智能城域网采用哪些性能采集

近年来，云计算、物联网、人工智能等技术的蓬勃发展，全社会面向数字化的转型步伐不断加快，企业上云已成为必然趋势。电信运营商需要为众多企业和个人提供高效的上云连接能力。
同时运营商白身网络也面临着云化转型和重构的挑战。以数据中心为核心，基于软件定义网络(sofW are defined network, SDN)、网络功能虚拟化(neW ork function virtualization, NFV)的云化网络是通信网络演进的基本方向，未来的网络演进中，云与网的紧密性不断增强，不断深度融合。
1 目前存在的问题
在云服务时代，运营商一方面要经营传统的语音、短信、专线等连接型业务，一方面要继续提供海量带宽去供给应用，此外还有新增的面向工业互联网、车联网等低时延或确定性时延的业务以及面向VR C virtual reality，虚拟现实)/ARC augmented reality，增强现实)、云游戏等需要大量算力的图像渲染业务。但是，目前运营商的城域网架构与这些业务的提供能力并不适应。
城域网结构复杂，
目前，运营商习惯一类业务假设一张承载网，已经建成由分组传送网（PTN）与无线接入网IP化（IPRAN）网元组成的移动承载网。由光线路终端（OLT）和宽带接入服务器（BRAS）组成的固网承载网。和dialup专线承载网和通信云数据中心网络（DC）等，各网络运行和管理相对独立，存在较大差异。
而业务快速开通是云网协同的重要特征，这在当前结构复杂的环境下难以实现。
网络建设和扩容成本过高
由于每张网都是端到端建设，网络设备之问存在着大量的背靠背连接，对需要多张网协同的业务，连接成本明显增加，而且还存在着接入层与核心汇聚层之问不同厂商设备解祸的难题，这种情况导致网络升级扩容会带来更多的成本提升。
网络缺乏智能性
在端到端的业务面前，通信云DC越来越成为业务的中心，但是多张网络的协同管理和控制一直没解决好，如果采用分区分域建设管控系统的话，又会增加控制架构的层级，降低控制的效率。
综上，建设一张能够提供云服务、满足云网融合要求的、高
效、低成本的智能城域网，已成为运营商面前的迫切任务。
2智能城域网架构
从运营商网络面临的实际问题和未来云化业务的承载需求出发，这里采用国际通用标准(CSR和E)，按照城域网范围内全业务统一承载的要求，业务层面通过控制器实现端到端拉通，并且采用与OTT C over the top)相同的网络架构和盒式设备模块化方式组网，以lOGE/100GE标准以太网接口为基本接口单元，提出了一种新型的智能城域网架构，如图所示

