導讀:未來5年,全球IP流量將增加三倍??傮w而言,從2017年到2022年,IP流量將以26%的復合年增長率(CAGR)增長。到2022年,每月IP流量將達到50 GB,遠高于2017年的人均16 GB。
思科發(fā)布的最新《視覺網絡指數》(VNI)報告預測,2022年,全球網絡流經的IP流量將超過互聯(lián)網元年到2016年底全部32年間的流量總和。
全球IP流量將增長到三倍以上
到2022年,全球網絡流經的IP流量將達到每年4.8澤字節(jié)(ZB),即每月396艾字節(jié)(EB)。2017年,全球IP流量的年運行率為每年1.5 ZB,即每月122 EB。
未來5年,全球IP流量將增加三倍??傮w而言,從2017年到2022年,IP流量將以26%的復合年增長率(CAGR)增長。到2022年,每月IP流量將達到50 GB,遠高于2017年的人均16 GB。
繁忙時段互聯(lián)網流量的增長速度超過普通互聯(lián)網流量。繁忙時段(或一天中最繁忙的60分鐘時段)互聯(lián)網流量將在2017年至2022年間增加4.8倍,平均互聯(lián)網流量將增加3.7倍。
全球互聯(lián)網用戶將占全球人口的60%
到2022年將有48億互聯(lián)網用戶。這比2017年的34億或占世界人口的45%顯著增加。
全球聯(lián)網設備和聯(lián)接將達到285億
到2022年,連接到IP網絡的設備數量將是全球人口的三倍以上。到2022年,人均將有3.6個網絡設備,而2017年的人均網絡設備數量將達到2.4個。到2022年將有285億個網絡設備,從2017年的180億增加。
到2022年,M2M連接將占全球連接設備和連接的一半以上。M2M連接的份額將從2017年的34%增長到2022年的51%。到2022年,M2M連接將達到146億。
智能手機流量將超過PC流量。在2018年,PC占IP總流量的41%,但到2022年,PC僅占IP流量的19%。到2022年,智能手機占IP總流量的44%,高于2017年的18%。
全球寬帶、Wi-Fi和移動速度將增加一倍或更多
到2022年,無線和移動設備的流量將占IP流量總量的71%。到2022年,有線設備將占IP流量的29%,而Wi-Fi和移動設備將占IP流量的71%。2017年,有線設備占全球IP流量的不到一半,占48%。
從全球來看,移動數據流量將在2017年至2022年間增長七倍。移動數據流量將在2017年至2022年間以46%的復合年增長率增長,到2022年達到每月77.5艾字節(jié)。
從2017年到2022年,全球移動數據流量的增長速度幾乎是固定IP流量的兩倍。固定IP流量將在2017-2022年間以24%的復合年增長率增長,而移動流量的復合年增長率為46%。2017年全球移動數據流量占總IP流量的9%,到2022年將占IP流量總量的20%。
全球應用趨勢:視頻、游戲和多媒體將占全部流量的85%以上
到2022年,全球IP視頻流量將占到所有IP流量(商業(yè)和消費者)的82%,高于2017年的75%。全球IP視頻流量2022年將增長到2017年的四倍,復合年增長率為29%。從2017年到2022年互聯(lián)網視頻流量將增長四倍,復合年增長率為33%?;ヂ?lián)網視頻流量也將增長四倍,復合年增長率為33%。
到2022年,實時互聯(lián)網視頻將占互聯(lián)網視頻流量的17%。實時視頻將從2017年增長到2022年的15倍。
從2017年到2022年,互聯(lián)網視頻監(jiān)控流量將增加7倍。從全球來看,到2022年,所有互聯(lián)網視頻流量的3%將來自視頻監(jiān)控,高于2017年的2%。
虛擬現(xiàn)實(VR)和增強現(xiàn)實(AR)流量將在2017年至2022年間全球增長12倍,復合年增長率為65%。
從2017年到2022年,互聯(lián)網視頻到電視的數量將增加三倍。到2022年,互聯(lián)網視頻到電視將占固定消費者互聯(lián)網視頻流量的27%。
到2022年,消費者視頻點播(VoD)流量將增加近一倍。到2022年,VoD流量將相當于每月100億張DVD。
從2017年到2022年互聯(lián)網游戲流量將增長9倍,復合年增長率為55%。從全球來看,到2022年,互聯(lián)網游戲流量將占全球IP流量的4%,高于2017年的1%。
全球網絡性能
到2022年,寬帶速度將增加近一倍。到2022年,全球固定寬帶速度將達到75.4 Mbps,高于2017年的39 Mbps。
全局流量拓撲
到2022年,內容交付網絡(CDN)將從2017年的56%帶來72%的互聯(lián)網流量。
到2022年,服務提供商網絡容量的三十三%將在2017年的27%之內。
全球5G移動亮點
到2022年,5G設備和連接將占全球移動設備和連接的3%以上。到2022年,全球移動設備將從2017年的86億增長到2022年的123億——其中超過4.22億將是5G能力。
到2022年,全球移動流量的近12%將用于5G蜂窩連接。到2022年,全球平均5G連接每月將產生21 GB的流量。
各區(qū)域市場亮點
中東和非洲的IP流量增長最快,其次是亞太地區(qū)。2017年至2022年間,中東和非洲的流量將以41%的復合年增長率增長。
