隨著5G、工業(yè)互聯網等的發(fā)展,傳統(tǒng)IP技術難以支撐未來新應用的業(yè)務需求,對新的網絡協議和技術的需求更加急迫;而且IP技術碎片式、補丁式的發(fā)展導致IP越來越臃腫,在新技術的構建中,自頂向下的頂層架構設計愈發(fā)重要。
近日,由華為網絡技術實驗室主辦的“網絡5.0”專題研討會在全球網絡技術大會(GNTC)上成功召開。本次研討會主要梳理了新應用對數據網絡的需求、分析了現在數據網絡存在的問題以及發(fā)展網絡5.0技術的機遇與挑戰(zhàn),同時提出了新的網絡架構及協議體系、探討了實驗平臺創(chuàng)新和芯片技術變革等思路,吸引了眾多專家現場聽會。
蔣林濤:網絡5.0研究需要考慮兩個體系架構
中國信息通信研究院科技委主任蔣林濤首先介紹了發(fā)展網絡5.0技術的機遇和挑戰(zhàn),重點分析ICT信息基礎設施融合、工業(yè)互聯網以及第五代移動通信等典型應用場景的需求及網絡5.0面臨的挑戰(zhàn)。網絡能力和性能的缺失和不足成為信息業(yè)發(fā)展瓶頸,是目前最大的問題。
蔣林濤表示,與前四代網絡技術不同,第五代網絡技術因為ICT技術融合發(fā)展,在組網技術上發(fā)生了重大的變化。第五代網絡技術研究中需要考慮兩個體系架構,網絡體系架構和組網體系架構。目前往往將網絡架構和組網架構混為一談,過分夸大組網技術的作用,而忽略了網絡體系架構技術本質和作用?!皬募夹g本質上來說,組網體系架構決定網絡的構建和組織形態(tài)(對組網技術影響最大的是NFV),網絡體系架構決定網絡的性能和能力(目前研究得很少),它們使用的技術也是不同的?!笔Y林濤如是說。
不可否認的是,網絡5.0還面臨著缺乏體系化的網絡理論、缺乏技術突破的思路等方面的挑戰(zhàn)。蔣林濤建議,網絡5.0今后的發(fā)展應聚焦有限可實現的目標,指標確定,要多采用繼承性發(fā)展,避免顛覆性發(fā)展。同時,蔣林濤提出了幾點網絡5.0發(fā)展的技術要求,包括內生的安全可信、內生的網絡資源管控能力、低時延和確定性時延以及網絡層的移動性等。
中國電信雷波:研究自組織網絡智能編排管理網絡中國電信北京研究院IP與未來網絡研究中心主任雷波主要從未來網絡管理方面分析了現有網絡面臨的眾多挑戰(zhàn),主要包括:網絡架構動態(tài)變化帶來的復雜性、分層解耦后的故障定位帶來的復雜性、網絡資源實時調整帶來的復雜性。
具體來看,首先傳統(tǒng)網絡架構采用自頂向下的設計方式部署獨立的系統(tǒng),網絡架構固定,設計和部署周期長。而隨著網絡業(yè)務的急劇發(fā)展,未來的網絡架構是基于云化基礎設施的自底向上組合編排,網絡架構面向業(yè)務場景適配,隨時可變,部署周期短。其次,演進到NFV網絡后,分層解耦引入了更多廠商和更多可能的故障點,運營商面臨更為復雜的故障定位根因分析和責任劃定。最后,網絡資源的實時調整也帶來了復雜性。要解決這些問題,就需要研究自組織網絡來進行智能化的編排管理。
雷波透露,中國電信的“標準先行”策略致力于推進網絡人工智能國際標準的制定,借高性能計算、機器學習工具、大數據應用之力,推動未來網絡的發(fā)展。目前,中國電信已在流量預測子模塊與AI算法應用方面取得了非常關鍵的進展。
