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面向場景 定義未來:網絡5.0技術2.0白皮書發佈

愛雲新世代    2021-10-07 20:59

9月15日,網絡5.0產業和技術創新聯盟峯會在北京正式召開,作為行業年度盛會,網絡5.0峯會自2019年起已成功舉辦過兩屆,吸引了政府研究機構、電信運營商、設備製造商、互聯網企業、高等院校等產業鏈合作伙伴積極參與。

作為面向2030演進的未來網絡架構,網絡5.0將基於現有IP網絡協議基礎,在演進思路上採取“分代目標、有限責任”的策略,通過打造下一代泛在全場景IP網絡體系,協同管理、控制和數據面,聯通分散的計算、存儲及網絡等資源,構建一體化的ICT基礎設施,向各相關產業提供網絡能力、計算能力及數據能力服務。

而成立於2018年6月的網絡5.0產業和技術創新聯盟,旨在廣泛討論網絡該如何演進,才能滿足未來8-10年新業務對網絡提出的新需求。2021年9月,歷經了一年的沉澱與技術突破,聯盟面向未來網絡5.0時代發佈了《網絡5.0技術白皮書》(版本2.0),從技術創新和產業發展方向全面探討網絡未來發展趨勢,充分分享網絡5.0聯盟成立以來的創新成果。

新目標

改變“端強網弱”網絡生產關係

IP網絡在“面向終端、盡力而為”的核心理念下,以其強大、優異的泛在連接能力,簡單、盡力而為的傳輸能力,以及端到端的業務和應用模型,經過50年的發展,構建起一個開放性、中立性和簡潔的技術體系,實現了全球網絡的廣泛互聯互通,建立了以消費互聯網為代表的完整應用生態,推動人類社會進入網絡時代,取得了巨大的成功。

在新的歷史階段,網絡生產力發展的重心已從“廣泛互聯”向“產業支撐”轉移,為網絡技術在確定性、安全性、管控能力等方面帶來了新的挑戰。

在現有IP網絡協議基礎上,網絡5.0提出“以網絡為中心、能力內生”的核心主旨通過打造新型 IP 網絡體系,連通分散的計算、存儲及網絡等資源,賦予網絡安全可信、確定性傳輸、算網融合、差異化服務等內在能力,構建一體化的 ICT 基礎設施。

可以説,網絡5.0立足改變現有網絡“端強網弱”的網絡生產關係,通過做強網絡,主動向各類產業應用提供網絡能力、計算能力及數據能力服務,降低端側應用複雜度,提升服務質量、網絡效率,保障可信安全,形成以網絡為能力主體與責任主體的全新網絡產業生態與治理體系。

對此,網絡5.0以現有IP網絡協議為基礎,圍繞確定性、內生安全、可信、有限域四方面核心目標,開展網絡能力演進,通過網絡內生能力的提升與輸出,網絡 5.0 解決萬物互聯的智能世界所需要的內生安全可信、網絡可規劃和性能可預期、大連接下的感知與管控、泛在移動性支持等需求,連通多種異構接入網絡,實現萬網互聯,使能更多的新服務接入網絡,支撐未來千行百業人機物融合智能社會的發展需求。

新需求

九方面適配未來數據網絡

算力與網絡融合、產業互聯網、移動業務承載、未來視頻業務承載及全息通信等場景對數據網絡提出了九大需求,即內生安全可信、網絡確定性、資源的感知和管控、網絡可擴展性、移動性管理、算網融合、高通量新傳輸層、多語義多標識、可運營新組播。

內生安全網絡是以信任為基礎,以可信標識為錨點,通過去中心化共識機制,具備內在自免疫可進化安全能力的網絡安全體系。利用內生安全機制使網絡具備可信管理、可信接入、業務可信傳輸以及可信路由能力。

網絡確定性包含三個方面,一是時間確定性,指從設備收到報文到報文從本設備送出所經歷的時間滿足時延上限和抖動上限;二是資源確定性,即資源預留能力,指在報文途徑節點進行帶寬、標籤、隊列、緩存等轉發資源的預先分配和保留;三是路徑確定性,即顯式路徑能力,指基於路徑的服務質量能力,向確定性業務提供固定的路徑。

在網絡資源感知和管控上,未來網絡將面臨一體化的資源感知和管控需求,這裏的資源感知不僅包括要及時、準確瞭解資源使用方的需求,還包括感知資源供給方的資源動態供給能力。同時,網絡提供的高質量傳輸能力也需要納入一體化資源感知和管控體系。因此,未來網絡需要對網內各種資源的需求和供給都能夠清晰感知並有效管控。

而為了實現算力資源靈活高效的調度,算網融合系統需實現包括對算力的需求、對網絡的需求以及對融合管理各方面的需求。

與此同時,隨着媒體應用等網絡服務的發展,VR/AR、全息通信、觸感網絡等技術的不斷進步,未來網絡需要滿足數據增長的帶寬需求,滿足超高通量網絡傳輸的需求。

在多語義多標識上,網絡 5.0 的目的是在統一的框架下連接多種異構網絡,實現萬網互聯。因此未來網絡既要支持傳統的基於主機和位置綁定的拓撲尋址,也需要支持基於虛擬化和移動化的標識尋址、內容尋址、計算尋址等。