區(qū)域IP流量增長詳情(2017–2022年)
到2022年,亞太地區(qū)的IP流量將達到每月172.7 EB,復合年增長率為32%。
到2022年,亞太地區(qū)將擁有26億互聯(lián)網用戶(占人口的62%),高于2017年的17億(占人口的41%)
到2022年,亞太地區(qū)將擁有131億網絡設備/連接,高于2017年的86億
到2022年,亞太地區(qū)的平均固定寬帶速度將達到98.8 Mbps,比2017年增長2.1倍(46.2 Mbps)
到2022年,北美的IP流量將達到每月108.4 EB,復合年增長率為21%。
到2022年,南美將擁有3.53億互聯(lián)網用戶(占人口的94%),高于2017年的3.31億(占人口的92%)
到2022年,南美將擁有50億個聯(lián)網設備/連接,高于2017年的29億
到2022年,NA的平均固定寬帶速度將達到94.2 Mbps,比2017年增長2.2倍(43.2 Mbps)
到2022年,西歐的IP流量將達到每月49.9 EB,復合年增長率為22%。
到2022年,WE將擁有3.8億互聯(lián)網用戶(占人口的89%),高于2017年的3.58億(占人口的85%)
到2022年,WE將擁有40億個聯(lián)網設備/連接,高于2017年的23億個
到2022年,WE的平均固定寬帶速度將達到76.0 Mbps,比2017年增長2.0倍(37.9 Mbps)
到2022年,中歐和東歐的IP流量將達到每月25.3 EB,復合年增長率為26%。
到2022年,中東歐將擁有3.64億互聯(lián)網用戶(占人口的73%),2017年將達到3.32億(占人口的68%)
到2022年,CEE將擁有20億個網絡設備/連接,高于2017年的12億個
到2022年,CEE的平均固定寬帶速度將達到46.7 Mbps,比2017年增長1.4倍(32.8 Mbps)
到2022年,中東和非洲的IP流量將達到每月20.9 EB,復合年增長率為41%。
到2022年,MEA將擁有5.49億互聯(lián)網用戶(占人口的32%),高于2017年的3.88億(占人口的23%)
到2022年,MEA的平均固定寬帶速度將達到20.2 Mbps,比2017年增長2.6倍(7.8 Mbps)
到2022年,拉丁美洲的IP流量將達到每月18.8 EB,復合年增長率為21%。
到2022年,拉丁美洲將擁有4.65億互聯(lián)網用戶(占人口的69%),2017年將達到3.68億(占人口的57%)
到2022年,LATAM將擁有20億個網絡設備/連接,高于2017年的14億個
到2022年,LATAM的平均固定寬帶速度將達到28.1 Mbps,比2017年增長2.4倍(11.7 Mbps)
預測概述
目前的思科視覺網絡指數(VNI)預測,2017年至2022年全球IP流量將增加近三倍。附錄提供了詳細的摘要。
到2022年,整體IP流量預計將增長到每月396 EB,高于2017年每月122 EB,復合年增長率為26%(圖1)。與去年的預測相比,這一增長預期略有增長,預計2016年至2021年的復合年增長率將達到24%,這主要得益于移動流量占IP流量總量的比例增加。
此外,最新的預測中一大關鍵點是,越來越多國家的固定流量增長正逐漸跟上其移動流量增長幅度。美國是個例外,2017年固定增長率為26%,同期移動增長率為23%。日本、韓國、加拿大、德國和瑞典都有固定增長,僅略低于其移動增長。大多數國家的移動增長率仍高于固定增長率。
圖1.到2022年,思科VNI預測每月IP流量為396 EB
圖2. 2017年固定和移動互聯(lián)網流量增長率
總體的互聯(lián)網流量在過去20年中經歷了急劇增長。20多年前——1992年,全球互聯(lián)網網絡每天承載大約100 GB的流量。十年后,2002年,全球互聯(lián)網流量達到每秒100千兆字節(jié)(GB/秒)。2017年,全球互聯(lián)網流量達到45,000 GB/秒以上。表1提供了總體互聯(lián)網流量的歷史基準視圖。
表1. Cisco VNI預測:歷史互聯(lián)網環(huán)境
在過去十年中,人均IP和互聯(lián)網流量增長也出現(xiàn)了類似的急劇增長曲線。從全球來看,到2022年,每月人均IP流量將達到50 GB,高于2017年人均16 GB,到2022年人均互聯(lián)網流量將達到44 GB,高于2017年人均13 GB。十年前,2007年,人均互聯(lián)網流量每月低于1GB。 2000年,人均互聯(lián)網流量為每月10兆字節(jié)(MB)。
接下來的部分將探討有助于全球IP流量持續(xù)增長的幾大趨勢。
趨勢1:設備與連接點的持續(xù)變化
在全球范圍內,設備和連接的增長速度(復合年增長率為10%)高于人口(1.0%CAGR)和互聯(lián)網用戶(7%復合年增長率)的增速。這一趨勢正在加速每戶和每人的平均設備和連接數量的增加。每年,市場上都會引入并采用各種攜帶新元素的新設備,這些設備具有增強的功能和智能。越來越多的M2M應用——如智能電表、視頻監(jiān)控、醫(yī)療監(jiān)控、運輸、包裝或資產跟蹤,正在為設備和連接的發(fā)展做出重要貢獻。到2022年,M2M連接將占設備和連接總數的51%。
