隨著5G網絡的規(guī)模商用，越來越多的研究開始關注十年后的未來網絡愿景。目前業(yè)界普遍認為未來網絡發(fā)展將極大的融合人工智能、區(qū)塊鏈等新興技術，到2030年將能夠提供萬億級、確定性微秒級時延的泛在智能連接與服務。為了實現(xiàn)這一目標，業(yè)界各方都在積極研究探索面向2030及更長遠期的網絡架構。

資源泛在化、體系融合化、服務智慧化

5G建設已經駛入快車道，它與經濟社會有了充分的融合，廣泛滲透到工業(yè)、農業(yè)、交通等各行各業(yè)，開啟了一個萬物互聯(lián)的時代。新型基礎設施建設（“新基建”）的加快進一步推動著信息產業(yè)的升級變革，并將在未來5~10年之間為社會發(fā)展持續(xù)注入新動能。在今年4月20日國家發(fā)改委明確的“新基建”范圍中，信息基礎設施包括了以5G、物聯(lián)網、工業(yè)互聯(lián)網、衛(wèi)星互聯(lián)網為代表的通信網絡基礎設施，以人工智能、云計算、區(qū)塊鏈等為代表的新技術基礎設施，還首次新增了以數(shù)據(jù)中心、智能計算中心為代表的算力基礎設施等?？梢钥闯?，“聯(lián)接+計算”是未來信息基礎設施的核心。綜合未來應用場景需求和資源設施分布情況，未來網絡主要發(fā)展趨勢有如下三個方面。

首先，“新基建”推動信息基礎設施的大發(fā)展，資源泛在化成為重要特征。在云計算、邊緣計算發(fā)展的大趨勢下，未來網絡中靠近用戶不同距離將遍布著不同規(guī)模、多方異構的資源節(jié)點，形成海量泛在化資源，為用戶提供各類智能化和個性化服務。未來各類智慧型服務，如智慧醫(yī)療、智慧交通、智能制造等，都需要依賴網絡能力將泛在的計算能力拉通共享，以滿足新興業(yè)務提出的“隨時、隨地、隨需、隨形”的多樣化業(yè)務需求。在計算和網絡深度融合的大趨勢下，基于無處不在的網絡，將大量閑散資源連接起來進行統(tǒng)一管理和調度，解決各類基礎設施釋放資源的碎片化孤島，實現(xiàn)云網邊端的高效協(xié)同、服務靈活動態(tài)部署和用戶智能服務質量的一致性，是未來網絡面臨的一大重要問題。

其次，OICT融合化成為趨勢，原來獨立發(fā)展的各類型信息基礎設施正在呈現(xiàn)融合化趨勢。云網融合已經是信息基礎設施發(fā)展的共識特性，為企業(yè)數(shù)字化轉型提供了極大便利和服務價值。未來信息服務的基礎設施正在進一步擴大，提供的資源、服務能力將更加豐富、更加廣泛。尤其是工業(yè)互聯(lián)網的大發(fā)展，正在迫使網絡變革，一方面，要求本地局域網甚至接入網具備自身的智能化管控功能，能夠實現(xiàn)網絡的自治管理，滿足帶寬及時延需求。另一方面，也要配合云端更強大的存儲計算能力來支撐業(yè)務的運行。在這種情況下，生產網系統(tǒng)、邊緣計算系統(tǒng)、園區(qū)網絡、運營商網絡、多公有云服務等需要進一步緊密協(xié)同，設備域、網絡域、數(shù)據(jù)域都會存在不同程度的融合需求。所以，未來網絡架構應在保證基本網絡轉發(fā)能力以及高可靠穩(wěn)定前提下，充分利用新型信息基礎設施、數(shù)據(jù)信息和服務等多方面能力，以資源融合供給的形式滿足各種業(yè)務的需求。

最后，人工智能、區(qū)塊鏈等新興技術將為業(yè)務應用深度注智、注穩(wěn)，全面賦能服務智慧化。人工智能是引領科技革命和產業(yè)變革的戰(zhàn)略性技術，在解決高計算量數(shù)據(jù)分析、模型構建、策略生成等方面具備強大優(yōu)勢，將賦予未來網絡服務新能力。同時，將大數(shù)據(jù)，區(qū)塊鏈等新技術應用到未來網絡技術體系之中，提供高確定性、高可信度、高靈活性、高安全性的應用服務，是未來網絡發(fā)展的重要趨勢。

