookies,那就用不到 SYN 队列了。 SYN 队列满了之后 TCP 根据自己的 ip、端口、然后对方的 ip、端口,对方 SYN 的序号,时间戳等一波操作生成一个特殊的序号(即 cookie)发回去,如果对方是正常的 client 会把这个序号发回来,然后 server 根据这个序号建连。 或者调整 tcp_synack_retries 减少重试的次数,设置 tcp_max_syn_backlog 增加 SYN 队列数,设置 tcp_abort_on_overflow SYN 队列满了直接拒绝连接。 为什么要四次挥手? 四次挥手和三次握手成双成对,同样也是 TCP 中的一线明星,让我们重温一下熟悉的图。 图来自网络 为什么挥手需要四次?因为 TCP 是全双工协议,也就是说双方都要关闭,每一方都向对方发送 FIN 和回应 ACK。 就像我对你说我数据发完了,然后你回复好的你收到了。然后你对我说你数据发完了,然后我向你回复我收到了。 所以看起来就是四次。 从图中可以看到主动关闭方的状态是 FIN_WAIT_1 到 FIN_WAIT_2 然后再到 TIME_WAIT,而被动关闭方是 CLOSE_WAIT 到 LAST_ACK。 四次挥手状态一定是这样变迁的吗 状态一定是这样变迁的吗?让我们再来看个图。 图来自网络 可以看到双方都主动发起断开请求所以各自都是主动发起方,状态会从 FIN_WAIT_1 都进入到 CLOSING 这个过度状态然后再到 TIME_WAIT。 挥手一定需要四次吗? 假设 client 已经没有数据发送给 server 了,所以它发送 FIN 给 server 表明自己数据发完了,不再发了,如果这时候 server 还是有数据要发送给 client 那么它就是先回复 ack ,然后继续发送数据。 等 server 数据发送完了之后再向 client 发送 FIN 表明它也发完了,然后等 client 的 ACK 这种情况下就会有四次挥手。 那么假设 client 发送 FIN 给 server 的时候 server 也没数据给 client,那么 server 就可以将 ACK 和它的 FIN 一起发给client ,然后等待 client 的 ACK,这样不就三次挥手了? 为什么要有 TIME_WAIT? 断开连接发起方在接受到接受方的 FIN 并回复 ACK 之后并没有直接进入 CLOSED 状态,而是进行了一波等待,等待时间为 2MSL。 MSL 是 Maximum Segment Lifetime,即报文最长生存时间,RFC 793 定义的 MSL 时间是 2 分钟,Linux 实际实现是 30s,那么 2MSL 是一分钟。 那么为什么要等 2MSL 呢? 就是怕被动关闭方没有收到最后的 ACK,如果被动方由于网络原因没有到,那么它会再次发送 FIN, 此时如果主动关闭方已经 CLOSED 那就傻了,因此等一会儿。 假设立马断开连接,但是又重用了这个连接,就是五元组完全一致,并且序号还在合适的范围内,虽然概率很低但理论上也有可能,那么新的连接会被已关闭连接链路上的一些残留数据干扰,因此给予一定的时间来处理一些残留数据。 等待 2MSL 会产生什么问题? 如果服务器主动关闭大量的连接,那么会出现大量的资源占用,需要等到 2MSL 才会释放资源。 如果是客户端主动关闭大量的连接,那么在 2MSL 里面那些端口都是被占用的,端口只有 65535 个,如果端口耗尽了就无法发起送的连接了,不过我觉得这个概率很低,这么多端口你这是要建立多少个连接? 如何解决 2MSL 产生的问题? 快速回收,即不等 2MSL 就回收, Linux 的参数是 tcp_tw_recycle,还有 tcp_timestamps 不过默认是打开的。 其实上面我们已经分析过为什么需要等 2MSL,所以如果等待时间果断就是出现上面说的那些问题。 所以不建议开启,而且 Linux 4.12 版本后已经咔擦了这个参数了。 前不久刚有位朋友在群里就提到了这玩意。 一问果然有 NAT 的身影。 现象就是请求端请求服务器的静态资源偶尔会出现 20-60 秒左右才会有响应的情况,从抓包看请求端连续三个 SYN 都没有回应。 比如你在学校,对外可能就一个公网 IP,然后开启了 tcp_tw_recycle(tcp_timestamps 也是打开的情况下),在 60 秒内对于同源 IP 的连接请求中 timestamp 必须是递增的,不然认为其是过期的数据包就会丢弃。 学校这么多机器,你无法保证时间戳是一致的,因此就会出问题。 所以这玩意不推荐使用。 重用,即开启 tcp_tw_reuse 当然也是需要 tcp_timestamps 的。 这里有个重点,tcp_tw_reuse 是用在连接发起方的,而我们的服务端基本上是连接被动接收方。 tcp_tw_reuse 是发起新连接的时候,可以复用超过 1s 的处于 TIME_WAIT 状态的连接,所以它压根没有减少我们服务端的压力。 它重用的是发起方处于 TIME_WAIT 的连接。 这里还有一个 SO_REUSEADDR ,这玩意有人会和 tcp_tw_reuse 混为一谈,首先 tcp_tw_reuse 是内核选项而 SO_REUSEADDR 是用户态选项。 然后 SO_REUSEADDR 主要用在你启动服务的时候,如果此时的端口被占用了并且这个连接处于 TIME_WAIT 状态,那么你可以重用这个端口,如果不是 TIME_WAIT,那就是给你个 Address already in use。 所以这两个玩意好像都不行,而且 tcp_tw_reuse 和tcp_tw_recycle,其实是违反 TCP 协议的,说好的等我到天荒地老,你却偷偷放了手? 要么就是调小 MSL 的时间,不过也不太安全,要么调整 tcp_max_tw_buckets 控制 TIME_WAIT 的数量,不过默认值已经很大了 180000,这玩意应该是用来对抗 DDos 攻击的。 所以我给出的建议是服务端不要主动关闭,把主动关闭方放到客户端。毕竟咱们服务器是一对很多很多服务,我们的资源比较宝贵。 自己攻击自己 还有一个很骚的解决方案,我自己瞎想的,就是自己攻击自己。 Socket 有一个选项叫 IP_TRANSPARENT ,可以绑定一个非本地的地址,然后服务端把建连的 ip 和端口都记下来,比如写入本地某个地方。 然后启动一个服务,假如现在服务端资源很紧俏,那么你就定个时间,过了多久之后就将处于 TIME_WAIT 状态的对方 ip 和端口告诉这个服务。 然后这个服务就利用 IP_TRANSPARENT 伪装成之前的那个 client 向服务端发起一个请求,然后服务端收到会给真的 client 一个 ACK, 那 client 都关了已经,说你在搞啥子,于是回了一个 RST,然后服务端就中止了这个连接。 超时重传机制是为了解决什么问题? 前面我们提到 TCP 要提供可靠的传输,那么网络又是不稳定的如果传输的包对方没收到却又得保证可靠那么就必须重传。 TCP 的可靠性是靠确认号的,比如我发给你1、2、3、4这4个包,你告诉我你现在要 5 那说明前面四个包你都收到了,就是这么回事儿。 不过这里要注意,SeqNum 和 ACK 都是以字节数为单位的,也就是说假设你收到了1、2、4 但是 3 没有收到你不能 ACK 5,如果你回了 5 那么发送方就以为你5之前的都收到了。 所以只能回复确认最大连续收到包,也就是 3。 而发送方不清楚 3、4 这两个包到底是还没到呢还是已经丢了,于是发送方需要等待,这等待的时间就比较讲究了。 如果太心急可能 ACK 已经在路上了,你这重传就是浪费资源了,如果太散漫,那么接收方急死了,这死鬼怎么还不发包来,我等的花儿都谢了。 所以这个等待超时重传的时间很关键,怎么搞?聪明的小伙伴可能一下就想到了,你估摸着正常来回一趟时间是多少不就好了,我就等这么长。 这就来回一趟的时间就叫 RTT,即 Round Trip Time,然后根据这个时间制定超时重传的时间 RTO,即 Retransmission Timeout。 不过这里大概只好了 RTO 要参考下 RTT ,但是具体要怎么算?首先肯定是采样,然后一波加权平均得到 RTO。 RFC793 定义的公式如下: 1、先采样 RTT 2、SRTT = ( ALPHA * SRTT ) + ((1-ALPHA) * RTT) 3、RTO = min[UBOUND,max[LBOUND,(BETA*SRTT)]] ALPHA 是一个平滑因子取值在 0.8~0.9之间,UBOUND 就是超时时间上界-1分钟,LBOUND 是下界-1秒钟,BETA 是一个延迟方差因子,取值在 1.3~2.0。 但是还有个问题,RTT 采样的时间用一开始发送数据的时间到收到 ACK 的时间作为样本值还是重传的时间到 ACK 的时间作为样本值? 图来自网络 从图中就可以看到,一个时间算长了,一个时间算短了,这有点难,因为你不知道这个  ACK 到底是回复谁的。 所以怎么办?发生重传的来回我不采样不就好了,我不知道这次 ACK 到底是回复谁的,我就不管他,我就采样正常的来回。 这就是 Karn / Partridge 算法,不采样重传的RTT。 但是不采样重传会有问题,比如某一时刻网络突然就是很差,你要是不管重传,那么还是按照正常的 RTT 来算 RTO, 那么超时的时间就过短了,于是在网络很差的情况下还疯狂重传加重了网络的负载。 因此 Karn 算法就很粗暴的搞了个发生重传我就将现在的 RTO 翻倍,哼!就是这么简单粗暴。 但是这种平均的计算很容易把一个突然间的大波动,平滑掉,所以又搞了个算法,叫 Jacobson / Karels Algorithm。 它把最新的 RTT 和平滑过的 SRTT 做了波计算得到合适的 RTO,公式我就不贴了,反正我不懂,不懂就不哔哔了。 为什么还需要快速重传机制? 超时重传是按时间来驱动的,如果是网络状况真的不好的情况,超时重传没问题,但是如果网络状况好的时候,只是恰巧丢包了,那等这么长时间就没必要。 于是又引入了数据驱动的重传叫快速重传,什么意思呢?就是发送方如果连续三次收到对方相同的确认号,那么马上重传数据。 因为连续收到三次相同 ACK 证明当前网络状况是 ok 的,那么确认是丢包了,于是立马重发,没必要等这么久。 