M2M連接將是增長最快的類別,在預測期內增長近2.4倍,復合年增長率為19%,到2022年預計將達到146億連接。
智能手機將以9%的復合年增長率(增長1.6倍)成為第二快的增長類別。聯(lián)網電視(包括平板電視、機頂盒、數字媒體適配器、藍光光盤播放器和游戲機)將以7%的復合年增長速度增長,到2022年達到32億。個人電腦將繼續(xù)在預測期內下降(下降2.5%)。然而,在整個預測期間和到2022年底,將有更多的個人電腦(PC)而不是平板電腦(12億臺PC和7.9億臺平板電腦)。
到2022年,包括固定和移動設備在內的整個設備的消費者份額將為72%,其余業(yè)務占據剩余的28%。消費者份額將以略微放緩的速度增長,相對于業(yè)務部門的復合年增長率為8.8%,其復合年增長率將達到12.0%。
圖3.全球設備和連接增長
在全球范圍內,人均設備和連接數量將從2017年的2.4個增加到2022年的3.6個(表2)。
到2022年,人均設備和連接平均數最高的國家是美國(13.6個)、韓國(11.8個)和加拿大(11.0個)。
表2.人均設備和連接的平均數量
不斷變化的設備和連接組合,以及多設備所有權的增長會影響流量,這點可以從不斷變化的設備對總IP流量的貢獻中看出來。截至2017年底,59%的IP流量和51%的互聯(lián)網流量來自非PC設備。到2022年,81%的IP流量和互聯(lián)網流量將來自非PC設備(圖4)。
圖4.設備的整體IP流量
與移動網絡的情況一樣,視頻設備可以對流量產生倍增效應。每天從互聯(lián)網上獲取2小時內容的具有互聯(lián)網功能的高清電視將產生與當今整個家庭一樣多的互聯(lián)網流量。隨著智能手機和平板電腦上視頻觀看的增長,來自這些設備的流量占互聯(lián)網總流量的百分比不斷增長。到2022年,PC占全球互聯(lián)網總流量的份額將從2017年的49%降至19%。到2022年,智能手機將占全球互聯(lián)網總流量的50%,高于2017年的23%(圖5)。
圖5.按設備類型劃分的全球互聯(lián)網流量
由于引入了超高清(UHD)/4K視頻流,設備對流量的視頻效果更加明顯。該技術具有這樣的效果,因為4K視頻的比特率大約為15到18Mbp??s,是HD視頻比特率的兩倍以上,是標準清晰度(SD)視頻比特率的9倍。估計到2022年,將近三分之二(62%)安裝的平板電視將是UHD,高于2017年的23%(圖6)。
圖6.不斷增長的視頻流量:到2022年,62%連接的平板電視將為4K
到2022年,超高清(或4K)的視頻點播IP流量將占全球IP視頻流量的22%(圖7)。到2022年,超高清占視頻點播IP流量的百分比將高達35%。
圖7.全球超高清IP視頻流量
趨勢2:IPv6的采用進一步增強并延伸了物聯(lián)網(IoT)連接
從IPv4環(huán)境到IPv6環(huán)境的轉變,正在取得不錯的進展。IPv6設備功能,內容支持以及在其網絡中實施IPv6的運營商都在增加。這些發(fā)展尤其重要,因為亞洲、歐洲、北美和拉丁美洲已經用盡了他們的IPv4配額,預計到2019年非洲將耗盡其配額。
根據IPv4耗盡計數器和地區(qū)互聯(lián)網注冊管理機構(RIR),表3顯示了截至2018年10月各地區(qū)的預計用盡日期。
表3. IPv4地址耗盡日期
基于支持Cisco VNI IPv6的設備分析,預測到2022年全球將有近183億支具有IPv6功能的固定和移動設備,高于2017年的近60億,復合年增長率為26%。就百分比而言,到2022年,64%的固定和移動網絡設備將支持IPv6,而2017年為32%(圖8)。
此估計基于設備和支持IPv6的網絡連接的能力。移動設備IPv6功能的評估基于IPv6的操作系統(tǒng)支持,以及設備可以連接的移動網絡基礎設施類型的估計(3.5代或更高級別版本)固定設備IPv6功能的評估基于IPv6的設備支持以及住宅用戶駐地設備(CPE)或業(yè)務路由器支持IPv6的能力估計,具體取決于設備的最終用戶端。
在全球范圍內,固定和移動網絡運營商正在廣泛部署IPv6協(xié)議,并支持大量IPv6流量占其整體IP流量的百分比。一系列的例子包括法國的Free Telecom(40%)、KDDI(46%)、AT&T(63%)、Comcast(64%)、Verizon Wireless(86%)、Reliance Jio(88%)和T-Mobile( 94%)[來源:世界IPv6發(fā)射組織,2018年9月]。根據谷歌(Google),在2018年9月,通過IPv6訪問Google的用戶比例接近25%;從2017年5月的11%上升[來源:谷歌統(tǒng)計2018年9月]。
在這些行業(yè)發(fā)展過程中,考慮到每臺設備每月流量的估計全球平均值,思科VNI預測正在努力估算可能產生的IPv6網絡流量,如果一部分支持IPv6的設備主動連接到IPv6網絡類型。
圖8. 2017-2022全球支持IPv6的設備和連接點預測
展望2022年,如果60%的支持IPv6的設備主動連接到IPv6網絡,預測估計全球IPv6流量將達到每月132 EB,占總互聯(lián)網流量的38%(圖9)。