中國移動耿亮:期待盡快形成下一代網絡關鍵技術架構共識中國移動研究院網絡所項目經理耿亮表示,目前網絡計算融合演進出現了兩大發(fā)展趨勢:一是5G網絡架構從IT化、互聯網化、極簡化、服務化4個系統(tǒng)設計理念出發(fā),通過8大技術方向推進了架構的變革,5G對NFV、端到端網絡切片及邊緣計算的支持,要求網絡與計算基礎資源協同發(fā)展;二是垂直行業(yè)新業(yè)務引發(fā)的流量去中心化和近端業(yè)務處理,邊緣網絡流量激增以及本地部署業(yè)務的需求,要求邊緣節(jié)點需要具備更強的算力,并實現云計算與邊緣計算業(yè)務流量的合理調度。
為應對這些發(fā)展趨勢,網絡需從盡力而為走向靈活定制,并由外生走向內生算力。未來,確定性網絡、網絡功能組件化、靈活動態(tài)組播、基于算力感知的網絡調度、基于意圖的網絡等將成為關鍵技術發(fā)展趨勢。
在耿亮看來,數通網絡的演進不僅僅發(fā)生在網絡平面,而要與算力平面協同考慮,此外,網絡計算融合促進轉發(fā)面與控制面變革,轉發(fā)面需要更加靈活開放,控制面需要更加智能。耿亮建議基于網絡計算融合演進的需求,盡快形成下一代數通網絡關鍵技術的架構共識,形成有階段落地可行性的體系架構。
中國聯通鄭毅:積極向新一代網絡架構CUBE-Net 2.0演進中國聯通智能網絡中心高級工程師鄭毅指出,5G典型業(yè)務對承載網提出了更高的要求,如超高速率、超低時延、以DC為中心、云網協同、支持網絡切片、高精度時鐘同步等。除了5G外,B2C、B2B類業(yè)務也對網絡提出了新的需求,要求網絡能夠提供業(yè)務按需部署能力和業(yè)務差異化能力。同時,網絡現在也存在很多問題,網絡擴展不靈活,對創(chuàng)新業(yè)務支撐不足;城域層面網絡數量及層次偏多,運維復雜;移動業(yè)務承載效率偏低;業(yè)務端到端打通實現困難等。
運營商的競爭優(yōu)勢,已逐漸從“大(性能、容量)”轉移到“快”,要快速業(yè)務創(chuàng)新、快速響應客戶需求、快速開發(fā)業(yè)務、快速故障定位。下一代運營系統(tǒng)變革和網絡變革成為必須。全球主流運營商紛紛啟動ICT架構轉型,中國聯通也將向新一代網絡架構CUBE-Net 2.0演進。
對于技術發(fā)展趨勢,在鄭毅看來,網絡協議簡單化、標準化、自動化是未來發(fā)展方向,面向未來不同的業(yè)務,增強差異化服務能力十分重要。
華為閆屾:下一代IP協議體系應具備三大特征華為2012網絡技術實驗室高級工程師閆屾介紹了新網絡協議體系的探索研究,主要闡述了網絡5.0協議體系的整體設計思路及未來的研究方向。
閆屾表示,從虛擬/增強現實到全息通信,網絡支撐的業(yè)務場景一直在改變,也越來越復雜,網絡面臨前所未有的挑戰(zhàn)。隨著工業(yè)4.0和智能制造概念由歐洲提出,工業(yè)生產線全面ICT化轉型帶來重大機遇,相關應用場景對于數據與通信網絡提出了新需求,需要布局相關創(chuàng)新技術研究:新型的組網模式和網絡架構、精準實時數據傳輸、柔性制造且業(yè)務靈活可配置、多目標的程序化方法等。為此,華為設置了網絡技術實驗室,圍繞萬物互聯和全行業(yè)數字化的新需求,構建下一代網絡協議體系架構。
在閆屾看來,下一代IP協議體系應具備三大特征:一是機器通信比重逐步提高,需要網絡在盡力而為之上提供全等級確定性服務;二是通信場景多種多樣,需要靈活多樣的尋址和路由方式;三是從數據交換到價值交換,網絡安全訴求日益凸顯,而IP天然缺少內生安全機制,需要基于身份的內生安全機制。未來,網絡將不止于連接,將超越泛在連接的邊界,成為一個超連接能力平臺。