3智能城域网特点
该架构的主要特点：
（1）简洁架构
借鉴通讯云DC的架构特点，以DC为核心，将城域网进行重构，在网络的核心汇聚层优先使用交换机组网，既提高了转发容量，又降低了转发协议要求，且多厂商之问的管理互通与解祸性良好，随着城域网业务的不断丰富，只需通过增加叶了(leaf)节点即可接入新的边缘网元，城域核心汇聚层只做横向扩展，结构长期保持稳定。
（2）融合承载
当前网络仅通过不同的接入层网元，即可实现对家庭宽带、SG移动承载、通信云等业务的综合承载，不需面向每一种业务端到端垂直建网，同时有效降低时延。
（3）自动高效
通过引入SR和E业务，网络天然具备基于SDN的白动化和可编程能力，并且通过统一的业务编排系统打通通信云内外，可实现快速的业务开通和差异化的服务保障。在有低时延、广泛连接等业务需求。
（4）网络和业务分离
通过在城域引入数据中心架构，构建通信云资源池承载各专业虚拟化网元，将网络和业务能力分离，网络通过SDN集中控制实现连接和承载，业务基于NFV方式的云化网元完成，保证业务的快速开发和灵活性。
综上所述，智能城域网本质上是采用以DC为中心、云网一体的思想，利用SR+E等新型路由协议技术，重构城域网络。面向云化网元和用户的综合承载，采用“核心+边缘”转发架构与融合的核心设备，实现架构的统一，采用多种边缘设备，实现SG、家庭宽带、大客户、通信云网元的承载。构建智能城域网的目标是建设一张以通信云DC为中心的扁平化、统一承载的城域网网络。
4 组网模型
针对新型城域网，按照运营商本地网的规模大小，分为3类：
（1）小型城域网
通信云DC双局址设置，DC局房距离一般小于50 kmo智能城域网一对核心设备分局址设置，通信云DC内边缘网络设备下挂多个服务器，有效节省局问光纤资源，核心设备兼做边界出口网络设各。
（2）中等规模的城域网，
通信云DC双局址设置，实现分区域“覆盖+负载”分担;每局址设置成对智能城域网核心设备，核心设备兼做边界出口网络设备，即每个通信云DC扩展了一对核心设各。
（3）大型规模城域网，
通信云DC多局址规划，并设置两级核心设备，即每局址设置单台智能城域网核心设备，同时设置一对一级核心设备用于转发通信云DC问流量。每局址普通核心设备兼做边界出口网络设备，为减少局问传输资源需求以及规避DC局单点故障,DC外边缘设备就近双归至两个通信云DC的核心设各上。
5 组网业务模式
考虑到智能城域网多业务承载特性，基于智能城域网架构，设计了针对城域内SG回传、家庭宽带、专线和通信云4种主要业务的承载方案。
（1）5G回传业务
对于5G回传业务，智能城域网主要是将基站
流量接入SGC的用户面功能(user plane funcrion,UPF)等核心网网元。在SG基站侧，由基站接入设各接入城域网边缘设备。
（2）家庭宽带业务
对于家庭宽带业务，智能城域网使用SR，接入边缘设备至通信云边缘设备采用SR转发互联网业务，在智能城域网内部，使用E承载。
（3）专线业务
对于专线业务，在城域网内，二层点到点专线业务使用E 承载，E路由使用BGP E地址族传递，边缘汇聚设备及vRR作为路由反射器反射BGP E路由。
（4）通讯云业务
对于通信云业务，通信云spine与智能城域网核心设各合设，通过边缘设各接入通信云资源池，这里又根据边缘设备是否支持SR/E协议分成两种情况。
a）如果边缘设备不支持SR/E，那么边缘设备不起三层网关，仅做二层连接，通信云资源池网关设置为智能城域网核心设备的选播网关(anycast GW，边缘设备通过MC-LAG技术提供服务器跨机箱链路聚合。
b）如果边缘设备可以支持SR/E，边缘设备采用SR/E，实现端到端的SR/E业务承载。
6 结语
随着5G时代的到来，云/网融合业务将会快普及，面向云服务的网络重构已经迫在眉睫。通过引入支持云网深度融合的智能城域网，可以有效解决目前城域网络的问题，并对未来网络更好地提供低时延、高可靠、强算力等新型业务打下了良好的基础。未来，随着5G SA的发展和基于IPv6的分段路由(SRv6）等技术的进一步应用，网络将继续朝着协议简化、功能增强、灵活控制、边界扩展的方向发展，智能城域网将为支持运营商业务的升级演进起到重要的作用。

湖北武汉市作为我国中部地区的大城市之一，素有九省通衢之美誉，在教育信息化的发展上也呈现出其独特的地域特性。由于武汉市在经济上不如我国东部沿海地区、北方首都辐射地区以及南方“深广”改革前沿地区发达，加之无法得到国家西部大开发政策对中西部贫困地区教育信息化的倾斜扶持，由此形成了本地区教育信息化发展“两头不靠”的局面，呈现出少数条件优越学校处于教育信息化发展前沿、全市整体水平相对滞后的区域特点。进入“十二五”时期，武汉教育工作者充分认清形势，在区域信息化建设和应用方面寻求更大的突破。