當然,這一估計是基于以下假設:IPv6設備功能、IPv6內容支持和IPv6網絡部署將與當前趨勢保持同步,甚至可能在預測期間加速??紤]到這些變量的相互依賴性,隨著我們的分析的繼續(xù),預測假設可能會有所改進。
內容提供商也在努力增加其網站和服務的IPv6支持。據Cisco IPv6實驗室稱,到2022年,通過IPv6提供的內容將約為51%。但是,根據不同地區(qū)和國家/地區(qū)的網站的受歡迎程度,可能存在差異。此外,特定的國家/地區(qū)計劃和內容提供商部署對本地IPv6內容的可訪問性產生了積極影響。
總體而言,通過IPv6網絡生成大部分互聯(lián)網流量的可能性為網絡運營商、內容提供商和最終用戶尋求獲得IPv6的可擴展性和性能優(yōu)勢以及實現(xiàn)物聯(lián)網(IoT)提供了相當大的機會。
圖9. 2017-2022年全球固定和移動IPv6流量預測
趨勢3:許多行業(yè)的M2M應用程序加速了物聯(lián)網的增長
物聯(lián)網(IoT)不再是一種現(xiàn)象,但它已經成為一種流行的系統(tǒng)——人、流程、數據和事物實現(xiàn)萬物互聯(lián)。從全球來看,M2M連接將增長2.4倍,從2017年的61億增長到2022年的146億(圖10)。到2022年,全球每人將擁有有1.8個M2M連接。
圖10.全球M2M連接增長
到2022年,家庭自動化,家庭安全和視頻監(jiān)控,連接白色家電和跟蹤應用等互聯(lián)家庭應用將占M2M總連接數的48%或近一半,這表明M2M在我們生活中的普遍性(圖11)。聯(lián)網汽車的應用——包括車隊管理、車載娛樂和互聯(lián)網接入、路邊援助、車輛診斷、導航和自動駕駛等,將成為增長最快的行業(yè)領域,復合年增長率為28%。互聯(lián)城市應用將以第二快的速度增長,年復合年增長率為26%。
圖11.按行業(yè)劃分的全球M2M連接增長情況
雖然連接數量增長了2.4倍,但同期全球M2M IP流量將增長7倍以上,從2017年每月3.7 EB(全球IP流量的3%)到2022年超過25 EB(整體IP流量的6%;參見圖12)。由于M2M視頻連接應用的部署增加,以及遠程醫(yī)療和智能汽車導航系統(tǒng)等需要更大帶寬和更低延遲的應用不斷拓寬,流量的增長速度快于連接數。
趨勢4:應用程序(APP)流量增長
所有形式的IP視頻(包括互聯(lián)網視頻、IP視頻點播、通過文件共享交換的視頻文件、視頻流游戲和視頻會議)的總和將繼續(xù)保持在總IP流量的80%到90%的范圍內。到2022年,全球IP視頻流量將占流量的82%(圖13)。
圖13.按應用程序(APP)類別劃分的全局IP流量
隨著視頻的增長,互聯(lián)網流量正在從相對穩(wěn)定的流量流(Peer-to-Peer[P2P]流量的特征)演變?yōu)楦觿討B(tài)的流量模式。
過去幾年中,服務提供商發(fā)現(xiàn)與游戲下載相關的流量正顯著增加。較新的游戲機如Xbox One和PlayStation 4擁有足夠的機載存儲空間,可讓游戲玩家下載新游戲,而不是在光盤上購買。這些圖形密集型游戲是大型文件,到2022年,游戲流量將達到所有IP流量的4%。此外,這些下載往往發(fā)生在高峰使用期間,游戲下載量占到繁忙時段流量的8%。預計游戲流量的增長將繼續(xù),游戲是一種流量形式,將限制視頻流量在2022年之前超過預計的82%的可能性。
互聯(lián)網視頻流量本身也發(fā)生了變化(圖14)。特別是,實時互聯(lián)網視頻有可能帶來大量流量,因為它取代了傳統(tǒng)的廣播觀看時間。實時視頻已占互聯(lián)網視頻流量的5%,到2022年將增長15倍,達到17%。另外值得注意的是視頻監(jiān)控流量(dropcams)的增長。這種流量與直播或點播流的性質截然不同,代表了穩(wěn)定的上游視頻流量流,從家庭和小型企業(yè)不斷上傳到云端。
圖14.按子分類的全球互聯(lián)網視頻
視頻對流量對稱性的影響
除了短視頻和視頻通話外,大多數形式的互聯(lián)網視頻都沒有大型上游組件。結果,流量不會變得更加對稱,這是許多人在用戶生成的內容首次流行時所預期的情況。訂閱者作為內容制作者的出現(xiàn)是一種極其重要的社會、經濟和文化現(xiàn)象,但訂閱者瀏覽消費的視頻仍然遠遠超過他們制作的視頻。幾年來,上游流量略有下降。
在接下來的幾年里,住宅互聯(lián)網流量似乎仍然不對稱。然而,許多情況可能會導致增加對稱性。例如:
內容提供商和分銷商可以采用P2P作為分銷機制。多年來,P2P一直是低成本內容交付系統(tǒng)(CDS)的有力案例,但大多數內容提供商和分銷商都選擇直接分發(fā),除了中國的PPStream和PPLive等應用程序。通過P2P提供實時視頻流,并取得了巨大成功。如果其他地區(qū)的內容提供商效仿,流量可能會迅速變得高度對稱。
高端視頻通信可能會加速,需要對稱帶寬。 PC到PC的視頻通話正在獲得動力,新興的移動視頻通話市場似乎有希望。如果高端視頻通話變得流行,流量可以朝著更大的對稱方向發(fā)展。
通常,如果服務提供商可以提供充足的上游帶寬,則會開始出現(xiàn)使用上游容量的應用程序。
趨勢5:“剪線”(Cord-Cutting)分析
