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“未來網(wǎng)絡(luò)”:邁向網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)大契機(jī)

發(fā)布日期:2018-06-04發(fā)布:河北省工業(yè)和信息化廳瀏覽:641
  身處移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代,終端設(shè)備的更新?lián)Q代讓人目不暇接,各類智能手機(jī)、手環(huán)、平板電腦、智能音箱不斷推出新品,日益改變我們的生活。互聯(lián)網(wǎng)自身的演進(jìn)無疑是推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)終端發(fā)展的主要?jiǎng)恿χ?。?0年來,互聯(lián)網(wǎng)和我們的上網(wǎng)方式幾經(jīng)變革,從電話線撥號(hào)上網(wǎng)到接入傳統(tǒng)寬帶,再到高速光纖寬帶和無線高速寬帶,其中歷經(jīng)模擬蜂窩的1G和數(shù)字化的2G、3G、4G時(shí)代,今天,我們已經(jīng)站在5G時(shí)代的門檻上。與此同時(shí),互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的第四版即IPv4呈現(xiàn)向“下一代互聯(lián)網(wǎng)”核心協(xié)議IPv6加速演進(jìn)的趨勢(shì)。
 
  “網(wǎng)絡(luò)改變世界。”互聯(lián)網(wǎng)對(duì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生了廣泛而深刻的影響,而我們?cè)鯓佣x網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的未來呢?作為愿景之一,網(wǎng)速更快的5G和IP地址近似無限的IPv6已經(jīng)為人們所熟知。然而,很多人可能沒有意識(shí)到,另一場(chǎng)比5G和IPv6更偉大的網(wǎng)絡(luò)變革已在悄然醞釀,它不滿足于對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行“提速”和“拓展”,而是針對(duì)其局限和缺陷,搭建新型網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu),充分利用人工智能技術(shù),打造新型智能網(wǎng)絡(luò)?;蛟S,業(yè)內(nèi)專家是出于對(duì)智能網(wǎng)絡(luò)發(fā)展前景的堅(jiān)定信心,認(rèn)定它就是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然方向,干脆直呼其為“未來網(wǎng)絡(luò)”。
 
  ①突破局限重建架構(gòu)
 
  從目前網(wǎng)絡(luò)發(fā)展態(tài)勢(shì)來看,5G、IPv6是近在眼前的未來,但“未來網(wǎng)絡(luò)”作為一場(chǎng)賽博空間的大變革,其內(nèi)涵顯然要豐富得多。對(duì)“未來網(wǎng)絡(luò)”的定義,雖然從學(xué)術(shù)層面還沒有形成共識(shí),但可以對(duì)其進(jìn)行大體上的描述:它是集連接、感知、計(jì)算和數(shù)據(jù)服務(wù)為一體的網(wǎng)絡(luò),將開啟新網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。在中國(guó)工程院院士鄔賀銓看來,“未來網(wǎng)絡(luò)”從面向普通百姓的消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)來看,它將具備易擴(kuò)展、易管理、更安全的移動(dòng)帶寬特性;從面向各類企業(yè)的產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)來看,它將具備大帶寬、大連接、高可靠、低時(shí)延的特征。
 
  通過與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的對(duì)比,我們可以更好地把握“未來網(wǎng)絡(luò)”的特點(diǎn)。中國(guó)工程院院士劉韻潔指出,傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)起源于20世紀(jì)六七十年代的阿帕網(wǎng),是美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局所組建的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),是一個(gè)學(xué)術(shù)網(wǎng)絡(luò),逐漸演進(jìn)為廣闊的商業(yè)網(wǎng)絡(luò),現(xiàn)已成為日常生活、商業(yè)運(yùn)行和社會(huì)發(fā)展中不可或缺的組成部分。然而,每一項(xiàng)技術(shù)都有其生命周期,隨著人們?cè)絹碓蕉嗟氖褂茫嬖诘膯栴}逐漸暴露出來,特別是在設(shè)計(jì)架構(gòu)方面。
 