图来自网络 看起来好像挺完美的,但是你有没有想过我发送1、2、3、4这4个包,就 2 对方没收到,1、3、4都收到了,然后不管是超时重传还是快速重传反正对方就回 ACK 2。 这时候要重传 2、3、4 呢还是就 2 呢? SACK 的引入是为了解决什么问题? SACK 即 Selective Acknowledgment,它的引入就是为了解决发送方不知道该重传哪些数据的问题。 我们来看一下下面的图就知道了。 图来自网络 SACK 就是接收方会回传它已经接受到的数据,这样发送方就知道哪一些数据对方已经收到了,所以就可以选择性的发送丢失的数据。 如图,通过 ACK 告知我接下来要 5500 开始的数据,并一直更新 SACK,6000-6500 我收到了,6000-7000的数据我收到了,6000-7500的数据我收到了,发送方很明确的知道,5500-5999 的那一波数据应该是丢了,于是重传。 而且如果数据是多段不连续的, SACK 也可以发送,比如 SACK 0-500,1000-1500,2000-2500。就表明这几段已经收到了。 D-SACK 又是什么东西? D-SACK 其实是 SACK 的扩展,它利用 SACK 的第一段来描述重复接受的不连续的数据序号,如果第一段描述的范围被 ACK 覆盖,说明重复了,比如我都 ACK 到6000了你还给我回 SACK 5000-5500 呢? 说白了就是从第一段的反馈来和已经接受到的 ACK 比一比,参数是 tcp_dsack,Linux 2.4 之后默认开启。 那知道重复了有什么用呢? 1、知道重复了说明对方收到刚才那个包了,所以是回来的 ACK 包丢了。2、是不是包乱序的,先发的包后到?3、是不是自己太着急了,RTO 太小了?4、是不是被数据复制了,抢先一步呢? 滑动窗口干嘛用? 我们已经知道了 TCP 有序号,并且还有重传,但是这还不够,因为我们不是愣头青,还需要根据情况来控制一下发送速率,因为网络是复杂多变的,有时候就会阻塞住,而有时候又很通畅。 所以发送方需要知道接收方的情况,好控制一下发送的速率,不至于蒙着头一个劲儿的发然后接受方都接受不过来。 因此 TCP 就有个叫滑动窗口的东西来做流量控制,也就是接收方告诉发送方我还能接受多少数据,然后发送方就可以根据这个信息来进行数据的发送。 以下是发送方维护的窗口,就是黑色圈起来的。 图来自网络 图中的 #1 是已收到 ACK 的数据,#2 是已经发出去但是还没收到 ACK 的数据,#3 就是在窗口内可以发送但是还没发送的数据。#4 就是还不能发送的数据。 然后此时收到了 36 的 ACK,并且发出了 46-51 的字节,于是窗口向右滑动了。 图片来自网络 TCP/IP Guide 上还有一张完整的图,画的十分清晰,大家看一下。 如果接收方回复的窗口一直是 0 怎么办? 上文已经说了发送方式根据接收方回应的 window 来控制能发多少数据,如果接收方一直回应 0,那发送方就杵着? 你想一下,发送方发的数据都得到 ACK 了,但是呢回应的窗口都是 0 ,这发送方此时不敢发了啊,那也不能一直等着啊,这 Window 啥时候不变 0 啊? 于是 TCP 有一个 Zero Window Probe 技术,发送方得知窗口是 0 之后,会去探测探测这个接收方到底行不行,也就是发送 ZWP 包给接收方。 具体看实现了,可以发送多次,然后还有间隔时间,多次之后都不行可以直接 RST。 假设接收方每次回应窗口都很小怎么办? 你想象一下,如果每次接收方都说我还能收 1 个字节,发送方该不该发? TCP + IP 头部就 40 个字节了,这传输不划算啊,如果傻傻的一直发这就叫 Silly Window。 那咋办,一想就是发送端等着,等养肥了再发,要么接收端自己自觉点,数据小于一个阈值就告诉发送端窗口此时是 0 算了,也等养肥了再告诉发送端。 发送端等着的方案就是纳格算法,这个算法相信看一下代码就知道了。 简单的说就是当前能发送的数据和窗口大于等于 MSS 就立即发送,否则再判断一下之前发送的包 ACK 回来没,回来再发,不然就攒数据。 接收端自觉点的方案是 David D Clark’s 方案,如果窗口数据小于某个阈值就告诉发送方窗口 0 别发,等缓过来数据大于等于 MSS 或者接受 buffer 腾出一半空间了再设置正常的 window 值给发送方。 对了提到纳格算法不得不再提一下延迟确认,纳格算法在等待接收方的确认,而开启延迟确认则会延迟发送确认,会等之后的包收到了再一起确认或者等待一段时候真的没了再回复确认。 这就相互等待了,然后延迟就很大了,两个不可同时开启。 已经有滑动窗口了为什么还要拥塞控制? 前面我已经提到了,加了拥塞控制是因为 TCP 不仅仅就管两端之间的情况,还需要知晓一下整体的网络情形,毕竟只有大家都守规矩了道路才会通畅。 前面我们提到了重传,如果不管网络整体的情况,肯定就是对方没给 ACK ,那我就无脑重传。 如果此时网络状况很差,所有的连接都这样无脑重传,是不是网络情况就更差了,更加拥堵了? 然后越拥堵越重传,一直冲冲冲!然后就 GG 了。 所以需要个拥塞控制,来避免这种情况的发送。 拥塞控制怎么搞? 主要有以下几个步骤来搞: 1、慢启动,探探路。2、拥塞避免,感觉差不多了减速看看 3、拥塞发生快速重传/恢复 慢启动,就是新司机上路慢慢来,初始化 cwnd(Congestion Window)为 1,然后每收到一个 ACK 就 cwnd++ 并且每过一个 RTT ,cwnd = 2*cwnd 。 线性中带着指数,指数中又夹杂着线性增。 然后到了一个阈值,也就是 ssthresh(slow start threshold)的时候就进入了拥塞避免阶段。 这个阶段是每收到一个 ACK 就 cwnd = cwnd + 1/cwnd并且每一个 RTT 就 cwnd++。 可以看到都是线性增。 然后就是一直增,直到开始丢包的情况发生,前面已经分析到重传有两种,一种是超时重传,一种是快速重传。 如果发生超时重传的时候,那说明情况有点糟糕,于是直接把 ssthresh 置为当前 cwnd 的一半,然后 cwnd 直接变为 1,进入慢启动阶段。 如果是快速重传,那么这里有两种实现,一种是 TCP Tahoe ,和超时重传一样的处理。 一种是 TCP Reno,这个实现是把 cwnd = cwnd/2 ,然后把 ssthresh 设置为当前的 cwnd 。 然后进入快速恢复阶段,将 cwnd = cwnd + 3(因为快速重传有三次),重传 DACK 指定的包,如果再收到一个DACK则 cwnd++,如果收到是正常的 ACK 那么就将 cwnd 设为 ssthresh 大小,进入拥塞避免阶段。 可以看到快速恢复就重传了指定的一个包,那有可能是很多包都丢了,然后其他的包只能等待超时重传,超时重传就会导致 cwnd 减半,多次触发就指数级下降。 所以又搞了个 New Reno,多加了个 New,它是在没有SACK 的情况下改进快速恢复,它会观察重传 DACK 指定的包的响应 ACK 是否是已经发送的最大 ACK,比如你发了1、2、3、4,对方没收到 2,但是 3、4都收到了,于是你重传 2 之后 ACK 肯定是 5,说明就丢了这一个包。 不然就是还有其他包丢了,如果就丢了一个包就是之前的过程一样,如果还有其他包丢了就继续重传,直到 ACK 是全部的之后再退出快速恢复阶段。 简单的说就是一直探测到全部包都收到了再结束这个环节。 还有个 FACK,它是基于 SACK 用来作为重传过程中的拥塞控制,相对于上面的 New Reno 我们就知道它有 SACK 所以不需要一个一个试过去,具体我不展开了。 还有哪些拥塞控制算法? 从维基上看有这么多。 本来我还想哔哔几句了,哔哔了之后又删了,感觉说了和没说一样,想深入但是实力不允许,有点惆怅啊。 各位看官自个儿查查吧,或者等我日后修炼有成再来哔哔。 总结 说了这么多来总结一下吧。 TCP 是面向连接的,提供可靠、有序的传输并且还提供流控和拥塞控制,单独提取出 TCP 层而不是在 IP层实现是因为 IP 层有更多的设备需要使用,加了复杂的逻辑不划算。 三次握手主要是为了定义初始序列号为了之后的传输打下基础,四次挥手是因为 TCP 是全双工协议,因此双方都得说拜拜。 SYN 超时了就阶梯性重试,如果有 SYN攻击,可以加大半队列数,或减少重试次数,或直接拒绝。 TIME_WAIT 是怕对方没收到最后一个 ACK,然后又发了 FIN 过来,并且也是等待处理网络上残留的数据,怕影响新连接。 TIME_WAIT 不建议设小,或者破坏 TIME_WAIT 机制,如果真想那么可以开启快速回收,或者重用,不过注意受益的对象。 超时重传是为了保证对端一定能收到包,快速重传是为了避免在偶尔丢包的时候需要等待超时这么长时间,SACK 是为了让发送方知道重传哪些。 D-SACK 是为了让发送方知道这次重传的原因是对方真的没收到还是自己太心急了 RTO 整小了,不至于两眼一抹黑。 滑动窗口是为了平衡发送方的发送速率和接收方的接受数率,不至于瞎发,当然还需要注意 Silly Window 的情况,同时还要注意纳格算法和延迟确认不能一起搭配。 而滑动窗口还不够,还得有个拥塞控制,因为出行你我他,安全靠大家,TCP 还得跳出来看看关心下当前大局势。 最后 至此就差不多了,不过还是有很多很多细节的,TCP 协议太复杂了,这可能是我文章里面图画的最少的一篇了,你看复杂到我图都画不来了哈哈哈。 今天我就说了个皮毛,如有纰漏请赶紧后台联系鞭挞我。 巨人的肩膀 http://www.tcpipguide.com/ https://www.ionos.com/digitalguide/server/know-how/introduction-to-tcp/ https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-tcp-sack/ https://coolshell.cn/articles/11564.html/ https://tools.ietf.org/html/rfc793https://nmap.org/book/tcpip-ref.html

