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AI时代网络变革:L2-L7网络层测试技术

更新时间:2025-05-23 10:54:38 浏览量:27

2025年人工智能(Artificial Intelligence,AI)行业正迎来巨大技术革新与产业突破,成为全球科技发展焦点。对于我国,2025年更被广泛认为是国内AI基础设施增速元年,也是AI应用深度融合关键时期。随着深度学习、神经网络以及多模态技术持续发展,AI在基础设施建设、应用落地和产业生态等行业热度持续攀升。

AI时代网络变革:L2-L7网络层测试技术

AI技术快速发展为通信设备行业带来新发展机遇,特别是交换机领域产生深刻变革,主要体现在以下四大方向:

一,交换机(芯片)性能提升

AI大模型高密度训练对算力要求更高,推动交换机端口速率从200G向400G/800G/1.6T升级,交换芯片带宽容量从十几T提升至25.6T/51.2T,采用3nm制程的102.4T交换芯片预计2025年面世,单芯片功耗可能超1KW。交换芯片迭代周期约为两年,多芯片盒式交换机结构可填补芯片迭代空窗期容量瓶颈,单台交换机最多可包含4颗交换芯片。交换机容量增长带动高速率端口数量增长,能满足AI集群高密度组网需求。

二,交换机白盒化

软硬件解耦是交换机白盒化的技术核心,利用标准化芯片接口解耦底层硬件芯片和上层软件应用,软/硬件均可独立选配和升级。交换机硬件主要包括交换芯片、CPU、网卡、存储器件和外围硬件,软件主要包括网络操作系统(Network Operation System,NOS)及其搭载的网络应用。相比传统交换机软硬件一体化架构,白盒交换机的灵活性和可扩展性使其广泛应用于互联网和运营商网络,市场空间持续增长。该产业生态较为完善,上游为硬件提供商,中游为NOS供应商,下游为云服务商和电信运营商。

AI时代网络变革:L2-L7网络层测试技术

三,光电融合组网

光电路交换机(Optical Circuit Switch,OCS)通过配置光交换矩阵,实现任意输入/输出端口间的信号交换。相比传统电交换机,OCS对信号速率和协议均透明化,无需随网卡(Network Interface Card,NIC)速率及端口数迭代,硬件可重复利用,生命周期更长。由于没有光/电转换和相应包处理/分发过程,OCS芯片用量更少,故障率更低,因此具有成本低、时延低、功耗低、可靠性高等优点。

目前多家公司推出商用OCS产品。例如在 Google Jupiter和TPU两大数据中心基础设施中,通过OCS取代Spine层(该层实现数据中心内部横向连接,连接各Leaf层)电交换机,将网络CLOS架构演进到Aggregation层(Deep Layer Aggregation,DLA)直接光互联。通过进一步引入波分复用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)等技术可增加单根光纤上传输通道数及发射/接收端(Tx/Rx)双路信号,扩大带宽容量同时降低能耗和成本。

AI时代网络变革:L2-L7网络层测试技术

四,组网架构升级

AI服务器引入增加了后端组网需求,改变传统网络架构主要依赖前端组网,使交换机组网架构发生显著变化。相比传统服务器,AI服务器新增GPU模块,通过网卡与其他服务器或交换机互联实现通信,使得单台服务器网络端口数增加。

服务器卡数决定其计算能力,常见有CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)和加速卡等,每种卡具有不同功能和算力,并且可灵活配置。AI应用规模和模型参数不断扩大,服务器集群从百卡/千卡扩展至万卡/十万卡,甚至百万卡,同时推动组网架构从两层架构向三层、四层演进。

以太网(Ethernet)凭借其深厚基础和众多生态厂商,尤其是太网方案优化和超以太网联盟,在AI网络中占比有望持续提升。其中远程直接访问(Remote Direct Memory Access,RDMA)技术在智算中心组网中应用拓展趋势显著。RDMA是一种高效网络通信协议,它允许单台计算机内存无需经CPU直接访问另一台计算机内存。从而减少时延,提升资源利用率和训练效率。基于以太网的RoCE v2技术是RDMA实现方式之一。带来对高速交换机、网卡、光模块、光纤光缆等网络组件需求增长。

