《2012》、《未来水世界》、《全球风暴》，每当灾难大片震撼我们的心灵时，都似乎是在对人们提出警示：再不注意节能环保，全球气候变暖将威胁人类的生存环境。降低碳排放备受热议，“双碳”战略更是成为了我国经济发展的长期目标。数据中心作为公认的能耗“大户”，绿色化转型迫在眉睫。网络作为数据中心不可缺失的关键一环，与数据中心业务发展密不可分，除了降低网络自身能耗外，数据中心的网络“绿动”将有效改善数据中心整体运行的能效比，那么如何引领数据中心网络走向“碳中和”？身处其中的网络，又将扮演怎样的重要角色？
摆在数据中心网络“碳中和”面前的四道坎
自诞生之日开始，数据中心网络便成为广义局域网概念中的一个特殊分支。在“碳中和”趋势下，数据中心网络不仅要完成设备自身的节能降耗任务，还需要通过多种技术创新，配合并推动数据中心基础设施整体的减排目标。在新华三集团看来，数据中心网络的“碳中和”历程，有四条关键路径以及相应的技术难点亟待突破。
1. 超宽架构
随着半导体设计以及制程技术的不断发展，IT设施的单体性能在快速提升，计算、存储的高吞吐对网络单端口速率提出更高的要求。对于数据中心网络设备而言（以交换机为主），尽早使用先进制程的ASIC大容量芯片，在每1U（机架单位高度）内提供更高密度的高速（100G/400G）端口，则成为有效降低传输单bit数据所消耗能源、空间的最有力措施。但数据中心交换机并非仅由ASIC芯片构成，如何将ASIC高速信号通道转变成设备的业务端口，对厂商的硬件设计能力具有很高的挑战。因此推出新一代数据中心产品的速度，往往最能体现一个厂商的硬件技术实力。
核心秘技：快速推出下一代数据中心产品
技术难点：电气设计、基础材料、加工工艺
2. 弹性拓展
数据中心的网络架构正在快速趋于以Spine-Leaf架构为标准，以POD/Fabric为单位的模块化扩展模式。SDN/Overlay技术的引入，极大简化了业务应用对基础网络拓扑的需求。同时，随着盒式设备单体能力的提升，相较于框式设备，盒式设备的空间占用大幅降低，并兼具快速部署、运维简单的优势，但高能耗成为其劣势，尤其在盒式核心交换机中更为明显。通过各种软硬件手段解决极小空间内产生的热量排放难题，从而减少高功率风扇的能耗，成为各设备厂商的核心设计方向。
核心秘技：降低高性能设备的单体能耗
技术难点：硬件散热设计、电源能耗效率、能耗管理软件
3、算网融合
在数据中心内部，能耗增加的程度较其负载的提升会更加剧烈。因此均衡数据中心内算力和网力的资源使用，使设备能够工作在最优的能效比状态，是降低数据中心能源支出的重要手段。随着数据中心应用复杂度和数据流量的快速提升，业界已经逐步达成共识：网络规划必须根植于对业务的理解，合理的网络规划可以提升整个数据中心的运作效能。目前主流的数据中心运营模式，正逐步转变为在顶层实现ICT能力的统一管理，并引入AI、大数据等技术进行预测、推演，对全网算力和网力资源进行均衡部署。同时结合无损网络、低时延网络等先进能力，进一步提升运算效率，降低数据中心单位产出的能耗。这一方面对上层管理平台的开发有较高难度的要求，另一方面也要求网络设备摆脱单纯被管理角色，主动感知业务，具备初步的边缘智能分析能力。
核心秘技：利用网络设备的智能化，提升数据中心整体运作效率
技术难点：网络设备AI能力，无损、低时延以太网技术
4. 智能运维
数据中心网络与业务的关联正在变得愈加紧密，网络设备将成为发现业务问题的第一层感知系统。传统的数据中心运维方式在人力占用，架构优化、故障恢复等方面都需要大量投入。因此数据中心运维模式急需向基于AI的智能运维转变，即通过边缘网络设备的AI采集，以及运维系统的AI分析，实现分布式的智能运维能力，将传统人工运维中的重复劳动、遍历式定位、经验式排障，替代为以人工智能为基础、以实时数据快照为依据的自主运维模式，实现不间断业务检测、虚拟网络仿真、智能故障定位、快速避障等功能，降低数据中心运维所产生的时间、人力、资源成本。
