網絡5.0應用場景分析與總體技術要求

羅鑒 雷波 鄭秀麗 杜宗鵬 李晶林

(1. 中興通訊股份有限公司,南京 210012;2. 中國電信股份有限公司研究院,北京 102209;3. 華為技術有限公司,北京 100095;4. 中國移動通信有限公司研究院,北京 100053;5. 新華三技術有限公司,北京 100094)

0 引言

傳統的互聯網協議(Internet Protocol,IP)發展了數十年,是一項非常成功的技術?；贗P技術,人類社會的各類經濟、服務形式得以快速發展。作為信息傳輸的重要媒介,IP技術提供了目前為止較好的解決方案。然而,IP網絡的巨大成功并不能掩蓋其深層次的隱患與問題。這些問題使得IP網絡難以支撐更為多樣、復雜的業務需求。在IP發展過程中,以國際互聯網工程任務組(The Internet Engineering Task Force,IETF)為代表的標準化組織工作更傾向于關注具體工程技術細節,補丁式、自底向上、無限責任的發展思路和標準制定模式使得標準體系過于龐大,一定程度上給產業化帶來了不利影響。

在通信的發展演進中,歷經了模擬網絡、分時復用(Time-Division Multiplexing,TDM)、異步傳輸模式(Asynchronous Transfer Mode,ATM)和傳統IP四代不同類型的網絡。在此基礎上,網絡5.0產業和技術創新聯盟提出了分組網絡頂層設計、分代演進的發展思路。網絡5.0基于新的業務場景需求,旨在構建智能社會和數字經濟的超連接網絡,其本質是在接入服務、傳輸能力、組網架構、智能自組織等方面提供多態化能力,將網絡從泛在連接設施向傳輸能力設施演進。

本文基于網絡5.0產業和技術創新聯盟的研究,分析了網絡5.0應用場景并闡述了其總體技術要求。

1 網絡5.0應用場景

隨著社會數字化發展和產業數字化轉型,未來分組數據網絡面向的應用場景眾多,網絡5.0的應用場景主要聚焦信息與通信技術(Information and Communications Technology,ICT)基礎設施化、移動業務承載、產業互聯網、新媒體通信服務四大類別,如圖1所示。

圖1 網絡5.0目標場景類別

1.1 ICT基礎設施化

交通設施、水電設施甚至ICT業已成為支撐社會發展的基礎設施,但當前信息技術(Information Technology,IT)資源與信息元設備的物理載體一體化仍然是普遍現象,這也造成了信息系統的碎片化問題。IT資源與信息元設備的物理載體分離將是必然趨勢,IT資源的整合是信息社會發展所必需的,IT資源也要成為基礎設施。軟件定義網絡(Software Defined Network,SDN)、網絡功能虛擬化(Network Function Virtualization,NFV)、云數據中心等技術已經發展到一定階段。同時,算力與網絡也在逐步融合并最終發展為算網一體并形成算力網絡。這些技術的發展將促使ICT成為基礎設施,從而很好地解決信息系統的碎片化問題。算力網絡成為ICT基礎設施化的重要推動技術。

人類將步入智能社會,智能是知識和智力的總和,映射到數字世界就是“數據+算力+算法”,其中算法需要通過科學家研究來實現,海量數據來自于各行各業的人和物,數據的處理需要大量算力。隨著網絡和應用的發展,全球數據總量仍在持續增長,傳統集約化的數據中心算力和智能終端算力在可增長空間方面面臨極大挑戰。在未來數據持續增長的機器智能時代,只有“終端+數據中心”的兩級處理無法滿足要求,算力必然會從云和端向網絡邊緣進行擴散。數據處理會出現三級架構:終端、邊緣和數據中心,邊緣處理能力未來幾年將高速增長,尤其是隨著5G網絡的全面建設,其大帶寬和低時延的特征,將加速算力需求從云和端向邊緣擴散。