    时间:2020-09-21 关键词: tcp 网络技术

  • 开箱验货,你真的不一定会!

    开箱验货是拆快递? 网购让我们经常收到快递,于是拆快递时“先看外观包装有无破损,再拆包装验证物品”也成了必要环节。 按字面理解,开箱验货就是打开包装验证货物的过程,所以开箱验货类似于拆快递。 那么,你知道通信设备是如何开箱验货的吗?拆快递的“看拆验”这招能否搞定通信设备?要想弄清楚这些问题,我们先得了解通信设备的特点。 通信设备属于贵重物件,搬运时要求轻抬轻放不能倒。所以,小到单板物料的纸箱包装,大到插箱机柜的木箱包装,其包装方式都采用高保护的规格:通常外包装贴有防撞防倾倒等警示标识,内包装采用防静电袋、泡棉、泡沫板等保护物料,这样搬运时就能尽量避免损伤到里面的单板或设备。 了解了通信设备及其包装的特点,我们可以看出:纸箱包装的货物和我们日常收到的快递类似,所以开箱验货比较简单。而木箱包装的货物体积大且质量重,这种开箱验货要复杂些。 下面以中兴通讯传输产品的木箱包装为例,介绍如何通过五个步骤轻松搞定木箱的开箱验货。 收到货物时,先不急开箱。应先核对件数,然后将货物移放到平稳安全的位置,并检查货物外观有无破损。 核对件数 收货时,应由工程督导、监理、施工三方共同核对件数。如无异常,按实收件数签收确认,如有误差,立刻联系货运经理,由货运经理给出处理方式。 转运货物 将货物转运到平稳安全的位置,便于后续货物开箱。 使用电动叉车转运木箱 将电动叉车的货叉调节到木箱栈板空隙处的中间位置,将货叉从木箱侧面缓慢向前插入,避免擦伤木箱。将木箱置于货叉上搬运到指定位置。 注意事项: 操作电动叉车时,人员禁止站立在电动叉车的正前方。 操作电动叉车时,应保持匀速的升降,避免骤起、骤停或骤落。 使用手动叉车转运木箱 在平地上将木箱搬运至适合拆卸外包装的规范位置。 使用重载型平板车转运木箱 使用两台重载型平板车转运木箱时,应将木箱两头放置在不同的平板车上。 使用一台重载型平板车转运木箱时,应将木箱放置在平板车中间,避免木箱倾斜。 通过人工搬运木箱 若条件限制只能依靠人工搬运时,建议至少由8人一起搬运,机柜前后侧各2人,左右侧各2人。 注意事项: 搬运中若发生倾斜翻转时,操作人员应先自我保护。 检查外包装 (倾倒标签) 注意事项: 收货时出现货损和上述异常,需及时拍照保留好货损现场,外包装箱和内部包装辅料需保持原样,立刻联系货运经理或质量经理,由货运经理或质量经理给出处理办法。 环境准备: 在机房未装修好或户外安装条件不具备时,禁止拆除设备(例如机柜、插箱和单板)包装箱,防止机房装修灰尘或户外灰尘等异物污染设备。 设备包装箱必须在设备的安装位置附近才能按规范拆除。 推荐木箱四周预留120 cm的操作空间,便于拆除木箱。 设备运输到现场拆除包装箱后,设备的挪动和临时停放都必须注意保护。例如设备临时停放时,底部要垫纸箱等缓冲材料,避免与地面和周边物体直接擦、磕、碰。 取出包装箱中的部件清单、技术文件和设备需要安装的公共货物等。 核对并记录物品的名称、数量。 复验设备有无损伤或划伤。如有问题,应联系货运经理或质量经理,由货运经理或质量经理给出处理办法。 清点完毕之后,看看有无遗漏。如有漏发或错发,应及时与发货方联系。 开箱后的杂物需清理干净。 相关工具放到指定位置。 设备拆除包装箱,安装和上电时间要求如下: (1)安装至中心机房设备时,从拆除包装箱到安装上电,要求不超过7*24小时。 (2)安装至远端机房或户外环境时,从拆除包装箱到安装上电,要求不超过3*24小时。 其实,通信设备的开箱验货方法都是大同小异。 通用技能都是看外观拆包装验物品这样的招数,只是不同厂家不同产品的通信设备会有一些特定的验收标准和注意事项。所以开箱验货时,我们需要重点关注和了解验收标准和注意事项,这样有助于帮你轻松搞定开箱验货,你学会了吗? 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-09-18 关键词: 通信设备 网络技术

