应用服务和终端的变革也促使了网络自身的演进。移动通信网络从3G/4G,正在逐渐向5G,甚至是未来的6G转型。在无线空口速率提升的同时,移动通信网络架构也在发生转变。3G/4G时期,移动通信网络架构从传统的TDM Based向IP Based演进;5G时期,移动通信网络的控制面和用户面进一步解耦,借鉴了IT领域的“微服务”理念提出了SBA(ServiceBased Architecture)的架构[1]。相应的,移动承载网络或者固定网络也在向SDN/NFV的方向演进,运营商IP网络的路由器接口带宽越来越高,设备吞吐量越来越大,同时也在增强着各种新特性、新能力,以应对不断出现的新业务、新需求。
业界对未来的Internet网络或者IP网络做了很多的探索,其中的一个共识是为了应对新的业务需求,未来的网络需要支持快速的创新,支持新的商业模式。通过对未来IP网络的新场景、新需求,以及当前热点技术的调研,本文档创新性地提出了“IDEAS”(Intelligent Routing, Deterministic Networking, Embedded Computing, All-inclusiveConnectivity, Security Guarantee)未来IP网络关键技术探索思路。本文档将从IDEAS的几个不同的角度来阐述对于未来IP网络关键技术的思考。
2. Internet的发展和IDEAS的创新思路2.1 Internet的发展上个世纪60、70年代美国部署的ARPANET (Advanced Research Projects AgencyNetwork)是Internet的雏形,起初只用于军事网络。后来,各种各样的计算机网络在规模和数量上的提升,促成了不同网络之间的互联需求,最终导致了TCP/IP协议的诞生,也即Internet的诞生。初期的Internet主要基础是WWW/HTTP,TCP/IP,分组传输,Ethernet等,完成的业务也比较简单,大部分是实现基础的数据互联,设计理念是简单、开放和低成本。
经过几十年的发展,随着业务变得越来越复杂,Internet网络自身也变得越来越复杂。根据Wiki百科的定义[2],Internet是一个使用TCP/IP连接了全球的计算机网络的系统,它内部包含了各种网络,可以是本地的,也可以是全球性的,具体包括个人网络,公共网络,学术网络,商业网络,和政府网络等。因此,从广义上讲,Internet涉及计算机技术的几乎方方面面,已经形成了一个庞大的技术体系。FG-NET-2030的Network 2030白皮书[4]展望了未来的网络业务,包括全息通信(Holographic TypeCommunications),多维感知网络(Multi-Sense Networks),网络业务的时间工程(Time Engineered Applications),网络业务的高可靠底层架构(CriticalInfrastructure)。如图2-1所示,从业务发展的角度来看,只有攻克未来IP网络的关键技术难点,才能构建持续演进的Internet,满足未来IP网络越来越多的业务种类和不断增强的业务SLA诉求。
缩略语 | 英文全名 | 中文解释 |
API | Application Programming Interface | 应用编程接口 |
AR | Augmented Reality | 增强现实 |
ASN | Autonomous System Number | 自治系统号码 |
BGP | Border Gateway Protocol | 边界网关协议 |
CAN | Computing Aware Networking | 算力感知网络 |
CDN | Content Delivery Network | 内容分发网络 |
CNN | Convolutional Neural Network | 卷积神经网络 |
DetNet | Deterministic Networking | 确定性网络 |
DNS | Domain Name System | 域名系统 |
FlexE | Flex Ethernet | 灵活以太网 |
IBN | Intent-Based Network | 基于意图的网络 |
ICT | Information and Communications Technology | 信息与通信技术 |
IoT | Internet of Things | 物联网 |
MEC | Multi-access Edge Computing | 多接入边缘计算 |
NFV | Network Functions Virtualization | 网络功能虚拟化 |
OAM | Operation Administration and Maintenance | 操作维护管理 |
OICT | Operation, Information and Communications Technology | 工业控制技术,信息技术,电信技术 |
OPEX | Operating Expense | 运营支出 |
QoS | Quality of Service | 服务质量 |
QUIC | Quick UDP Internet Connection | 快速 UDP 网络连接 |
RNN | Recurrent Neural Network | 循环神经网络 |
RPKI | Resource Public Key Infrastructure | 资源公共密钥基础架构 |
SBA | Service Based Architecture | 基于服务的架构 |
SDN | Software Defined Network | 软件定义网络 |
SLA | Service-Level Agreement | 服务等级协定 |
SPRING | Source Packet Routing in Networking | 基于分组报文的源路由 |
TDM | Time-division multiplexing | 时分多路复用 |
TSAG | Telecommunication Standardization Advisory Group | 电信标准顾问组 |
TSN | Time Sensitive Network | 时间敏感网络 |
VR | Virtual Reality | 虚拟现实 |
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