核心秘技：基于人工智能完成数据中心运营保障
技术难点：故障预测、网络仿真、自动调优
节能增效加速“碳中和”的四维发力
面向四大关键路径，新华三立足于创新性软硬件技术和解决方案，寻觅碳中和机遇。
1. 高速网络技术预研
在以太网从100G迈向400G的历程中，新华三集团引领行业前沿趋势，已经成功实现400G交换机产品的规模商用。面向未来，向800G甚至更高速率冲击，新华三也启动了针对未来高速网络的预研工作。
2. 多维手段节能降碳
降低数据中心网络设备的碳排放，需要从产品的生命周期初始就考虑低碳设计。新华三集团在产品的开发、生产、交付、运维等整个生命周期中均确保所有产品符合甚至超出环保法规要求，帮助客户降低运营成本，减少碳排放，提高网络能效。
3. 借助AI提升能效
数据中心网络能效的提升既能减少碳排放，还能增强所连接IT设施的运作效率，促进整个数据中心的能效提升。但想达到这个目标，首先需要网络能感知、能判断业务数据的流动变化，能自动调节自身状态去匹配应用需求；其次网络的转发能力需要进一步挖掘，为应对高并发、大流量的应用提供更好的传输保障，这些都离不开AI赋能。
智能边缘感知：在数据中心交换机中内置AI芯片，利用算法对流量进行感知与分析，将边缘分析结果上送分析平台进行处理，并具备本地微优化的能力。
算网融合分析管理：新华三AD-DC数据中心解决方案采用云智原生架构，天然支持云环境下的部署以及对AI能力的融合。AD-DC SeerFabric解决方案可以将IT设施（计算/存储）的状态与网络状态进行综合采集分析，通过网络优化带动算力效率提升。
智能无损网络：新华三数据中心交换机目前已全系支持RoCE无损以太网技术，同时还在不断完善DCN内的水线智能调节，DCI的灵活智能路由（Flexible Intelligent Routing，FIR）等功能，提升流量传输保障。
4. 网络运维持续智能化
要实现数据中心网络运维向智能化的持续发展，新华三集团认为，必须让针对性的技术和方案在以下几个实际场景中予以支持：
日常维护：对业务数据以及网络资源的状态进行更精细的可视化管理，对网络拓扑、流量、缓存、时延、光模块等物理层工作状态具备实时监测能力，实现网元级、网络级、应用级三大级别的网络洞察。
网络改造：利用网络仿真技术，在虚拟网络拓扑上试运行目标策略，待验证后再下发至实体网络中，最大程度保证策略更改的效果。
故障恢复：具备网络健康度的持续评估和预测能力，在故障发生时能即刻采用事先指定的规避策略，保障业务稳定运行。
为实现网络在以上场景中的运维智能化，新华三集团正在致力于以下技术方向上的持续创新：
随流业务检测：以更高的效率实现业务流的随流插帧技术，在真实业务流上携带更为细致的转发和链路状态，方便管理者通过工具更直观、更精细的洞察业务和网络，提升网络运维效率。
网络数字孪生：通过AD-DC运解决方案将实体网络的配置和状态进行提取，利用容器化技术在控制层面生成实体网络映射，所有网络优化/更改可以在该映射层进行充分试运行和验证，最大程度提高网络改造一次部署成功率。
智能故障处理：网络节点的智能感知和采集能力为控制器精细化了解网络提供基础数据，而新华三耕耘多年的网络运维专家经验库，则提供了通过实时数据进行故障预测以及自动化解决故障的能力，将网络故障对业务的影响降到最低。
数据中心网络“绿动” 新华三邀您同行
一番解读下来，您一定大有体会，数据中心碳中和绝不仅仅只是“节能降耗”，作为连接算力设施的骨干通道，网络将对数据中心整体效能产生深远影响。数据中心碳中和的关键路径需要我们的共同践行，并为数字化经济的绿色可持续发展贡献力量。
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