  • F5G,没有那么玄乎!

    ▉ 什么是F5G? F5G,就是The 5th generation Fixed networks,第五代固定网络。 ▉ F5G之前,是不是有F1G~F4G? 事实上,在F5G提出来之前,并没有F1G~F4G。当F5G提出后,专家们就把此前的固网技术做了一个“对号入座”,定义了F1G~F4G。 从F1G到F5G,区别如下: ▉ F5G是怎么来的? 在2019年之前,这个世界上还没有F5G。 2019年,眼瞅着5G高速发展,固网专家们认为,移动通信领域有ITU、3GPP、GSMA三个国际组织在协调行动,其中ITU负责技术研究和频谱分配,3GPP负责代际定义和标准制定,GSMA承担产业合作与发展。三者合作,造就了移动通信产业和5G的辉煌。 反观固网领域,ITU、IEEE、ETSI、BBF、OIF等组织各管一摊,没有形成紧密的协同机制,也没有给出清晰的代际划分和演进路线图,在很大程度上阻碍了固网技术及其应用的发展。 于是,他们决定,搞一个新组织,牵头固网技术的协调发展,推动技术的标准化。 2019年下半年,包括中国电信、中国信通院、华为、意大利电信、葡萄牙电信在内的10家公司,共同倡议成立F5G工作组。 这个倡议在12月份得到了ETSI(欧洲电信标准协会)的批准。 2020年2月,ETSI宣布成立ETSI F5G ISG(ISG:行业规范组)。该工作组的启动会议于2月20日至21日举行,小组成员选举Luca Pesando博士(意大利电信)担任主席,来自中国电信研究院的蒋铭博士担任副主席。 ETSI F5G ISG组织架构 (图片拍摄于CIOE中国光博会现场论坛蒋铭博士的演讲,下同) 目前,ETSI ISG F5G已经有7个WI(标准研究项目),Release-1大约会在今年年底发布。F5G的第一本白皮书,估计也会很快和大家见面。 ETSI ISG F5G工作进展 F5G组织的膨胀速度也比较快。截止到2020年8月,成员已经达到了45家。 F5G组织成员 ▉ F5G的产业愿景和关键特征是什么? ETSI F5G ISG成立之初,就提出了“光联万物(Fibre to Everywhere)”的产业愿景。 同时,他们还定义了FFC、eFBB、GRE这三个F5G关键特征: FFC(full-fiber connection,全光联接) 利用全面覆盖的光纤基础设施,帮助光纤业务边界延伸到每个房间、每个桌面、每台机器,全力拓展垂直行业应用。业务场景扩展10倍以上,连接数提升100倍以上,实现每平方公里10万级联接数覆盖。 eFBB(enhanced fixed broadband,增强型固定宽带) 借助更先进的技术,实现网络带宽能力提升十倍以上,实现上下行对称宽带能力,实现千兆家庭、万兆楼宇和T级园区。 GRE(guaranteed reliable experience,极致体验) 支持0丢包、微秒级时延、99.999%可用率。配合AI智能运维,满足家庭及企业用户的极致业务体验要求。 总之,F5G具备确定性大带宽、海量连接、低时延和零丢包的特点,可以通过广泛的覆盖来提供高品质的网络连接服务。 ▉ F5G的代表性技术是什么? 10G PON、Wi-Fi 6、200G/400G、OXC、NG OTN等。 10G PON:目前正在普及的无源光网络技术。现在很多省份主推的千兆家庭宽带,就是基于10G PON技术。详情可以看这里: PON简史 Wi-Fi 6:不用解释了吧? 注:顺带提一下,现在运营商和设备商经常提的“三千兆”,是指“千兆5G+千兆WiFi+千兆宽带”。千兆WiFi就是Wi-Fi 6,千兆宽带是10G PON(虽然名字叫10G PON,但用户侧速率是1Gbps)。 200G/400G:天天喊的400G。主要是指骨干承载网要进一步推进单波大带宽的落地。 OXC:光交叉连接(optical cross-connect)。现在运营商都在推动ROADM网络( 详情 )向OXC全光交叉网络的升级,以全光背板替代ROADM日益复杂的连纤,实现无纤化、光端口全互联。说白了,全光网2.0。 NG OTN:下一代OTN(光传送网)。中国电信捣鼓的M-OTN就是这个东西,加强版的OTN,时延更低、效率更高,支持无损带宽调整,更智能。 ▉ F5G和5G有什么关系? F5G和5G是不同的概念,两者之间没有归属关系。也就是说,F5G不属于5G,5G也不属于F5G。 有人说,“5G是天上的网络,而F5G是地上的网络”。这种说法虽然不是很严谨,但也有一定的道理。 5G是移动通信网络技术,重点在于无线,主要服务于手机等移动终端接入。 而F5G是固定通信网络技术,重点在于有线,主要业务是固网光纤宽带接入。 F5G和5G有一部分技术和网络是共用的。F5G可以与5G有效协同,互相补全,提升用户网络感知。 ▉ F5G和全光网有什么关系? 很多人认为F5G就是全光网,只不过是换个名字而已。 我个人不太认同这种说法。我觉得,不管是全光网,还是现在更多提及的全光网2.0,都不能够完全等同于F5G。 全光网的叫法,是高级版的“光进铜退”,那时候主要是推动接入网的光纤化,FTTH(光纤入户)之类的。除了接入网之外,全光网也强调汇聚层、骨干层的全光化。 全光网2.0,除了节点之间的传输线路光化之外,更强调传输节点的全光交换,彻底消灭光信号和电信号的转换。全光网2.0依赖的,是ROADM和OXC技术。 相比来说,F5G是一个更加全面的概念,是一个端到端的概念。它应该包括了全光网(2.0),在它之上。至少在Wi-Fi 6这一点上,全光网是不包括Wi-Fi 6的。 ▉ F5G有什么意义? 先丢两组数据: 根据中国社科院预计,2019-2025年间,F5G每年直接创造的经济增加值达到1026.88 亿元,创造间接经济价值2223.03 亿元。 来自世界银行的研究报告显示,宽带普及率每提升10%,就能为社会带来最高1.38%的GDP增幅。 说白了,一切都是为了经济效益。 我们现在天天喊5G,其实,一切通信网络的根基,还是以光通信为代表的基础承载网络。对于我们用户端来说,不管你是用的5G数据业务,还是Wi-Fi 6业务,后面都是光网络。 所以,全光网是个好东西,基于全光网的F5G和5G,都是好东西。 大家天天吹5G的应用场景,其实,5G的应用场景基本上都可以照搬到F5G上。甚至说,F5G比5G可能会更胜一筹。 F5G和5G共同承担着赋能百行千业的使命,在家庭、交通、教育、医疗、能源、金融、工业制造等各个领域,有巨大的市场需求,也有广阔的应用场景。 在新基建的大潮下,F5G和5G相互配合会是一种常态。它们不仅会极大地改善我们普通用户的生活体验,更能够推动行业数字化转型,为社会经济高质量增长做出贡献。 —— The End —— 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-09-18 关键词: 5G 网络技术