在思科VNI的預測中,“剪線”指的是傳統(tǒng)和訂閱電視觀看越來越多地被其他視頻觀看方式所取代的趨勢,例如在線和移動視頻,觀眾可通過固定和移動互聯(lián)網連接。
我們看到一種趨勢,即數字電視服務的增長表明所有數字平臺(有線電視,IPTV,衛(wèi)星等)的電視收視率相對于移動視頻的增長速度要慢得多。此外,在新興地區(qū),移動視頻增長率甚至更高,因為這些地區(qū)正在繞過固定連接。
此外,如果我們看一下像數字媒體適配器(DMA)這樣的互聯(lián)網設備,我們發(fā)現(xiàn)盡管它們只占所有互聯(lián)網連接電視的9%,包括服務提供商機頂盒、游戲機和直接連接的互聯(lián)網電視機。
2022年,它們占全球互聯(lián)網電視流量的18%。這一趨勢再次表明,對服務提供商管理的STB的依賴程度越來越低,尤其是對于互聯(lián)網接入和視頻(圖15)。
圖15.全球數字媒體適配器的增長
從流量的角度來看,我們預計,平均而言仍然使用線性電視的家庭所產生的流量將遠遠低于“剪線”并依賴互聯(lián)網視頻的家庭(圖16)。 2017年,一個剪線家庭每月產生141 GB,而普通家庭每月產生82 GB。之所以出現(xiàn)這種差異是因為線性電視產生的流量要少得多(在眾多線性電視家庭中共享一條視頻流)而不是互聯(lián)網視頻。
圖16.整體剪線產生的流量增加了72%
趨勢6:安全性分析
用戶希望他們的在線體驗始終可用且始終安全——并確保他們的個人和企業(yè)資產安全。從安全威脅的角度來看,過去幾年很容易成為最重要的時期,許多嚴重的數據泄露已在媒體上鬧得沸沸揚揚了。鑒于與數據泄露相關的商業(yè)化與品牌損害影響,網絡安全被視為業(yè)務風險,而不僅僅是IT問題。技術進步是經濟增長的主要動力,但也導致了網絡攻擊的發(fā)生率更高。電子商務、移動支付、云計算、大數據與分析、物聯(lián)網、人工智能、機器學習和社交媒體等主要趨勢都會增加用戶和企業(yè)的網絡風險。這使問題更加復雜,威脅的性質變得更加多樣化。
該列表包括分布式拒絕服務(DDoS)、勒索軟件、高級持續(xù)威脅(APT)、病毒、蠕蟲、惡意軟件、間諜軟件、僵尸網絡、垃圾郵件、欺詐、網絡釣魚、黑客攻擊以及潛在的國家認可的網絡戰(zhàn)。
根據2018年身份盜竊資源中心的數據,截至2018年9月,共有864筆違規(guī)記錄,遭泄密的數據總共有近3420萬條。截至2018年,每次數據泄露的數量平均為39,554條。業(yè)務類別中公開披露顯示的記錄數量最多。根據IBM Security and Ponemon Institute 2018數據違規(guī)成本研究,丟失或被盜記錄的平均成本繼續(xù)增加,2018年全球為148美元,而2017年平均為141美元。物聯(lián)網設備的廣泛使用增加了成本,每個泄密記錄平均為5美元。美國和加拿大的數據泄露人均成本最高,分別為233美元和202美元。印度和巴西的人均成本最低,分別為68美元和67美元。
根據Verizon 2018數據泄露調查報告,有許多方法可以破解這一困境。調查顯示,76%的違規(guī)行為都是出于財務動機,48%的違規(guī)行為都是黑客行為。幾乎四分之三(73%)的網絡攻擊是由外人犯下的。有組織性犯罪團伙的成員參與了一半的數據偷盜。
當多個系統(tǒng)充斥目標系統(tǒng)(通常是一個或多個Web服務器)的帶寬或資源時,就會發(fā)生分布式拒絕服務(DDoS)攻擊。這種攻擊通常是多個受損系統(tǒng)充斥目標系統(tǒng)流量的結果。 DDoS攻擊代表了絕大多數服務提供商所觀察到的主要威脅。基礎設施中斷也繼續(xù)構成威脅,超過一半的運營商遇到此問題。根據Arbor Networks第13期年度基礎設施安全報告,2017年峰值DDoS攻擊規(guī)模為600 Gbps,低于2016年的841 Gbps。但2018年上半年的全局又發(fā)生了變化:DDoS峰值攻擊量達到了1.7Tbps,比2017年上半年增加了179%。這是由于網絡犯罪分子利用Memcached協(xié)議中的漏洞。這已成為一種越來越受歡迎的方法,因為它不需要惡意軟件驅動的僵尸網絡。 2017年平均DDoS攻擊規(guī)模為990 Mbps,比2016年的1,133 Mbps略有下降,足以讓大多數組織完全陷入脫機狀態(tài)。然而,自Memcached出現(xiàn)以來,平均攻擊??規(guī)模從2017年上半年到2018年上半年增加了37%。
DDoS攻擊可能占一個國家互聯(lián)網流量總量的25%(圖18)。 2017年,DDoS攻擊背后的主要動機是犯罪分子表現(xiàn)出攻擊能力,游戲、刑事勒索企圖分別位居第二和第三位。2017年和2018年第一季度的事件再次表明,攻擊者正在增加計算資源以執(zhí)行DDoS攻擊。擴散攻擊者擁有執(zhí)行DDoS攻擊的工具,利用網絡中的漏洞和計算資源。安全廠商則繼續(xù)努力確保這些攻擊在網絡犯罪分子的財務上行不通。
圖17. DDoS攻擊規(guī)模和流量增加
到2022年,全球DDoS攻擊總數將翻一番,達到1450萬(圖18)。
圖18. 2017-2022年全球DDoS攻擊預測