  首先,傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)以IP為基礎(chǔ),這就意味著核心體系架構(gòu)難以修改,新的功能只能通過打補(bǔ)丁的方式在其他層面實(shí)施,這往往導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)臃腫和可擴(kuò)展性差;其次,互聯(lián)網(wǎng)正在滲透到更加廣泛和深入的商業(yè)領(lǐng)域,例如智能制造、金融商務(wù)、家庭電器、可穿戴式設(shè)備,甚至人體植入式設(shè)備等,這就需要更加可靠的安全保證,例如,要求網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)本身就要具備安全屬性,而現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)層中缺乏安全機(jī)制,互聯(lián)網(wǎng)容易受到各種類型的攻擊;第三,用戶對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的使用需求已經(jīng)從簡(jiǎn)單的端到端模式,轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)海量?jī)?nèi)容的獲取,這向傳統(tǒng)的TCP/IP端到端網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)提出了挑戰(zhàn);第四,互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)和運(yùn)行、維護(hù)規(guī)模和費(fèi)用逐年攀升,現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不具備虛擬化的特征,導(dǎo)致了大量的資源浪費(fèi)。上述問題與挑戰(zhàn)推動(dòng)了“未來網(wǎng)絡(luò)”革命性體系架構(gòu)的研究。
 
 ?、趪?guó)際競(jìng)爭(zhēng)風(fēng)起云涌
 
  劉韻潔指出,鑒于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)存在的根本缺陷,“未來網(wǎng)絡(luò)”技術(shù)已成為當(dāng)今學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界研究和關(guān)注的熱點(diǎn)之一,不僅在學(xué)術(shù)領(lǐng)域有著廣闊的研究空間,而且在產(chǎn)業(yè)化方面也具有巨大的市場(chǎng)前景,同時(shí)也涉及到國(guó)家核心利益與信息安全,因此,各國(guó)都高度關(guān)注該領(lǐng)域的發(fā)展,并啟動(dòng)了一系列相關(guān)的重大項(xiàng)目和研究計(jì)劃。
 
  對(duì)一些國(guó)家和國(guó)際組織在“未來網(wǎng)絡(luò)”上的研發(fā)情況,在國(guó)家“973計(jì)劃”資助項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目支持下,劉韻潔與北京郵電大學(xué)教授黃韜等聯(lián)合撰文進(jìn)行了深入介紹。
 
  在文章中,劉韻潔等指出,美國(guó)關(guān)于“未來網(wǎng)絡(luò)”架構(gòu)的研究項(xiàng)目主要由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)組織和管理,已開展了包括“未來互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)”和“未來互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)”等研究計(jì)劃。2005年開始,“未來互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)”方面資助了一大批研究項(xiàng)目,包括新型體系結(jié)構(gòu)、路由機(jī)制、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理、感知與測(cè)量、安全、無線移動(dòng)等,旨在進(jìn)行不受傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)限制的廣泛研究,之后再進(jìn)行優(yōu)中選優(yōu)。“未來互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)”研究計(jì)劃于2010年啟動(dòng),陸續(xù)啟動(dòng)支持了多個(gè)研究項(xiàng)目,從內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、云網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)安全可信機(jī)制、經(jīng)濟(jì)模型等方面對(duì)“未來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)”的關(guān)鍵機(jī)理進(jìn)行探索研究。
 
  2007年開始,歐盟第七框架計(jì)劃陸續(xù)資助了堪稱規(guī)模龐大的“未來網(wǎng)絡(luò)”研究項(xiàng)目,包括未來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、云計(jì)算、服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)、可靠信息通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)媒體和搜索系統(tǒng)等。其中一些項(xiàng)目聚焦“未來網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)”,比如4WARD。該項(xiàng)目旨在提出克服現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)問題的全新整體性解決方案,下設(shè)新型體系架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、網(wǎng)絡(luò)管理等6個(gè)子課題,基本覆蓋了“未來網(wǎng)絡(luò)”發(fā)展的主要研究方向。
 
  2006年,日本國(guó)家信息通信技術(shù)研究院?jiǎn)?dòng)了AKARI研究計(jì)劃,其核心思路是摒棄現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)限制,從整體出發(fā)研究全新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),并充分考慮與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的過渡問題。提出了“未來網(wǎng)絡(luò)”架構(gòu)設(shè)計(jì)需要遵循的簡(jiǎn)單、真實(shí)連接、可持續(xù)演進(jìn)三大原則,并進(jìn)行了包括光包交換、光路交換、包分多址、傳輸層控制等多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新。
 
 ?、劭嗑殐?nèi)功奮勇爭(zhēng)先
 
  在京滬高鐵南京南站至祿口國(guó)際機(jī)場(chǎng)的“金軸”之上,有一座名為“未來網(wǎng)絡(luò)”的小鎮(zhèn),這里就是中國(guó)關(guān)于“未來網(wǎng)絡(luò)”研發(fā)創(chuàng)新的核心之地,也是全球關(guān)于此項(xiàng)研究的重鎮(zhèn)。
 