  • 公有云+5G核心网,狼真的来了吗?

    近日,西班牙电信德国公司(Telefonica Germany)宣布,他们正在和爱立信、AWS合作,准备在公有云上部署爱立信提供的5G核心网(以下称“5GC”),预计将在2021年商用。 消息一出,业界震动。 虽然电信业一直在讲NFV、核心网云化,但此前相关实践都集中在新兴运营商和专网应用上,供应商主要是IT侧厂商,底层硬件基本是私有云。 这是第一次有国际主流运营商把传统设备商的核心网部署在公有云上,创造了通信网络云化的三个“第一”: 第一个部署云原生5GC的主流运营商,第一家提供5GC公有云部署支持的传统设备商,第一家承载规模商用5GC的公有云厂商。 本文将就这一事件,进行深度分析和研判。 ▉ 理想中的5GC 3GPP规范中的5GC,设计之初的目标,就是希望成为云原生应用。 从架构上来说,转发和控制分离的5GC,就是一个有着云原生控制器的SDN网络。 5GC的系统架构 控制面的SBA架构,就是IT领域常讲的微服务架构。5GC新引入的NRF,就是微服务架构中的注册中心。 5GC各服务之间的信令,采用的是IT领域通用的http2协议,而非此前核心网常用的diameter等专用协议。 5GC的各个服务,在设计上就是无状态的,因此可以随时在服务器之间无缝迁移。 控制面采用云原生部署,而转发面UPF,因为功能非常单一,采用白盒转发设备也完全可行。 这样的架构设计,使5GC实现了充分解耦,支持分布式部署,从而帮助5G网络支持两大杀手级特性——边缘计算和网络切片。 ▉ 现实中的5G核心网 理想很美好,但现实往往很骨感。 目前,国内已经有不少省份部署了5GC,并且承载了业务。从现场反馈来看,主要存在以下几个问题: 一、通用硬件适配性不足。 某运营商在某省部署A厂的5GC,硬件方面采用A厂的服务器(包括虚拟化层和操作系统),B厂的交换机以及C厂的磁盘阵列。 虽然这已经是一个缩水版的硬件解耦(因为最关键的服务器和中间件都是A厂自己的,连两层解耦都算不上),但部署过程中还是出了一大堆问题。 其中大部分问题,都是硬件驱动的问题。虽然驱动问题是小问题,但小问题多了,就是大问题。 而之所以会有这么多小问题,归根结底还是当前通信产业链的开放程度不足。 反观IT领域,一个典型IDC中涉及的厂商更多,所需要的驱动也更多,但异厂商不兼容的问题却少得多。 二、未能融入云原生的生态。 从高度集成的单体架构转向云原生,随着解耦的充分,必然带来复杂度的提升。例如Netflix的整体IT架构,就是由数千个互相依赖的微服务组成。 知名流媒体平台Netflix的复杂架构 这种新增的复杂性,需要有效的管理。 目前5GC开局和运维的复杂程度被广为诟病,一是因为运营商维护人员本身技能和意识都还在转型中,没有从传统网络维护完全转向云原生应用维护。二是因为厂商提供的核心网本身开放性就很差,未能和云原生领域成熟的全套DevOps工具链相结合,其配套的网管还是按传统思路在做。 这就好比马达换成了特斯拉的马达,但整套控制系统还是传统燃油车的,自然给运营造成了较大困难。 三、转发控制分离不彻底。 在5GC中,UPF和控制面之间的N4接口是由3GPP定义的。但因为各种原因,N4接口的解耦并不充分。 目前,第一批商用的5GC控制面和UPF均是同厂商,UPF仍然是专用设备。 考虑到未来UPF会下沉到大量边缘节点,UPF白盒化和异厂商兼容,对运营商来说是一个刚需。 因此,我们可以看到三大运营商均在大力推动N4接口解耦,并且已经取得了一定成果。 ▉ 西班牙电信的方案 目前来看,西班牙电信和爱立信的官方消息更多是商业性质的宣传,对于具体的技术方案,并没有进行披露。 但是,AWS今年发布的白皮书《AWS使能5G演进:构建可扩展、安全、可靠、高效的云原生核心与边缘网络》中,却对相关部署方案有较为详细的阐述。初步预计,西班牙电信的整体技术方案会以此为蓝本。 从总体架构来说,5GC的控制面功能会承载于AWS区域的中心机房(AWS Region),而UPF以及5G NR的CU部分控制面,可以通过部署在边缘节点的AWS Outpost承载。 AWS Outpost,是AWS推出的可以部署在客户侧机房的一体化机柜。 这个机柜内部根据客户订单预集成了服务器和交换机,运送到客户机房后,连通电源和网络即可使用。 尽管Outpost部署于客户机房,但其本身是AWS公有云服务的一部分。客户对设备本身不享有产权,也不负责设备的维护。 Outpost通过专线或者public VPN与AWS Region连接,在逻辑上作为AWS Region的延展。 对于控制面,AWS推荐的是EKS(亚马逊的托管版K8S)承载。其在白皮书中,详细描述了如何通过水平扩展来应对5GC的高性能需求。 而对于转发面,AWS推荐的是虚拟机承载(转发能力达100Gbps,支持SR-IOV、DPDK等的网络优化实例)。 鉴于AWS目前采用的Nitro虚拟化技术,通过讲虚拟化的相关负荷卸载到专用硬件板卡上,基本实现了虚拟机性能等价于物理机。 因此,从性能上讲,也可以看作是物理机在直接承载。 考虑到西班牙电信的业务需求,不排除用白盒交换机作为UPF,实现Tbps级别转发(例如Facebook自研的白盒交换机,由4块至强CPU加上高性能转发ASIC组成,基本上等同于高性能服务器插上了Tbps级别的转发ASIC,完全可以满足UPF需求)。 值得注意的是,AWS并未针对5GC的部署推出任何定制化产品,整个方案用到的组件全部是AWS的成熟产品。 这也就意味着,AWS现有运维和DevOps工具链可以完美适用于AWS承载的5GC。运维这样的5GC,将和运维任何一个AWS上的IT应用一样简单。 在白皮书中,AWS还专门讨论了如何将其总结的云上运维最佳实践框架应用于5GC运维。从相关内容看,在AWS眼中,5GC作为一个云原生应用和其它云原生应用的共性远远大于特性。 目前,AWS和运营商合作的MEC产品Wavelength,已经在多地试商用,为MEC应用的开发者提供和在AWS Region上进行应用开发相一致的体验和工具链。 如果西班牙电信此次真的能把5GC放在AWS上,它的5G行业解决方案将取得巨大的规模优势。 ▉ 步履蹒跚的网络云化 网络云化已经提出很多年了。 通信行业一直在说NFV和SDN,5G在相关技术架构上也基本体现了云原生的设计理念。但即使是各大厂商交付的最新5GC设备,对云原生的支持和其本身的开放程度仍然不足。 在笔者看来,这无外乎三个原因: 一、即得利益者对改革的抵触非常大。 进一步说,就是以四大设备商为首的力量,非常抗拒网络云化导致的生态开放趋势。毕竟要论利润率,肯定还是封闭最好。 当然,面对潮流,大家也不能全然无动于衷。 目前的形势,是在传统领域实力越弱的企业,改革的步伐越大。 例如诺基亚,目前应该是四巨头里面唯一一个把基站前传的eCPRI接口都开放给运营商的设备商,好像也是最早在5G基站芯片中推广FPGA的设备商。 可惜,早走一步是先驱,早走两步就成了烈士。因为FPGA的性能和成本问题,诺基亚产品性价比落后,最终导致股价大跌。 爱立信相对在技术路线上比较稳健,但最近也在加快向云原生演进。 这次爱立信愿意配合把产品部署在公有云上,也说明了他的态度。 至于无线领域当之无愧的大哥,一直以性能和成本为由批判云原生理念,继续推销自己不解耦或者假解耦的方案,以此来全方位服(suo)务(ding)客户。 二、整个行业对网络云化认识仍然不到位。 很多人说运营商的员工技能不行,无法胜任云原生网络的运维。 但其实更重要的是态度问题。 IT的技能并不比传统通信更复杂,只要愿意学,转型不是问题。问题在于很多人压根就不认为云原生代表未来,认为还是高度耦合的一体化方案性能好,其他都是吹牛。 欧美运营商解决这个问题的方案比较粗暴。比如AT&T,就是全员学习,然后年纪大不学习的员工裁掉。我国运营商相对来说比较温和,主要还是以鼓励内部学习和人员自然迭代为主。 三、泛政治化带来的阴影。 目前,除了思科还在无线市场占有一定份额之外,美国已经没有无线设备商了。 为了实现MAGA(Make America Great Again)的愿景和打压华为,美国政府出面鼓吹open-RAN的同时,又把全球无线设备最大的生产国和消费国——中国排斥在外。 这样既人为割裂了技术社区,也给技术选型强加了政治因素。从长远上看,对网络云化的发展负面影响是相当大的。 ▉ 结语 沉舟侧畔千帆过,病树前头万木春。 核心网的云化是大势所趋,整个通信网络都在朝这个方向发展。 几日前,阿里巴巴XG实验室和浙江联通合作的5G轻量级核心网,在浙江舟山港落地。这也是一个强烈的信号,不仅国外的竞争对手会行动,国内的厂商也不会错过网络云化的机会。 相信随着5G建设的不断深入,产业互联网会诞生更多的网络云化需求。核心网的市场格局,将发生翻天覆地的变化! —— The End —— 本文仅代表作者观点,不代表鲜枣课堂观点。 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-09-14 关键词: 5G 网络技术