現(xiàn)代勒索軟件攻擊源于本十年早期的兩項創(chuàng)新:加密和比特幣。2017年,Mirai Botnet、WannaCry、Petya、NotPetya攻擊一個接一個,讓人們一時手足無措。2017年Mirai Botnet的攻擊,則暴露了物聯(lián)網中與家庭監(jiān)控和設備相關的漏洞。然而,這種擔憂也超出了家庭的范圍。智能手機應用程序中的漏洞也可用于引入惡意軟件。通過智能城市和下一代移動和Wi-Fi標準實現(xiàn)車對車(V2V)通信和車對通(V2X)通信。密鑰卡掃描、控制氣囊系統(tǒng)和防撞系統(tǒng)都是可能的。安全性仍將是物聯(lián)網部署和擴散的關鍵部分。
趨勢7:加速對流量增長帶來的影響
固定網絡(寬帶)速度
寬帶速度是IP流量的關鍵推動因素。寬帶速度的提高導致高帶寬內容和應用的消耗和使用增加。全球平均寬帶速度繼續(xù)增長,并將從2017年到2022年翻一番,從39.0 Mbps增加到75.4 Mbps。表4顯示了2017年至2022年的預計寬帶速度。有幾個因素影響固定寬帶速度預測,包括光纖到戶(FTTH),高速DSL和有線寬帶采用的部署和采用,以及整體寬帶普及率。在這項研究涉及的國家中,日本、韓國和瑞典在寬帶速度方面領先于思科VNI國家,主要是因為它們廣泛部署了FTTH。
表4. 2017-2022年固定寬帶速度(Mbps)
考慮以這些速度下載高清電影需要多長時間:10 Mbps,需要20分鐘;速度為25 Mbps,需要9分鐘;但在100 Mbps時,只需2分鐘。高帶寬速度對于支持消費者云存儲至關重要,使得大型多媒體文件的下載速度與從硬盤傳輸一樣快。表5顯示了按地區(qū)劃分的速度超過10 Mbps、25 Mbps和50 Mbps的寬帶連接百分比。
表5. 2017-2022年寬帶速度大于10 Mbps
一些國家的用戶目前的平均速度超過125 Mbps,為未來的視頻需求鋪平了道路。視頻在今天的家庭中仍然需求巨大,但未來的視頻應用需求將會有很大的帶寬需求,甚至超過2022年的預測期。在圖19中,思科探討了未來視頻應用的場景;今天的帶寬需求是未來需求的一小部分。
圖19.未來家庭對視頻流量的巨大需求
移動網絡速度
從全球來看,2017年的平均移動網絡連接速度為8.7 Mbps。平均速度將超過三倍,到2022年將達到28.5 Mbps。
當速度增加時總體使用會增加,盡管速度增加和使用增加之間通常存在延遲,這可能在幾個月到幾年之間。與采用平板電腦和智能手機相關的突發(fā)性也是相反的,因為平板電腦和智能手機在體驗設備可以支持的速度方面存在延遲。思科VNI預測將應用比特率與每個國家/地區(qū)的平均速度相關聯(lián)。從而可以在速度預測中看到由此產生的流量預測的許多趨勢,例如發(fā)展中國家和地區(qū)相對于較發(fā)達地區(qū)的高增長率(表6)。
表6.按國家/地區(qū)劃分的預計平均移動網絡連接速度(以Mbps為單位)
當前和歷史速度基于Ookla的Speedtest.net數據。針對移動數據速度的前瞻性預測基于到2022年移動連接中2G、3G、3.5G和4G相對比例的第三方預測。
在預測期內推動移動速度增長的一個關鍵因素是第四代(4G)移動連接的比例越來越大。 4G連接對流量的影響很大,因為4G連接(包括移動WiMAX和長期演進(LTE))會產生不成比例的移動數據流量。
移動設備的Wi-Fi速度
在全球范圍內,來自雙模移動設備的Wi-Fi連接速度到2022年將增加一倍以上。到2022年,平均Wi-Fi網絡連接速度(2017年為24.4 Mbps)將超過54.2 Mbps。北美將體驗到最快的Wi-Fi網絡速度——83.8 Mbps(表7)。
Wi-Fi速度本質上取決于與房屋的寬帶連接的質量。速度還取決于CPE設備中的Wi-Fi標準。
最新標準IEEE 802.11ac和802.11 ad被認為是真正的有線補充,可以實現(xiàn)更高清晰度的視頻流和需要更高數據速率的服務。此外,使用Wi-Fi技術的一個重要因素是熱點的數量和可用性。
表7.按國家/地區(qū)劃分的預計平均Wi-Fi網絡連接速度(以Mbps為單位)
趨勢8:移動(Wi-Fi)網絡繼續(xù)獲得增長動力
消費者視頻使用的主要因素之一是增加流量。長期以來,滿足不斷增長的帶寬需求的主要解決方案之一就是利用Wi-Fi網絡,使運營商能夠擴展容量以滿足用戶的需求。到2022年,全球將有近549萬個公共Wi-Fi熱點,比2017年的1.24億個熱點高出四倍。西歐的熱點數量最多,2017年全球Wi-Fi熱點占48%。到2022年,亞太地區(qū)的熱點比例最高,為47%。公共Wi-Fi和社區(qū)熱點都包含在預測中。社區(qū)熱點或家庭熱點已經成為公共Wi-Fi領域潛在的重要元素。在這種模式中,用戶允許他們的住宅網關的部分容量開放實現(xiàn)臨時使用。家庭點可以由寬帶或其他提供商直接提供或通過合作伙伴提供。亞太地區(qū)將率先采用家庭WiFi網絡。到2022年,中國將占據主體,其次是美國和日本。
到2022年,全球酒店,咖啡館和餐館將擁有最多的熱點,增長最快的是醫(yī)療保健設施(醫(yī)院),這些熱點在預測期內將增加兩倍。醫(yī)院中Wi-Fi的主要目標是改善醫(yī)療服務和員工生產力的提供,第二個好處是為患者、他們的家人和他們的客人提供互聯(lián)網接入。
