2024年AI原生路由器白皮书

2024年07月I 智能原生作为“互联网2030”的关键技术特征之一，将AI深一体化网络智能能力，推动网络向更高层级 1 3 3 42.2.1.智能主控板 52.2.2.智能线卡 62.2.3.智能算力卡 7 103.1.1.设备级可靠：快速感知隔离自愈 103.1.2.链路级可靠：微秒级链路倒换 3.1.3.网络级可靠：秒级拥塞解除 3.1.4.协议级可靠：预测下一跳实现极速收敛 143.2.1.光纤故障智能定位 143.2.2.流量静默故障识别 153.2.3.智能视频质差识别及故障定界 3.2.4.整网分钟级环路探测和溯源 3.2.5.路由策略在线预验证 18 203.3.1.设备安全：设备内生安全 203.3.2.网络安全：AI-DDoS 213.3.3.管控安全：全网安全检测与自闭环 23 243.4.1.静态节能 243.4.2.动态节能 25 -1-智能原生作为“互联网2030”的关键特征之一，将AI深度和广泛地集成-2--3-2.AI原生路由器能力特征与逻辑架构2.1.AI原生路由器能力特征AI原生路由器将集成智能感知、智能转发与智能控制三大核心能AI原生路由器可以准确地获取网络实时状态与需求变动，进而实现网络运营、智能感知体现在对网络流量的实时监控与分析能力。AI原生路由器能够实智能转发体现在对网络流量的智能预测和调度能力。AI原生路由器能够根来一段时间内网络流量的变化趋势。基于这些预测结果，AI原生路由智能控制体现在对网络的自动故障排查和修复能力。AI原生路由器能够通-4-2.2.AI原生路由器逻辑架构AI原生路由器主要由智能主控板、智能线卡以及智能算力卡三大核心部件图1AI原生路由器逻辑架构-5--6-技术的演进，嵌入式AI技术将在路由器中提供更复杂的智能化功能，如自-7--8-响应速度，SA卡采用多CPU架构，可实现流量数据的并行处-9--10-AS边界路由器中关键路由过滤规则被误删，致使核心路由器由于大规模（90万+）超负荷互联网路由条目而崩溃，继而引发BGP邻居大量中断和路由信息并在线关联分析CPU、内存等性能数据，及时发现并解决潜在问题，提供全天-11-图2设备级可靠方案时间所具有的局限性，即使借助双向转发检测（BFD）协议将倒换时间缩短至-12-体如图3所示，若两设备间的某光纤链路故障，AI原生路由器能主动识别该情况，并迅速将流量切换至其余正常的ECMP路径上，确保了故障图3微妙级链路倒换-13-图4秒级拥塞解除-14-跳位置。通过预判，AI原生路由器预先优化转发策略，包括最佳路径选择与带在接入环裸纤场景中，光路中断问题较为突出，故障占比超过55%，严重-15-针对上述挑战，AI原生路由器借助插入的智能光模块具备实时监测和反馈AI原生路由器引入智能面，并运用先进的学习与流量分析算法，通过持续-16-规变化时，将异常事件上报至监控系统，进行更高维度的网络级AI流量分析。网络层的监控系统，对汇聚层设备的端口流量信息进行监测感知，借助网络级AI算法进行深层次的分析，有效过滤掉由网络割接、业务切换等引起的误报，精准识别真正影响业务连续性的流量异常下降情况，如图5所示。通过深度学精确掌握网络流量的变化规律。当流量行为出现非预期的急剧变化时，AI原生图5流量静默故障识别AI原生路由器不仅能够有效监控明显的流量异常，还可用于感知转发层面成潜在影响。通过监测数据包的转发路径与状态，AI原生路由器能够及时识别障检测及减少故障中断时间等方面，AI原生路由器展现了其在现代网络管理中-17-总而言之，AI路由器通过智能视频质差识别及故障定界功能，从根本上提-18-其在涉及动态路由协议互引的场景下，问题发生率高达70%，进一步加剧了运-19-导致内存超载、BGP连接中断及系统运行异常；2024年1月，某地区用户在AI原生路由器构筑了创新的仿真平台功能，赋能网络管理人员在实施路由图6路由策略在线预验证-20-机制保障的统一诊断服务（UDS实现链式生成安全启动流程中每一阶段的独特加密信息，如图7所示。各层级通过继承上级传递的加密信息图7设备内生安全DICE机制通过在安全设备各启动层级应用动态-21-于2分钟以内突发的大规模流量攻击反应滞后，因此亟需更为高效、即时的防将受攻击流量引流至专门的DDoS清洗设备进行清洗动作，以此高效应对网络集和DDoS攻击流分析，DDoS清洗设备的主要功能为过滤攻击流量和回注业-22-图8AI-DDoS秒级“闪防”够在2秒内即刻发现攻击行为，并在短短5秒内完成流量清洗作业，极大缩短了从检测到响应的时间差，确保了业务运营的连续性和稳定性，如图9所示。这一方案不仅大幅提升了网络对抗DDoS攻击的效率，更为维护网络服务的高图9DDOS瞬时攻击秒级实现闭环处理-23-图10管控安全检测机制-24-以及实现严格的主设备功耗控制，旨在将整体功耗压制在20KW以下，进而简为解决这一难题，AI原生路由器在优化设备热管理的静态节能方面取得了单元（CDU）实现标准化接口对接，不仅简化了部署复杂度，还显著提升了能源使用效率（PUE最大改善幅度可达30%，有力地推动了数据中心的绿色-25-能耗管理的透明与即时调控；智能风扇技术，依据芯片温度动态理与SERDES链路的智能启闭，根据网络实时需求精细调整，深度挖掘节能空-26--27-4.总结与展望4.1.AI原生路由器部署建议AI原生路由器会展现出各异的具体能力特征，以适应其在整体网络中的特定角图11AI原生路由器部署建议集群AI原生路由器在骨干网、城域网核心及互联网数据中-28-4.2.AI原生路由器应用趋势方面展现了显著优势。在提升用户体验方面，AI原生路由器实现了对用规避潜在的网络故障风险。具体应用中，AI原生路由器能够智能识别如高清视实时视频通信提供无缝、流畅的体验环境。对于追求极低延迟的游戏用户，AI定性，极大提升了游戏体验品质。在故障预防与维护方面，AI原生路由器利用-29-性能。具体应用中，在主动通知方面，当遭遇网络故障或性能下降情况时，AI工介入的需求，同步增强了网络的稳定性和持续可用性。在配置调整方面，AI赖于静态或预定义的规则，AI原生路由器则利用深度学习算法，综合分析网络成高级加密技术与安全协议，AI原生路由器确保了数据传输和存储的安全性，AI原生路由器能够迅速识别异常行为，及时拦截潜在的网络侵袭与数据外泄行为，有效提升防御能力。此外，AI原生路由器还承担起定期评估网络安全态势AI原生路由器在网络安全维护方面的应用，不仅提升了当前网络环境的安全韧-30-与组件休眠机制，AI原生路由器能够在网络轻载状态下自动调节加速推进与市场需求的持续增长，AI原生路由器正逐步成为电信运营商与企业-31-5.缩略语列表ASBGPBFDCRCPUDICEECMPKPISAServiceAwarenessPUEPowerUsageEffectiveness2BToBusiness-32-6.参考文献[1].2024年国务院政府工作报告[Z].中共中央国务院.2024.[2].国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知:国发〔2017〕35号中共中央国务院.2017.[3].互联网2030白皮书[R].中国联通.2024.[4].新一代人工智能基础设施白皮书[R].中国信通院.2024.[5].智能世界2030[R].华为