  “未來網(wǎng)絡(luò)”小鎮(zhèn)核心區(qū)域規(guī)劃面積4.6平方公里,是國(guó)家科技部、教育部和江蘇省政府共同支持建設(shè)的國(guó)家通信與網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新基地。
 
  位于“未來網(wǎng)絡(luò)”小鎮(zhèn)的江蘇省未來網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新研究院和南京未來網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新有限公司聚集了中國(guó)乃至全球的未來網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新資源,其中既有劉韻潔、鄔賀銓等16位院士、資深專家組成的專家委員會(huì)和7位全球頂級(jí)專家組成的顧問團(tuán)隊(duì),又匯聚了來自中科院計(jì)算所、北京郵電大學(xué)、清華大學(xué)、賓西法尼亞大學(xué)、耶魯大學(xué)、卡耐基梅隆大學(xué)、IBM、百度、甲骨文、華為等50余家項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)資源。
 
  在近日于南京“未來網(wǎng)絡(luò)”小鎮(zhèn)舉行的第二屆全球未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展峰會(huì)開幕式上,中國(guó)通信與信息領(lǐng)域建設(shè)的首個(gè)國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——“未來網(wǎng)絡(luò)”試驗(yàn)設(shè)施項(xiàng)目啟動(dòng)儀式舉行。根據(jù)規(guī)劃,在已建成中國(guó)首個(gè)未來網(wǎng)絡(luò)小規(guī)模試驗(yàn)設(shè)施基礎(chǔ)上,建設(shè)國(guó)家“未來網(wǎng)絡(luò)”創(chuàng)新平臺(tái),骨干節(jié)點(diǎn)涵蓋南京、北京、上海、天津等40個(gè)主要城市,建設(shè)88個(gè)主干網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),133個(gè)邊緣網(wǎng)絡(luò),并通過國(guó)際交換中心實(shí)現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)以及國(guó)際網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)設(shè)施互聯(lián)互通。
 
  在鄔賀銓看來,中國(guó)在“未來網(wǎng)絡(luò)”研究和建設(shè)方面雖然面臨諸多挑戰(zhàn),但是也充滿領(lǐng)先發(fā)展的機(jī)遇。傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)源起于美國(guó),中國(guó)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面基本處在跟隨階段,但是在更加開放的未來網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域,中國(guó)與美國(guó)、歐盟、日本都是在差不多的時(shí)間開始關(guān)注并發(fā)力,可以說,大家起點(diǎn)相當(dāng)。
 
  劉韻潔持類似觀點(diǎn),并進(jìn)一步指出了中國(guó)“未來網(wǎng)絡(luò)”發(fā)展過程中的幾個(gè)關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)。
 
  2007年,“一體化可信網(wǎng)絡(luò)與普適服務(wù)體系基礎(chǔ)研究”“新一代互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議基礎(chǔ)研究”等一系列研究取得成果,對(duì)“未來網(wǎng)絡(luò)”新型體系結(jié)構(gòu)及路由節(jié)點(diǎn)模型進(jìn)行了前期探索。2012年,科技部啟動(dòng)了面向未來互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的研究計(jì)劃。
 
  2013年,國(guó)務(wù)院正式發(fā)布的《國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中長(zhǎng)期規(guī)劃(2012—2030年)》明確提出:“建設(shè)未來網(wǎng)絡(luò)研究設(shè)施,解決未來網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)發(fā)展的科學(xué)技術(shù)問題,為未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展提供試驗(yàn)驗(yàn)證支撐。”當(dāng)年8月8日,中國(guó)首個(gè)未來網(wǎng)絡(luò)小規(guī)模試驗(yàn)設(shè)施在南京開通,并實(shí)現(xiàn)了與美國(guó)和歐盟等未來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的互聯(lián)。
 
  據(jù)悉,志在充分發(fā)揮國(guó)家科教基地優(yōu)勢(shì)的南京正在謀劃成立“未來網(wǎng)絡(luò)”國(guó)家實(shí)驗(yàn)室,而劉韻潔等專家作為中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)和“未來網(wǎng)絡(luò)”的代表性人物,被賦予更加重要的角色,中國(guó)“未來網(wǎng)絡(luò)”的建設(shè)和布局也將迎來跨越式發(fā)展的新階段。
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