這些垂直行業(yè)的整體和展望未來的是改變游戲規(guī)則的物聯(lián)網設備和連接。根據WBA聯(lián)盟的說法,需要為物聯(lián)網設備尋找一種動態(tài)方式來搜索可計算網絡,并在沒有干預的情況下大規(guī)模地在Wi-Fi和移動網絡之間靈活漫游。此外,隨著服務提供商尋找通過Wi-Fi商業(yè)化并產生新收入來源的新方法,對Wi-Fi廣告和位置服務的興趣也在增長。同樣清晰的是,消費者越來越意識到并且可以將其位置、移動和行為的數據交換為免費Wi-Fi。
采用Hotspot 2.0的關鍵促成因素是更高速的Wi-Fi網關以及IEEE 802.11ac和最新的802.11ax標準的采用。從全球來看,最新的Wi-Fi標準IEEE 802.11ac的流行將從2017年到2022年獲得動力。到2022年,86.9%的小型辦公室家庭辦公室(SOHO)Wi-Fi路由器將配備802.11ac。 IEEE 802.11n于2007年獲得批準,它提供了一系列速度選擇,允許用戶查看中等分辨率的視頻流,因為吞吐量更高。IEEE 802.11ac具有非常高的理論速度,被認為是真正的有線補充,可以通過需要更高數據速率的用例實現(xiàn)更高清晰度的視頻流和服務。最新的802.11ax也稱為高效無線(HEW),其目標是在密集的用戶環(huán)境中將每個用戶的平均吞吐量提高至少四倍。它將實現(xiàn)密集的物聯(lián)網部署。到2022年,全部SOHO路由器的9.5%將配備802.11ax(圖20)。
圖20.有線和無線技術的未來
Wi-Fi與其他小型蜂窩技術一起發(fā)揮著強大的作用,可以在5G時代推出關鍵的應用案例。
移動數據流量的快速增長已得到廣泛認可和報道。移動性的趨勢也延伸到固定網絡的領域,因為越來越多的流量將來自便攜式或移動設備。圖21顯示了與來自有線設備的流量相關的Wi-Fi和移動流量的增長。到2022年,有線網絡將占IP流量的29%,而Wi-Fi和移動網絡將占IP流量的71%。 2017年,有線網絡占IP流量的48%;Wi-Fi占43%;移動或蜂窩網絡占全球IP流量總量的9%。
圖21.全球IP流量,有線和無線
縮小對互聯(lián)網流量的關注并排除受管理的IP流量會產生更明顯的趨勢。到2022年,有線設備將占互聯(lián)網流量的21%,而Wi-Fi和移動設備將占互聯(lián)網流量的79%(圖22)。 2017年,有線設備占互聯(lián)網流量的35%。
圖22.全球互聯(lián)網流量,有線和無線
趨勢9:流量模式分析(峰值與平均值相比,CDN吸收率和SD-WAN)
盡管平均互聯(lián)網流量已經穩(wěn)定增長,但繁忙的小時流量(或當天最繁忙的60分鐘流量)仍然比平均互聯(lián)網流量增長更快。服務提供商根據峰值速率,而不是平均速率來規(guī)劃網絡容量。從2017年到2022年,全球繁忙時段的互聯(lián)網使用將以37%的復合年增長率增長,而平均互聯(lián)網流量則為30%(圖23)。
圖23.繁忙時段:與平均互聯(lián)網流量增長相比
視頻是加速繁忙時段流量增長的根本原因。與其他形式的流量(全天均勻分布)(例如網頁瀏覽和文件共享)不同,視頻往往具有“黃金時間”。由于視頻消費模式,互聯(lián)網現(xiàn)在忙碌繁忙。由于視頻具有比數據或文件共享更高的峰均比,并且由于視頻正在獲得流量共享,因此峰值互聯(lián)網流量將比平均流量增長更快。互聯(lián)網視頻的組成變化進一步放大了峰值和平均流量之間的差距。實時視頻(如實時視頻、環(huán)境視頻和視頻通話)的峰值平均比率高于點播視頻。
內容交付網絡(CDN)在數據交付中的作用日益增強,從而帶來了流量拓撲的變化。到2022年,CDN將占互聯(lián)網總流量的72%(圖24),高于2017年的56%。盡管網絡性能通常歸因于服務提供商提供的速度和延遲,但CDN使用的傳輸算法具有相同的性能。對視頻質量的影響不大。
許多CDN流量由私人CDN而非第三方CDN承載。私有CDN是由內容提供商為其自己的內容構建和操作的,并且僅是其內容。其他內容提供商無法購買私有CDN容量。大型私人CDN運營商包括谷歌、亞馬遜、Facebook和微軟。
圖24.全球內容交付網絡互聯(lián)網流量,2017年和2022年
CDN將攜帶更接近最終用戶的流量,但是目前很多CDN流量被存儲到區(qū)域核心網絡上。然而,服務提供商網絡的城域容量增長速度超過核心容量,到2022年將占總服務提供商網絡容量的三分之一或33%,高于2017年的27%(圖25)。
圖25.互聯(lián)網流量越來越靠近邊緣
速度是互聯(lián)網流量的關鍵因素。當速度增加時,用戶流式傳輸和下載更大量的內容,自適應比特率流式傳輸會根據可用帶寬自動提高比特率。服務提供商發(fā)現(xiàn)帶寬更大的用戶會產生更多流量。到2022年,擁有高速光纖連接的家庭將比全球通過DSL或有線寬帶連接的家庭產生多23%的流量(圖26)。 2017年,家庭光纖連接(FTTH)平均每月產生86 GB,到2022年每月將產生264 GB。
圖26.家庭光纖連接比擁有其他寬帶來源的家庭產生更多流量
為了限制流量,服務提供商可以建立基于使用的分層定價和數據上限。