AI时代网络变革:L2-L7网络层测试技术

基于以上行业趋势,用于路由器、交换机、宽带接入服务器(Broadband Access Server,BRAS)及其他L2-L3转发和汇聚设备功能和性能测试,如数据中心测试,SDN(Software Defined Network)网络测试,工业互联网TSN(Time Sensitive Network)测试,自动驾驶测试,承载以太网测试,路由交换测试,数据中心汇聚测试,AI网络测试。以及用于L4-L7相关的用于网络安全设备如防火墙、IDS(Intrusion Detection System)/IPS(Intrusion Prevention System)、WAF(Web Application Firewall)/SLB(Server Load Balancer)等功能和性能测试,通过仿真数以千万计的用户流量(语音/视频/数据应用)对设备进行压力测试,通过仿真大量攻击流量和恶意病毒流量,网络安全设备检测和防御攻击和病毒能力测试的市场也将显著增长。

 

面向L2-L7网络层领域研发/生产主推热租测试工具:

 

一,KEYSIGHT XGS2 +Novus SFP28 L2-L3层测试系统

XGS2 2插槽 3RU 模块化台式机箱提供高度灵活且便携的机箱,可负载模块供电,还提供测试应用软件,可与机箱结合组成功能强大的测试系统。模块化结构方便了 XGS2 平台的维护,因为每个主要系统组件都是独立的,并且可以现场更换。

KEYSIGHT XGS2 2插槽台式机箱
KEYSIGHT XGS2 2插槽台式机箱

Novus SFP28/QSFP28 高密度 100/25/10GE 负载模块是大规模控制面/数据面流量生成器,。通过高性能第 2/3 层网络协议仿真和覆盖生成丰富的数据面流量并分析,验证铜缆、多模和单模光纤互连介质上的 100GE、50GE、25GE 和 10GE。可为5G RAN传输验证提供时间敏感网络(TSN)测试,可在 10GE、25GE、50GE、100GE 中验证 TSN 标准。

核心参数:

  • 外形紧凑便携,可支持广泛的速度范围——400/100/50/40/25/10/1GE
  • 高性能第 2/3 层网络协议仿真和覆盖

KEYSIGHT Novus SFP28/QSFP28 高密度 100/25/10GE 负载模块
KEYSIGHT Novus SFP28/QSFP28 高密度 100/25/10GE 负载模块

二,KEYSIGHT XGS2 +CloudStorm 100GE L4-L7层测试系统

XGS2 2插槽 3RU 模块化台式机箱提供高度灵活且便携的机箱,可负载模块供电,还提供测试应用软件,可与机箱结合组成功能强大的测试系统。模块化结构方便了 XGS2 平台的维护,因为每个主要系统组件都是独立的,并且可以现场更换。

CloudStorm 100GE 2 端口负载模块系列是云级应用交付和网络安全测试平台模块,支持高密度、多速率交换机/路由器测试。适用于互操作性和功能测试以及对云、大规模数据中心、服务提供商和企业网络进行高端口数性能测试。 通过使用大规模的真实流量,可实现 2.5 到 3 倍的应用性能,加速实现 4 倍加密性能,是统一的应用和安全测试平台。 在同一物理端口上验证 100GE、50GE、40GE、25GE 和 10GE 的复杂多速率测试需求。

核心参数:

  • 具有第 2 层至第 7 层功能,并且支持 BreakingPoint 和 IxLoad 软件
  • 通过 CloudStorm 保证您的投资可以满足未来需求;能够在单个端口上支持 100/50/40/25/10GE

KEYSIGHT CloudStorm 100GE 2 端口负载模块
KEYSIGHT CloudStorm 100GE 2 端口负载模块

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