在课改的攻坚阶段激流勇进
记 者：武汉市教育信息化发展具有独特的地域特性。“十二五”期间在区域整体推进教育信息化方面应该如何规划？信息技术手段在推动区域教育事业改革方面将发挥怎样的效用？
张 岩：“十二五”期间，武汉市在区域整体推进教育信息化方面，将要大力投入教育信息化专项经费，尽快补上教育信息化基础环境建设这一课，完成教育城域网建设、数字校园建设，其中包括“班班通”工程建设、数字化教育教学资源建设、区域教育信息化公共服务平台建设等工作，并保障师资队伍建设、信息化设备的维护更新、科研成果推广应用等方面的资金需求。同时，我们也要将工作重心转向发挥基础设施更大效益、大力开展深层次应用及研究的方向上，加强教育电子政务建设，普及交互式网络媒体技术在教学中的应用，积极探索推进基于无线校园网、移动终端、物联网、云计算、虚拟实验、电子书包等新技术和新媒体的现代信息化教与学方式的变革，提升全市教育信息化应用水平。当然，要做好以上工作，关键还在于做这些事情的队伍以及如何去做这些事情。“十二五”期间，加强全体教师的教育技术能力培训，以及教育管理者尤其是校长们的信息化领导力培训也是一项重要工作。强化各级教育机构的信息化领导力、理顺各级教育信息化管理机构运行的机制，编制能与国家标准接轨的系列区域教育信息化标准，建立信息化工作评估体系，完善相关制度建设等都是我们要开展的工作。
根据武汉市的实际情况，要完成如此浩大的教育信息化工程，一定要遵循地域特点。比如教育城域网的建设，拟采取招标租赁光纤模式；校园网将采用云计算技术集中市区两级统一建设、管理的模式；资源建设采用市区校三级共建共享，集中开发、建设新型学习型资源的模式；师资培训采用远程网络培训与校本培训相结合为主，集中面授为辅的模式等。只有各方面统筹规划，方能保证我市“十二五”规划的顺利实施。
从“九五”、“十五”、“十一五”一路走来，武汉教育发展存在这样几个问题：一是随着相关工作的步步深入，武汉市课程改革工作已取得很多成绩，但也显现出不少深层次的问题，可以说目前已经进入课改的攻坚阶段；二是广大学习者的教育需求日益多元化，更加要求“以人为本”，现有条件难以满足广大学习者的教育需求；三是由教育信息化水平差异带来的数字鸿沟，使得新的教育不均衡现象日益凸显；四是教育工作迫切需要适应时代和经济发展的需要。
这些问题积聚到“十二五”期间，已经到了非解决不可的时候。俗话说“工欲善其事，必先利其器”，课改的攻坚、区域教育事业的改革，都需要以信息技术作为重要支撑手段来加以推动。
教育信息化的应用所带来的绝不仅仅是技术的改进和效率的提高，它更会带来教育思想的现代化转变、教育模式的人本化变革、学习模式的多元化变革以及教育内容的时代性变化。所以，信息技术手段在推动区域教育事业改革方面，将有利于推动支撑课程改革的深层次发展，有助于以学生为中心、个性化学习、全体发展、综合素质发展等课改理念深入人心，能提供优质教学资源、多种学习方式以及更丰富的学习内容，满足教师和学生多元化需求，并使教育越来越具有时代性，有助于进一步提高我市基础教育质量。

记 者：《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》中提及“信息技术具有革命性影响作用”。您对于“革命性影响作用”有何理解？
张 岩：“革命性”意味着不仅仅是对现状的改良，更是改革，甚至是颠覆性的革命。“信息技术对教育发展具有革命性影响”明确了信息技术对教育改革的重要支撑作用。我想借用祝智庭教授的一番话：“信息技术能够支持教育改革，并不是技术上高级，而是因为现代信息技术的广泛应用改变了社会中信息资源的分配形式，从而改变了教育的形态。教育技术必将会对教育系统的整体结构和过程产生深刻而久远的影响。”现代技术的使用将促进人们行为方式的改变，进而促进甚至迫使人们改变意识形态，形成现代教育及其学习理念。譬如，网络环境下的教学互动促进民主、平等教学，移动终端的出现有助于学生形成终身学习及自主学习的习惯。反之，教育改革的愿景可以通过信息技术的使用而实现传统手段难以企及的效果。比如，以学生为中心，全体学生的整体发展、均衡发展、个性化发展目标的实现，终身学习基础的奠定，创新意识和能力的培养等教育改革内容的实施与达成，都需要借助信息技术的特性及优势来深化、提升。总之，信息技术将对教育理念、教育内容、教学方式、学习方式等教育系统的各个方面产生重要的影响。
打造符合武汉市地域特色的教育信息化环境和运行机制
记 者：从整体而言，“十五”、“十一五”期间武汉教育信息化工作取得了不俗的成绩，您认为应怎样客观分析现状、面向未来？
张 岩：教育信息化工作做得好的地区往往各有各的特点和自身优势，做得不好的却都有着相似的问题。武汉市在“十五”、“十一五”期间通过实施“校校通”、“农村中小学现代远程教育工程”以及“初中标准化建设”工程，初步建设了全市教育信息化的基础环境，并凭借我市在基础教育阶段的课堂教学基础优势以及教育信息化在部分优势区域特别是某些优质学校的良好建设和应用，在教育信息化的应用方面取得了一些显著成绩。多次获得各类全国级相关竞赛的一等奖，并陆续代表国家出境参赛，信息技术在常规课堂教学中的应用也日益普及，应用水平不断提高，网络教研、网络参训、网络家校通、网络专业成长等信息化工作和学习模式已得到广大教师的认可。
由于总体投入不足，区域基础设施建设滞后，城乡、区际和校际间信息化水平发展不平衡，教育资源的开发、建设种类不多，总量较少，中小学教师信息能力和素养还有待进一步提高，信息化管理体制不够健全。这些因素造成了我市在教育信息化的应用方面存在着区域总体普及不够、常态化不够、新技术新媒体的应用滞后等问题。