移動運營商在2018年增加了為消費者提供計劃的數據量。其中一些計劃包括超過25GB的數據上限。競爭加劇了這種增長,因為運營商喜歡與同行保持同步,為營銷目的提供“最多的數據”。隨著移動普及率在所有地區(qū)的許多國家達到飽和點,2017年以前的戰(zhàn)略是實施分層計劃,作為一種通過數據商業(yè)化并有效管理或限制流量最高用戶的方式。雖然與五年前相比,前1%的用戶繼續(xù)消耗更少的數據,但無限制的計劃已經重新抬頭。通常,數據上限比固定用戶影響更大比例的移動用戶。在固定網絡上,數據上限不斷增加,以滿足用戶對視頻日益增長的需求。與此同時,與2017年相比,大多數國家的固定寬帶運營商在2018年提供了更高的寬帶速度等級。中國運營商特別提高了固定寬帶速度,提供數百兆比特的速率,其中有一個能提供1 Gbps的運營商;在美國,大多數提供商提供1 Gbps,其中有一個運營商提供2 Gbps。日本、瑞典、瑞士、阿聯(lián)酋和卡塔爾的固定運營商已經開始嘗試提供10 Gbps的高速服務。
在一些國家,Netflix占據了相當大比例的互聯(lián)網視頻流量。
在技術更迭方面,不少企業(yè)已經開始采用SD-WAN(圖27)。SD-WAN流量將以37%的復合年增長率增長,而傳統(tǒng)的基于MPLS的WAN則為3%。到2022年,SD-WAN將增加5倍,占WAN流量的29%。
圖27.全球企業(yè)SD-WAN流量
其他值得關注的趨勢
思科的預測模型還是略顯保守。事實上,網絡架構、設備/連接部署以及APP使用方面的新興趨勢和創(chuàng)新有可能顯著地增加流量、特性等方面的變化。根據我們的觀點和分析,以下主題值得在預測過程中作為未來的參考。
基礎設施/網絡架構轉型
邊緣網絡不斷變得更智能、容量更大,以支持不斷發(fā)展的網絡需求和卓越的網絡體驗。全球的服務提供商將會越來越頻繁地進行網絡投資和架構轉型,以加強網絡邊緣的能力。根據思科分析,到2022年,33%的全球服務提供商網絡容量將在城域網內(2017年為27%)。相比之下,到2022年,全球服務提供商網絡容量的24%將在區(qū)域主干中(從2017年的25%下調),到2022年全球服務提供商網絡容量的43%將成為跨國主干(低于2017年的48%)。
5G部署,將帶來移動方面的創(chuàng)新,并把固定/移動網絡融合推向新的水平。到2022年,全球22%的互聯(lián)網流量將來自移動(蜂窩)網絡(2017年為12%)。到2022年,約有3%的全球移動設備/連接將具備5G功能(全球移動流量的近12%將來自5G)。正如預期的那樣,來自世界各地的移動運營商開始推出試用5G網絡(參見Lifewire的全球5G可用性)。許多行業(yè)專家認為,大規(guī)模的5G部署將在2020年開始形成,屆時移動頻譜、標準、盈利業(yè)務計劃和其他運營問題將得到更充分的充實。
設備/連接切換
智能手機作為社交媒體、視頻消費、跟蹤物聯(lián)網/數字化應用(等)以及傳統(tǒng)語音的“通信樞紐”,仍將處于主導地位。到2022年,智能手機將占全球IP流量的44%(2017年為18%)。這一趨勢表明了智能手機對消費者和企業(yè)用戶如何訪問和使用互聯(lián)網和IP網絡的影響。
物聯(lián)網連接和應用程序的可量化影響,正在創(chuàng)建新的網絡需求和要求。到2022年,物聯(lián)網連接將占所有全球連接設備和連接(285億)的一半以上(146億)。雖然物聯(lián)網包括各種低帶寬到高帶寬的應用(從智能電表到智能汽車),到2022年,分部將占全球IP流量的6%以上(2017年僅略高于3%)。除了流量增長的影響外,物聯(lián)網還是固定/移動融合網絡創(chuàng)新和全面網絡安全改進的催化劑。
APP采用和使用
互聯(lián)網游戲正在復蘇——從2017年到2022年,流量將增長9倍。游戲點播和流媒體游戲平臺已經開發(fā)了好幾年,其中許多是在過去幾年中新發(fā)布的。它們使用傳統(tǒng)游戲、圖形處理可以在游戲玩家的計算機或控制臺上進行。在云游戲的基礎上,則可以在遠程服務器上生成游戲圖形,并通過網絡傳輸給游戲玩家。隨著云游戲的普及,游戲可能成為最大的互聯(lián)網流量類別之一。
虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實:隨著新硬件可供個人使用,以及越來越多的內容消費,VR和AR預計將在此預測期(2017年至2022年)繼續(xù)保持高速增長。與虛擬和增強現(xiàn)實應用相關的流量,有望在未來五年內增長12倍(復合年增長率為65%)。這種增長主要來自大型VR內容文件和應用程序的下載,但一個重要的因素是虛擬現(xiàn)實流的潛在應用,這可能會使其增長甚至高出我們對高增長的預測。
視頻監(jiān)控:新的連接互聯(lián)網的視頻監(jiān)控攝像機將恒定的視頻流上傳到云端進行遠程觀看。隨著來自每個攝像機的視頻流量穩(wěn)定,視頻監(jiān)控已經對整體互聯(lián)網流量產生影響。它占今天互聯(lián)網視頻流量的2%,到2022年將增長7倍,達到3%。如果這些設備在未來五年內走向大眾市場,我們可以看到視頻攝像機產生了大量的流量,嵌入互聯(lián)網后的內置攝像頭——每個攝像機每月可生成高達300 GB數據,可對高活動區(qū)域進行全高清分辨率監(jiān)控。