“三層三面”構建泛在超融合網絡體系架構

認為未來網絡將具備高彈性、智慧化、內生安全的特性，因此提出以“三層三面”構建的泛在超融合網絡體系架構（Ubiquitous Hyper-Converged Network，簡稱UHCN），推動網絡基礎設施從 “網絡連接能力平臺”向“新基建融合服務平臺”方向升級演進。

“泛在超融合”理念吸收了IT思想，以新型網絡虛擬化為核心，目標是實現(xiàn)在同一架構體系下，泛在化的計算、存儲、網絡、安全等多維資源融合，網絡基礎設施、云基礎設施、算力基礎設施、區(qū)塊鏈基礎設施等各類信息基礎設施融合，人工智能、大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生等多種新興技術的廣泛融合，最終構建內生基因，實現(xiàn)云、算、數(shù)、網等資源和服務能力的一體化提供，支撐未來業(yè)務應用創(chuàng)新發(fā)展。

泛在超融合網絡體系架構由“三層三面”立體式有機組合，讓未來信息基礎設施具備數(shù)字孿生、智能內生、安全內生等內生基因，以實現(xiàn)自組織、自優(yōu)化、自學習、自免疫、自進化等關鍵特征。

其中“三層”分別是指：泛在云網設施層、融合編排管理層、敏捷業(yè)務服務層。

泛在云網設施層作為New Underlay層，將提供無所不在的網絡連接與信息基礎資源融合供給。在廣度上實現(xiàn)空、天、地、海等多種異構網絡的融合，在深度上提供確定性、高精準等極致性能的新型網絡承載能力。

融合編排管理層作為New Hypervisor層，主要實現(xiàn)多維資源的原子化能力抽象與融合編排。即在計算、存儲、網絡資源融合基礎上，構建新的數(shù)字平臺，實現(xiàn)端到端服務化編排、去中心化資源交易、業(yè)務自動開通、全生命周期管理、能力生態(tài)開放。

敏捷業(yè)務服務層作為New Overlay層，提供應用級的快速連接。通過多維度、超高精度、超細粒度的智能切片形式，服務產業(yè)互聯(lián)網、智慧城市、車聯(lián)網等未來應用。同時，將業(yè)務能力與用戶的需求精準實時匹配，并且隨需求變化而無縫切換虛擬化服務。

而 “三面”則是在跨層統(tǒng)一的基礎上，利用新興技術來實現(xiàn)網絡內生基因。

首先是數(shù)字孿生，利用數(shù)字孿生技術來構建數(shù)字孿生網絡，通過仿真出來的物理網絡端對端軟件復本，實現(xiàn)連續(xù)的評估、預測和建議，以高效的、前瞻方式為實際運行的網絡及其相關服務提供建模、驗證和保障；其次是智能內生，全方位、立體化AI使能，構建統(tǒng)一的網絡智能大腦，從智能連接、智能編排基礎上，實現(xiàn)AI能力在網絡中各層級的滲透，實現(xiàn)網絡運營、網絡服務等無所不在的泛在智能；最后是安全內生，包括智能主動防御、信息智能共識等，同時可以在現(xiàn)有的安全防控技術之上，將數(shù)字孿生網絡與人工智能相結合，生成“網絡疫苗”，預先獲得“未知”攻擊的防御方法，為受保護網絡提供自適應防護能力。

關鍵技術發(fā)展方向

目前學術界、產業(yè)界已經開展了面向2030年的新型網絡關鍵技術研究，重點聚焦空天地一體化網絡、高精準確定性網絡、算力網絡、可信網絡等新技術方向。

空天地一體化的泛在全連接網絡

空天地一體化網絡是面向6G通信網絡的重要研究部分，將衛(wèi)星通信系統(tǒng)與地面互聯(lián)網和移動通信網連接起來，滿足更為廣泛、隨時隨地的連接需求，實現(xiàn)全地形、全空間立體覆蓋連接，從廣度上擴展現(xiàn)有連接網絡的體系架構。未來天地一體化網絡有著較廣泛的應用前景，在全地形覆蓋、應急通信、遠洋物資追蹤等IOT服務、低速廣播服務等應用場景上將發(fā)揮重要作用。