多方專家共話未來網絡發(fā)展趨勢本次會議還特別邀請了國際電信聯盟電信標準分局ITU-T“網絡2030焦點組”副主席張園,重點介紹了該焦點組的愿景及工作進展。該焦點組旨在探索面向2030年及以后的網絡技術發(fā)展,目前重點關注未來新應用對網絡的新需求,同時該焦點組已于日前與網絡5.0創(chuàng)新聯盟正式簽署Liaison。據悉,網絡2030焦點組目前已經在國內外引起了廣泛關注。
此外還邀請了加拿大魁北克大學副教授Mohamed Faten Zhani分享了其在觸覺互聯網方面的研究,觸覺互聯網是未來網絡的一個重要場景,對時延等性能提出了更高的需求。
中興通訊有線研究院總工兼院長助理羅鑒介紹了網絡5.0的源動力與發(fā)展思考。羅鑒表示,IP網絡出現后,其發(fā)展始終維持在“原理不變、補丁不斷”的狀態(tài),無法滿足新興業(yè)務場景對網絡提出的新需求。而網絡5.0就是要聚焦有限目標,明確時間節(jié)點,更好地促進網絡的創(chuàng)新研究。
盛科網絡技術總監(jiān)成偉介紹了網絡5.0推動交換芯片技術變革的思路。在成偉看來,網絡5.0可以保持網絡技術旺盛發(fā)展,并以全局視角整理網絡技術,具有全局規(guī)劃的重要意義。云和端是網絡5.0未來重要的發(fā)展方向,傳統(tǒng)網絡領域轉型云化,5G網絡和IoT的發(fā)展引入新型終端。下一代芯片關鍵技術應包含確定性時延、可編程能力、狀態(tài)/行為可視化能力等。未來,網絡將是智慧的管道。
北京郵電大學副教授劉江從試驗平臺的角度介紹了創(chuàng)新平臺助力網絡分代研究技術演進的思路?;ヂ摼W目前正面臨僵化、安全性、擴展性、能耗等可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn)。與此同時,互聯網與實體經濟的結合也為網絡提出了新需求?!拔覀儗⒔ㄔO一個先進的、開放的、靈活的、國際化的、可持續(xù)發(fā)展的大規(guī)模通用試驗網,將滿足下一代互聯網、網絡空間安全、天地一體化網絡等重大科技項目的試驗驗證需求,獲得一批超前于產業(yè)5-10年的創(chuàng)新成果,引領產業(yè)發(fā)展。”劉江如是說。未來網絡試驗設施的主要價值體現在服務科研創(chuàng)新,并服務產業(yè)應用。后期將面向網絡5.0開展更多的網絡技術試驗。
發(fā)布網絡5.0分代研究技術報告本次研討會還發(fā)布了網絡5.0分代研究技術報告,重點總結了未來網絡的應用場景和產業(yè)趨勢,分析了數據網絡當前面臨的主要問題,同時介紹了網絡5.0的發(fā)展思路與未來潛在的創(chuàng)新技術探索方向,包括確定性IP、面向萬物互聯和全數字化社會的新尋址與控制機制、安全可信、全棧路由、自組織網絡架構、無損網絡等。網絡5.0具有更加明確的技術里程碑,聚焦有限目標,更有利于凝聚產業(yè)共識,激發(fā)產業(yè)整體活性。
目前,網絡5.0產業(yè)和技術創(chuàng)新聯盟各項工作正穩(wěn)步開展,接下來將與ITU-T網絡2030焦點組在未來網絡場景需求方面進行更深入的合作,同時也會積極開展與其他國際標準組織或行業(yè)組織的聯動。網絡5.0創(chuàng)新聯盟非常希望能有更多的單位和專家加入聯盟,參與到相關研究與推廣工作中,共同推動網絡5.0的創(chuàng)新研究與發(fā)展。