  • 字节跳动新增作业批改相关专利,老师们能因此解放吗?

    最近,有关字节跳动全员发奖金的传闻让上班族们羡慕不已,据网友爆料的字节跳动内部邮件显示,2020 年 7 月 1 日至 8 月 31 日期间工作日出勤≥26 天的字节跳动全职员工可获得奖金。发放金额为 2020 年 8 月的月固定薪酬的 50%。字节跳动还在邮件里说明为啥发这笔奖金:“过去一段时间,我们共同面对着全球新冠疫情、宏观环境变化等挑战。为了感谢大家在这段时间里共同努力克服困难,公司将向所有符合条件的同事发放奖金。”看看,有这样爱发钱的老板,员工还有什么理由不努力工作呢!随即,9 月 8 日字节跳动就公布了一项新专利,用于教育领域。 企查查 App 显示,9 月 8 日,北京字节跳动网络技术有限公司公开一项名为 “一种作业批改方法及装置”的发明专利,申请日为 2020 年 6 月 23 日。 专利摘要显示,该专利提供了一种作业批改方法及装置,包括:获取用户端实时拍摄的目标视频中的关键视频帧;所述目标视频为教师批改作业的视频;针对每一个所述关键视频帧,识别所述关键视频帧中的题目相关信息,并确定对应同一目标页面的多个关键视频帧;将对应同一目标页面的多个关键视频帧中的题目相关信息进行聚合处理后,确定所述目标页面对应的至少一个目标题目的批改结果。 21ic家注意到,从专利摘要的描述来看,貌似这个专利是针对辛苦批改作业的老师们设计的,要知道,老师们非常机械又繁琐的一项工作就是批改作业,要是能有一个智能助手,像老师一样,具备发现错误的火眼金睛,同时又能快速准确的完成批改,那将大大减轻老师们的日常工作。 教育是字节跳动新的业务拓展方向,据了解,张一鸣就亲自负责这一新战略方向。8 月份,字节跳动上线了两款教育 App,分别名为 “学浪”和 “清北小班”。抖音、今日头条、西瓜视频此前宣布推出 “学浪计划”,三方会投入百亿流量,扶持平台教育创作者。 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2020-09-14 关键词: 字节跳动 网络技术