高精準、確定性網絡

確定性業(yè)務需求一直都存在，傳統(tǒng)的確定性業(yè)務通常通過資源獨占方式（如傳輸專線等）來說實現(xiàn)，建設與運營成本較高，只適用于大中型政企客戶。隨著工業(yè)、能源、車聯(lián)網等垂直行業(yè)、云游戲、在線VR、遠程醫(yī)療等新興業(yè)務對網絡的低時延、可靠性和穩(wěn)定性提出新的要求，而這類業(yè)務的發(fā)起端與接收端都在動態(tài)變化中，用戶也難以支付長期的資源獨占費用，因此需要考慮用新的技術方案來提供確定性的網絡承載方案。

為此，業(yè)界提出了多種新技術，如在“盡力而為”的IP網絡引入更為復雜的信令流程與算法協(xié)議，從而為特定業(yè)務提供嚴格服務保障、確定性服務指標的高品質業(yè)務。這將推動現(xiàn)有的綜合業(yè)務承載網演進到高精準服務網，通過精細化、精準化匹配業(yè)務需求，從面向業(yè)務的精準網絡資源分配、精準算力、精準服務感知和精準保障等各方面覆蓋整個業(yè)務在網絡的生命周期。

算力網絡

算力網絡是一種以網絡為平臺的新型融合資源供給方案，利用成熟可靠、超大規(guī)模的網絡控制面來傳遞計算、存儲等資源信息，并基于區(qū)塊鏈的分布式賬本來實施高頻、可信、可溯的資源交易，從而實現(xiàn)多維異構資源的關聯(lián)、尋址、交易、調配等，并最終為用戶提供一致的服務體驗。目前產業(yè)界已經達成共識，正在積極探索以算力網絡為典型方案的網絡、計算、存儲一體化融合資源供給模式，解決未來海量泛在資源碎片化的問題，為未來眾多智能算力服務提供最優(yōu)的體驗。算力網絡有著較為廣闊的商業(yè)藍海，通過網絡連接更為開放的產業(yè)生態(tài)環(huán)境，使能海量資源、海量應用、海量服務。

去中心化可信網絡

網絡安全是未來網絡將要面對的重要問題。目前網絡安全問題的本源是現(xiàn)有網絡體系架構的設計是基于相互信任的前提，面對網絡安全頻發(fā)的現(xiàn)狀，只能通過被動打補丁的形式去逐一解決。這些方案在一定程度對部分攻擊進行了防御，但都存在中心化問題。

產業(yè)各方都在探索從網絡架構層面來實現(xiàn)內生安全。目前行業(yè)內已經提出多種基于區(qū)塊鏈的去中心可信網絡技術來保證終端標識以及路由交換信息的可信性，并已經開展試驗網驗證。該架構使用聯(lián)盟鏈提供去中心化的IP地址分配、 所有權管理和資源映射功能，網絡中IP地址、AS號、域名映射關系等信息的變更可以理解為一次交易，交易會導致賬本狀態(tài)的改變，記錄網絡數(shù)據(jù)映射關系的賬本由若干個組織的網絡基礎設施共同維護。這種新技術引入在實現(xiàn)網絡內生安全，避免惡意網絡攻擊或者因配置失誤造成的網絡故障等方面提供了一種可信網絡的可行性實踐。

綜上所述，在面向2030年的中長期網絡發(fā)展的研究過程中，考慮到未來信息基礎設施具備數(shù)字孿生、智能內生、安全內生等內生基因，具備自組織、自優(yōu)化、自學習、自免疫、自進化等關鍵特征，以“三層三面”構建的泛在超融合網絡體系架構，這將推動網絡基礎設施從 “網絡連接能力平臺”向“新基建融合服務平臺”方向升級演進。
責任編輯：tzh