记 者：在即将全面展开的“十二五”规划中，有哪些重点任务、重点目标需要突破？
张 岩：首先，要搭建好教育信息化的基础环境。这需要大笔经费投入。投入问题是信息化发展的前提和保障，因此，需要全市各级政府下决心共同解决这个基础性问题。
其次，教育信息化人力资源建设是关键。一方面，要注重提高各级领导的信息化领导力，提高领导的信息技术应用的意识和能力，强化领导力在教育信息化中的战略性地位，发挥领导机制的功能。另一方面，要与时俱进地提高全体教师的信息素养以及现代教育 教学设计 理念和能力，完成教师教育信息化能力建设的“双百”指标，即完成国家《中小学教师教育技术能力标准》培训100%,校园网管持证上岗100%。
另外，推广普及信息技术在教育教学各领域应用是核心。研究推广交互式教学终端的有效课堂教学应用，强化电子政务，普及实现网络教科研、网络培训，探索研究移动式终端等新型学习工具并适时推广，打造一批教育技术能手、数字校园典型校、优质整合课、优秀个人教育网站或博客等教育技术应用品牌。这项重点任务的完成需要建立并完善相应的制度、标准和激励机制。

记 者：我注意到，您刚才提及制度的建设与完善。您认为教育信息化工作运行机制和管理体制如何创新，才能更好地推动区域教育信息化的发展。
张 岩：目前全国各地的教育信息化管理体制不尽相同，不少地区尚缺乏统筹协调机制，比如武汉市教育信息化的规划管理、建设开发、指导咨询、应用推广、督导评估、标准制定等工作就分属不同部门，职责不明，整合不够，缺乏有效的协调与管理；部分区、校的教育信息化管理机构不健全，管理力度不够，还不能很好地适应教育信息化工作的需要。因此，应该尽快创新完善教育信息化的管理、运行机制。
一是要加强各级教育机构的信息化管理能力。市、区教育局应明确教育信息化的工作职能，设置主管信息化工作的岗位，甚至像上海、北京等城市那样设立“科学技术处”等管理全市和全区教育信息化工作的处室及科室；学校一级也应该设置校园CIO，主管全校信息化的建设与应用工作。
二是建立市、区统一协调的教育信息化业务机构，明确职责分工。信息化的业务咨询、硬软件建设与开发、标准制定、业务指导、培训都统一由市区两级相应的教育技术职能部门承担，不再割裂分离；区级教育技术机构要有统一的建设标准和要求。
三是建立符合武汉市地域特色的教育信息化投资与建设、管理与应用、咨询与服务、督导与评估的标准化运行机制，更好地推动区域教育信息化更加规范、科学、可持续发展。

记 者：有人说：“‘十一五’规划重在整合，而‘十二五’规划重在应用。尤其是资源的开发与应用将成为‘十二五’规划的一条主线。”您认为在“十二五”期间，资源的开发和利用如何进行？
张 岩：资源的开发和应用也是教育信息化很重要的基础性工作，结合武汉市的实际情况，“十二五”期间的资源开发和利用将从以下三个方面展开。
一是全面建设包括教育教学与学习资源库（含教育教学型资源、学生学习型资源、教师专业成长学习资源）、教育信息基础数据库、教育教学与政务公共服务平台、教育教学应用工具软件等在内的软件资源并推广应用。
二是教育教学与学习资源库的建设与应用遵循共建共享、经济实用、以课改理念为中心的原则。统筹构筑武汉市教育教学资源管理应用平台，实现市区校三级共建共享资源；避免过度投入大量资金去打造那些细致到每个知识点、每个资源种类的大而全却使用率低的资源，而是有针对性地建设、开发结构性优质资源；避免开发显露着陈旧教育教学理念的资源，着重开发融合、贯彻课改精神的优质资源。
三是探索开发适合移动式终端学习模式的学习资源，比如手机微资源，电子书包教材，便于师生互动、自主学习的同步学习资源以及学习平台等。

记 者：按照您的描述，到2015年信息化会给武汉教育带来怎样的变化？具体到学校，又会有什么样的影响？
张 岩：根据规划，2015年武汉市将建成全市教育城域网光纤专网，有统一的教育公共服务平台和较为充分的教与学资源可供利用，教育数字化管理以及电子政务将使教育决策、教育管理、教育服务更加便捷与高效，广大教师将更加善于利用信息化环境开展符合课改精神的教学、教研及个人专业成长活动，广大学生则能够利用信息化环境开展更为有效的、能充分发挥自我潜能的自主学习，全市教育事业将向教育现代化迈进。
具体到学校，全市所有中小学校将全部建成数字化校园，学校的管理将更加高效、便捷；学校的每个教学点都将形成拥有交互式多媒体终端的网络教学环境，部分学校将有条件开展移动式终端教与学模式的教学尝试，学校教育及课堂教学将更为有效、丰富；校园环境将更为现代化，更加适应信息时代学生的成长需求。

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