  • 现场总线网络技术在汽车中的应用

        随着计算机技术、通讯技术、集成电路技术的飞速发展,以数字现场总线为代表的现场仪表、设备大量应用,使得传统的现场控制技术及现场控制设备发生了巨大的变化。繁琐的现场连线被单一简洁的现场总线网络所代替,信号传输质量也大大提高,汽车也开始步入网络时代。   按照对汽车行驶性能作用的影响划分,可以把汽车电子产品归纳为两类:一类是汽车电子控制装置,包括发动机、底盘、车身电子控制。一类是车载汽车电子装置,包括汽车信息系统、导航系统、汽车音响及电视娱乐系统、车载通信系统、上网设备等。   在汽车电子控制装置方面的应用   汽车日益电子化,相关电子设备开始大量应用,这必然将导致汽车布线更长更复杂,而运行可靠性降低、故障维修难度增大。特别是电子控制单元的大量引入,为了提高信号的利用率,要求大批的数据信息能在不同的电子单元中共享,汽车综合控制系统中大量的控制信号也需要实时交换,传统线路已远远不能满足这种需求。在汽车电子网络中,各电子设备之间采用了数字式串行通讯,一对总线上有多个设备。这种网络化的设计,简化了布线,减少了电气节点的数量和导线的用量,使装配工作更为简化,同时也增加了信息传送的可靠性,实现了车内的电子设备在分布应用中信息和资源共享,通过数据总线可以访问任何一个电子控制装置,读取故障码对其进行故障诊断,使整车维修工作变得更为简单。   目前电子技术发展的方向向集中综合控制发展:将发动机管理系统和自动变速器控制系统,集成为动力传动系统的综合控制(PCM);将制动防抱死控制系统(ABS)、牵引力控制系统(TCS)和驱动防滑控制系统(ASR)综合在一起进行制动控制;通过中央底盘控制器,将制动、悬架、转向、动力传动等控制系统通过总线进行连接。控制器通过复杂的控制运算,对各子系统进行协调,将车辆行驶性能控制到最佳水平,形成一体化底盘控制系统(UCC)。现在汽车已装有上百个传感器,微处理器几十个,某些高端汽车上单台车使用的CPU个数已达到几十甚至百个。在汽车更加舒适的基础上,如何使汽车更加自动化、智能化、安全化,使得网络在汽车电子系统中的地位更加突出,通讯线将各种汽车电子装置连接成为一个网络,通过数据总线发送和接收信息。电子装置除了独立完成各自的控制功能外,还可以为其它控制装置提供数据服务。采用网络技术后,不但共用所有传感器,还可以共用其他设备,如进行了环形网控制,几十个微机,就是个别出现问题,整车还可以正常运行。所以网络在汽车应用中不但增加了许多功能,而且还大大增加了可靠性。为适应汽车网络控制的需要,更好地在各控制系统之间完成交流信息、协调控制、共享资源及标准化与通用化。   在车载汽车电子装置方面应用   汽车信息系统、导航系统、汽车音响及电视娱乐系统、车载通信系统、上网设备等引入,使汽车具备了流动办公、学习培训、安全行驶和休闲娱乐的功能,人们在驾驶汽车时可以更舒适、安全。利用车载电子系统,具有信息处理、通讯、导航、语言识别、图像显示和娱乐等功能。顶尖的人工智能技术以及网络技术,使人们在汽车内能悉心体会是什么给我们的驾车生活创造乐趣。现在业内公司正在做着不懈的努力,如Auto PC,它安装在一台名为超豪华概念车的仪表板上,属于开放式结构的轿车微机平台。集轿车音响功能、计算机功能、行路导航功能、语音识别式无线通讯系统功能等于一体,并以轿车技术为核心,为轿车提供了信息和娱乐设施,实现了驾驶者安全驾驶过程中自由接收电子邮件、打电话拨号、查询特殊目的地、接收交通和气候信息以及改选音乐唱片等工作。另外其它公司开发的轿车PC平台技术中,使用了通用串联总线(ISB),使该平台就能够兼容所有其USB产品,为其硬件和软件商提供了无穷的发展机会。通用汽车公司宣布,进行带有因特网接口,同时具备语音识别功能的新型“网络”汽车的研究开发。福特公司与微软和英特尔公司合作,开发出“ICES”的汽车PC多媒体系统,具有信息处理、通讯、娱乐和安全、防盗等方面功能。提供国际互联网接口、增加了紧急服务,该系统能够“听懂”并完成驾驶者善于在已有的电子地图上增加新的线路方面的指令,以保持地图的实用性。另外,该系统使用了语音识别技术和远程紧急卫星通信技术,汽车操纵将变得更加轻松和有趣。   网络化使汽车电子技术发展的必然趋势   由于汽车电子技术功能的日益强大和系统的日益复杂化,汽车电子设备发展的一个重要趋势是大量使用微处理机来改善汽车的性能。随着电控器件在汽车上越来越多的应用,车载电子设备间的数据通信变得越来越重要。为了进一步提高行驶的经济性、安全性,温度及车速等信息必须在不同控制单元间交换。大量数据的快速交换、高可靠性及实用性是对汽车电子网络系统的要求。   今天,“汽车音响”、“导航系统”、“电子信息”是相对独立的系统,而在明天,但这些领域是不可分割的。明天的车载电子娱乐系统将通过导航与电子信息功能来重新评定,汽车的普通元器件通过汽车电脑与各种音像设备、电话、卫星、全球定位系统等装置密切地融为一体。不久的将来,汽车导航、网络功能和音响等组合将成为每辆车的基本装备。作为集成零部件的一部分,汽车导航和电子信息将是自由流动的基础。