在可運營新組播方面,當今視頻流量已成為互聯網流量主體,面向垂直行業,產業技術升級也帶來了新的組播需求場景。組播業務需求廣泛存在,但傳統組播技術應用長期低於預期,如何提高組播技術的應用範圍和用户體驗是未來網絡亟需解決的問題。

最後在移動性管理上,移動性管理包括終端移動、服務服務和網絡移動三個方面,其移動性管理也對網絡提出新的能力需求。

新架構

推動關鍵使能技術向上發展

在架構方面,網絡5.0功能架構管理面功能在繼承傳統的路由管理、設備和應用管理、用户和業務管理以及安全可信管理功能之上,要增強相應的功能,實現對網絡設備、用户和業務監測、配置和維護等功能。

而控制面是邏輯上集中的控制實體(物理上可採用集中式資源實現或者分佈式資源實現),功能主要包括傳統的路由與交換控制、網絡資源控制和安全防護控制以及相應的增強功能。

數據麪包括傳統IP數據面轉發功能和新增的數據面功能,具體包括協議解析與轉發、隊列調度及包處理和安全操作及新增的功能,與管理面代理和控制面之間的代理功能,用於適配管理面和控制面,完成相關的管理和控制功能。

面向協議,網絡5.0協議以泛在全場景IP協議,即Ubiquitoμs Internet Protocol——UIP,為協議架構,通過多維度增加協議的能力與安全性,使能IP網絡對泛在全場景的服務能力。

因此,在關鍵使能技術上,網絡5.0關鍵使能技術包括確定性 IP、內生安全、FlexIP、算力網絡、優簡組播、網絡自組織及新傳輸等。

其中,確定性IP網絡是為確定性業務流提供確定性服務的網絡。它不限定特定拓撲且不限制連通性,應用時可以通過網管系統、應用控制器等來進行網絡資源預留,可以大幅壓縮排隊時延從而獲得較小的時延抖動。

FlexIP是通過靈活互聯網協議族 FlexIP 數據面封裝設計使能更廣泛的萬物萬網互聯,網絡 5.0 通過 FlexIP 數據面開放性編址特性實現特定異構網絡系統的設計與兼容,通過 FlexIP 數據面層級性編址特性實現不同異構網絡間的互聯互通,通過 FlexIP 數據面地址空間彈性編址特性實現異構設備的泛在支持。

安全方面,在未來的網絡架構下,網絡的軟硬件系統複雜,網絡設備的安全暴露面增多,存在木馬植入、後門漏洞等多種安全風險。因此,內生安全網絡體系應首先確保網絡設備的可信性,確保網絡設備在運行過程中的行為可預期,當出現異常行為時能夠被及時發現並上報。

新未來

網絡5.0創新平台助力構建智能世界

據悉,網絡5.0產業和技術創新聯盟自2018年6月20日成立以來,先後召開了兩次年度網絡5.0 峯會、13次技術全會、20+次組長會議、6次網絡5.0專題研討會。

通過系列會議,成員單位專家們討論確定了網絡5.0的願景、架構及協議的頂層設計、就內生安全內涵達成方向性共識,深耕各關鍵技術,網絡5.0開放創新平台已啓動設計開發,完成多項團體標準立項。

網絡5.0是技術上的繼承和發展,是網絡設計理念上的創新和引領。通過將“以網絡為核心”作為網絡建設指導思想,有利於解決網絡技術“卡脖子”問題,推動消費互聯網、產業(工業)互聯網的快速高質量發展。

基於聯盟成員開放的網絡試驗設施,網絡5.0創新平台面向網絡層技術創新,建設開放、成果持續積累的實例資源倉庫,提供靈活多樣可定製的試驗驗證服務,降低網絡創新門檻,加速網絡創新,提供網絡 5.0 在體系架構、網絡協議與關鍵技術、網絡設備與系統等多層面的創新支持,形成產業智慧不斷彙集、網絡技術持續演進的創新平台。

目前,CENI未來網絡試驗設施層,在全國提供 40 個主幹網絡節點、133 個邊緣網絡基礎設施。未來會連入聯盟成員開放的特色網絡試驗設施。最終,形成覆蓋全國、種類豐富的基礎資源池,滿足試驗驗證過程中在地理空間、資源類型、節點規模等多樣化需求。

展望未來,網絡 5.0 產業和技術創新聯盟將持續進行數據通信領域關鍵問題的技術創新與突破,完善網絡 5.0 架構,制定網絡 5.0 協議規範,開發原型,開展試驗平台測試與驗證,並與重點的國際/國內標準產業組織積極聯動,切實推進網絡 5.0 核心技術的標準化與產業化進程。

而作為開放的產業合作創新平台,網絡5.0創新聯盟也將攜手推動數據網絡產業可持續發展,助力構建萬物互聯的智能世界。

 

責任編輯: 3976DBC

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人家也是有底線的啦~
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