    时间:2020-09-09 关键词: 现场总线 网络技术

  • 我国5G技术研发试验进展:明年年中启动第二阶段网络技术测试工作

      在IMT-2020(5G)推进组的组织下,我国企业、高校和科研机构全方位开展5G研发,在5G需求、技术及频谱领域取得了一系列的研究成果,有力地推动了全球5G技术、标准的发展。目前已完成5G愿景与需求研究并获得全球广泛共识,在业界率先明确5G技术路线及核心关键技术,并发布5G无线和网络技术架构。当前,5G标准化工作已经启动,我国于2016年1月正式全面启动5G技术研发试验,我国5G技术研发试验对外企开放,目前参加单位包括中国信息通信研究院、中国移动、中国联通、中国电信、日本都科摩、华为、中兴、大唐、爱立信、三星、诺基亚和上海贝尔、英特尔、高通、展讯、罗德施瓦茨、是德科技、星河亮点等国内外企业,涵盖运营商、设备制造企业、芯片和仪表企业等产业链的各个环节。国内外企业共同参与,有利于推动5G关键技术标准共识达成,为5G产业链的构建奠定基础。   我国5G技术研发试验总体目标及工作计划   我国5G技术研发试验的总体目标是通过5G试验,促进5G核心关键技术成熟,推动5G技术研发;验证5G技术方案设计,开发满足ITU性能指标的5G技术概念样机,为5G产品研发奠定基础;构建全球化的5G联合试验平台,促进全球统一的5G国际标准形成。   基于ITU和3GPP确定的5G工作计划,结合全球主要企业的5G研发计划,我国5G试验分两步实施,第一步为5G技术研发试验(2016年~2018年),主要目标是支撑5G国际标准研制,第二步为5G产品研发试验(2018年至2020年),主要目标是基于3GPP标准的第一版本,开展5G预商用测试。当前主要面向5G技术研发试验开展工作,我国的5G技术研发试验总体规划为三个阶段:   第一阶段(2016年1月~2016年9月)5G关键技术验证阶段   本阶段主要目标是通过对5G单项关键技术样机的测试,评估5G候选关键技术性能,推动5G关键技术标准共识达成,此阶段测试对象为业界主流企业研发的关键技术试验样机。   第二阶段(2016年6月~2017年9月)5G技术方案验证阶段   本阶段主要面向ITU确定的5G性能指标,基于不同厂商提出的5G技术方案开发的5G概念样机开展测试,验证不同厂商的5G技术方案性能,支撑国际标准制定。本阶段将制定统一的设备规范和测试规范,利用第三方测试仪表,在统一的试验环境下开展单基站性能测试。   第三阶段(2017年6月~2018年10月)5G系统验证阶段   本阶段的主要目标是通过多基站高低频混合组网,构建5G典型应用场景,开展5G系统的组网关键技术验证,评估5G系统在组网条件下的性能,同时,开展5G典型业务演示,为后续的5G试商用奠定基础。   我国5G技术研发试验进展   我国5G技术研发试验于2016年1月启动, 截至2016年9月15日,在推进组的组织下,国内外移动通信设备制造商、运营商和科研机构通力合作,已顺利完成了5G技术研发试验第一阶段测试工作。   一、5G无线关键技术测试进展   华为、大唐、中兴、爱立信、诺基亚/上海贝尔、三星、英特尔等共7家国内外企业完成了第一阶段测试工作,涉及的无线关键技术包括大规模天线、新型多址、超密集组网、高频段通信、新型多载波、先进编码调制和全双工等。   大规模天线阵列是提升5G系统频谱效率最有效的手段,MIMO技术在4G系统中已经得到了广泛应用,面对5G传输速率与系统容量方面的挑战,天线数目的进一步增加将是5G技术重要的演进方向。基于华为、中兴、大唐大规模天线阵列的试验样机的性能测试结果,通过将天线端口数增加至64~128,相比于LTE-A,可实现3~4倍的频谱效率提升,结合新型多址、先进编码等关键技术,可满足ITU频谱效率指标3~5倍提升需求。面向商用的低成本大规模天线系统将是后续重要的研究方向。   新型多址技术作为创新性的5G技术方向,通过将多个用户信息叠加在相同的时频资源上进行传输,在接收端利用先进的接收算法分离用户信息,不仅可成倍提升系统的接入容量,还可有效提升系统频谱效率。在试验中,通过对华为稀疏编码多址接入(SCMA)、中兴多用户共享接入(MUSA)和大唐图样分割多址接入(PDMA)概念样机的性能测试,相对于现有LTE系统,新型多址技术可以将系统的上行用户接入容量提升至3倍,下行小区平均吞吐量增益可达86%以上,但新型多址技术接收机的复杂度较高,尤其与大规模天线、高阶调制相结合的情况下,因此,低复杂度接收机算法研究将是后续的研究重点。   高频段通信作为未来5G重要的技术方向,在满足5G峰值速率和系统容量指标方面将起到重要的支撑作用,因此,受到业界主流企业的广泛关注。通过对爱立信、华为、三星、中兴、诺基亚和上海贝尔等公司的高频段试验样机进行测试,初步验证了高频段技术方案支持大带宽高速率数据传输的能力,同时,也验证了高频段非视距传输的性能。利用高频段大带宽可满足10~20Gbps的ITU峰值速率指标要求。   新型多载波技术通过滤波处理来降低带外泄露,可以更有效支持基于不同子带的异步传输。通过对华为、中兴、爱立信和上海贝尔新型多载波技术方案的测试,验证了新型多载波技术性能,相对于OFDM技术,新型多载波可以充分利用系统保护带宽进行数据传输,可获得更高的频谱使用效率,同时,面对5G不同场景及业务需求,可将系统带宽划分为不同子带,不同子带采用不同的技术方案进行异步传输,对系统性能不会产生影响。   先进编码调制技术测试主要验证了极化码的性能,极化码是一种新型编码方式,也是当前3GPP标准制定中的一种候选编码技术方案,通过对华为极化码试验样机在静止和移动场景下的性能测试,针对短码长和长码长两种场景,在相同信道条件下,相对于Turbo码,可以获得0.3~0.6dB的误包率性能增益,同时,华为还测试了极化码与高频段通信相结合,实现了20Gbps以上的数据传输速率,验证了极化码可有效支持ITU所定义的三大应用场景。   全双工技术是一种新型的双工技术,通过高效的自干扰消除方案,可以实现同时同频全双工收发,因此,全双工技术的核心是自干扰消除,通过对华为全双工实验样机的测试,在20MHz带宽,2天线收发条件下,可以实现113dB的自干扰消除能力。   超密集组网通过更加密集的无线网络基础设施部署,可以获得更高的频谱复用效率,从而在局部热点区域实现百倍量级的系统容量提升,是满足2020年及未来移动数据流量需求的主要技术手段。通过对大唐超密集组网试验样机的测试,验证了超密集组网中的虚拟小区等关键技术在满足系统容量,提升用户体验速率等方面的优势,在100MHz带宽条件下,在覆盖面积300m2情况下,可实现系统吞吐量3.3Gbps,可等效实现流量密度约11Tbps/km2,可满足ITU流量密度指标要求。   二、网络关键技术测试进展   华为、中兴通讯、大唐、爱立信、诺基亚/上海贝尔和英特尔六家公司完成了网络关键技术测试。涉及的网络关键技术包括网络切片、移动边缘计算、控制和承载分离、网络功能重构等。   网络切片技术,通过切片技术能够改变原有网络刚性管道模式。切片模板、切片生命周期管理、多切片接入、切片共享和切片运行维护方面等功能已基本成熟,能够实现基于5G场景和需求灵活构建不同特性网络切片的能力。   控制和承载分离,相比与传统网络可实现控制功能和转发功能的完全分离,网络功能可以按需编排和重构,从而满足不同场景差异化要求。   网络功能重构,5G网络设备能够基于虚拟化技术实现,硬件平台采用通用x86服务器,云管理系统基于开源技术。基于虚拟化技术的网络设备在计算性能和通信性能上较专用硬件有一定下降,但是在资源利用效率上更加灵活和高效。   移动边缘计算,5G网络中移动边缘计算技术能够实现业务的本地路由、阻断、透传、限速、计费以及切换等功能,可以有效降低业务时延,提高视频类业务的用户体验。   三、5G技术研发试验第二阶段测试计划   5G技术研发试验第一阶段测试已顺利结束,IMT-2020(5G)推动组已于2016年6月启动了第二阶段测试规范的起草工作,计划10月份完成无线关键技术测试规范的制定,2016年年底前将启动第二阶段无线技术测试工作,2017年年中将启动第二阶段网络技术测试工作。   5G技术研发试验第二阶段测试将基于统一平台、统一试验频率、统一的设备和测试规范开展,面向连续广域覆盖、热点高容量、低时延高可靠和低功耗大连接等5G典型场景,验证不同厂商技术方案的功能和性能。并且,还将开展5G核心网增强和无线接入网关键技术方案测试。此外,还将重点推动系统、芯片和仪表厂商合作开展多方对接测试,培育5G产业链。

    时间:2020-08-20 关键词: 移动通信 5G 网络技术

  • 全球首个FDD NR 40MHz创新解决方案落地深圳

    全球首个FDD NR 40MHz创新解决方案落地深圳

    近日,华为携手深圳电信率先实现了全球首个FDD NR 40MHz创新解决方案试点,通过FDD 2100MHz频段发挥覆盖优势,FDD NR最大化频谱效率,进一步实现了5G TDD与FDD协同组网,在共建共享的场景下,打造极致体验的5G网络。该试点属于深圳电信5G先行示范区的建设计划,通过试点双方就5G目标网络的验证又迈进了一步。 据悉,该试点基于FDD 2.1GHz的40MHz频谱资源,以及4T4R规格5G RRU进行性能测试验证。使用2T4R的终端CPE N5368X,在独立组网模式下,单用户实测上行峰值速率可达479Mbps,下行速率可达901Mbps。 (深圳电信TDD+FDD协同组网站点:C-Band+2.1GHz FDD NR@40MHz) 5G建网的新趋势从TDD的规模部署走向TDD+FDD的多频协同部署,FDD频段基于上下行均衡的频分发送模式,上行覆盖、体验将不会受限。另外,对于室内深度覆盖,FDD将提供更好的覆盖能力。且TDD+FDD协同部署,通过载波聚合以及超级上行等技术将促进5G连续极致体验,及构筑行业应用能力。 在3GPP R16标准中,定义了FDD NR 40MHz大带宽小区,进一步提升了用户体验和频谱利用率。 FDD NR相对FDD LTE在体验和覆盖上有明显优势: ◆ 在体验上,40MHz频谱资源下,FDD NR平均下行体验速率大概是LTE的2倍。若LTE终端不支持2.1GHz 2CC CA,NR的体验将是LTE体验的4倍。NR采用f-OFDM,频带内两边保护带更小,使得同样带宽下可用RB(Resource Block)资源更多。NR协议开销更低且CRS free无CRS干扰。综上,FDD NR有更优的下行体验。FDD NR相比LTE上行峰值体验增益超200%:中频段FDD NR终端上行可支持2T,而LTE终端上行仅支持1T,所以FDD NR上行能力更为突出。 ◆ 在覆盖上,FDD NR SSB覆盖优于LTE 4-5dB,覆盖优势明显:FDD NR SSB可实现窄波束,相比LTE CRS宽波束,波束能量更为集中覆盖更优。 2020年商用智能终端已支持包括2.1GHz频段在内的主流FDD NR频段,这为FDD NR的快速规模商用构建了基础。而本次FDD NR 40MHz的创新试验,对于5G TDD+FDD多频协同建网具有重大意义,尤其在共建共享场景下为构建5G极致能力网络开启了新篇章。 未来,双方将通力合作,继续在网络能力加大创新投入,为构建极致体验的5G网络贡献力量。

    时间:2020-08-13 关键词: 华为 5G 网络技术

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