為充分利用和靈活調度端、邊、云的算力資源,未來網絡可將計算能力狀況和網絡狀況作為路由信息發布到網絡,即將算力信息作為路由的一個重要要素。由此,網絡可結合其鏈路及其所連接的計算資源的實時狀況,將具備不同需求的業務動態地導入到最合適的計算節點上執行計算任務,從而實現用戶體驗、計算資源利用率和網絡效率的最優。進一步地,通過動態優化連接的特性,如帶寬、時延等特性,可為計算資源的動態利用提供更好的服務質量(Quality of Service,QoS)保證,即通過計算和網絡的融合,可以充分調度網絡中的各種計算能力為相應的應用提供服務。

ICT基礎設施化對網絡的需求體現在如下3個方面。

(1)網絡通用功能需求:超高帶寬、高QoS保證(比如低丟包率、低延遲、低抖動);確定性時延保證,轉發路徑的時延和時延抖動可控,時延抖動不隨轉發路徑節點跳數累加,即業務數據報文端到端轉發的時延和抖動都有嚴格上限,每條業務的時延、抖動可以測量;網絡可信,因涉及數據的處理,企業對算力的處理有可信性、價值可量化、可交易;接入方式多樣化,如實現包括混合現實(Mixed Reality,MR)/增強現實(Augmented Reality,AR)攝像頭/機器人等多種靈活的無線接入方式。

(2)網絡架構需求:為適應不同的網絡規模,網絡架構應支持集中式、分布式、混合模式等多種部署模式。

(3)網絡協議需求:在控制層面,控制協議對算力資源信息及狀態信息進行通告和同步,以供算網路由表的創建,以及算網路由策略的生成;在轉發層面,SRv6/SFC等通過節點功能和封裝擴展,納入算力功能實例的封裝、識別和轉發。

1.2 移動業務承載

從3G、4G到5G,移動網絡業務范疇的擴展進一步豐富了電信網絡的生態環境。制造、交通、能源、醫療、政務系統等很多傳統行業都將參與到電信生態環境的建設中。5G是人類將數字化從個人娛樂為主,推向全連接社會的起點。5G技術的應用將從多個層面對人們的生活和生產產生影響。國際電信聯盟(International Telecommunication Union,ITU)在其規范中定義了如下3種5G典型應用場景。

增強移動寬帶(Enhanced Mobile Broadband,eMBB):eMBB實現了廣域和局部熱點大容量覆蓋,可滿足各類新興業務的移動性、連續性、高速率和高密度需求。比如高速移動上網、隨時隨地云存取、隨時隨地高清視頻直播和分享、虛擬現實等。

海量物聯網通信(Massive Machine-Type Communication,mMTC):mMTC定位于以傳感和數據采集為目標的應用,具有小數據包、低功耗、低成本、海量連接的特點,要求支持百萬/平方千米連接數密度,比如環境監測、智能抄表、智能農業等。

高可靠低時延通信(Ultra-Relaible and Low Latency Communication,uRLLC):uRLLC定位于用戶提供毫秒級的端到端時延和接近100%的業務可靠性保證,主要面向車聯網、工業控制、智能制造、智能交通物流等各類垂直行業的特殊應用。

5G承載網絡提供了5G核心網網元的連接服務。為滿足其關鍵的應用場景,5G移動業務承載網絡需求主要包括大帶寬、低時延、大連接以及移動性管理共4個方面,具體如下所述。

大帶寬:移動業務類型繁多,帶寬需求特別是視頻類業務的帶寬需求持續增加,移動承載網絡需支持移動互聯網高帶寬需求。

低時延:未來網絡所需支持的業務,如遠程醫療、工業控制等,對端到端低時延有著明確的需求,同時還需要在穩定性、可預期性上提供新能力。例如,根據3GPP相關數據,其要求uRLLC業務用戶面時延小于0.5 ms,控制面時延小于10 ms;對于eMBB業務,則要求其用戶面時延小于4 ms,控制面時延小于10 ms。移動承載網技術需要提供可靠穩定的服務能力,做到端到端的超低時延、超低抖動,能夠解決因突發流量匯聚導致的排隊時延增大問題,向用戶提供可承諾的網絡承載能力,支撐業務發展。

大連接:海量設備接入(其中每個連接所需傳輸的數據量可能會很小)會對控制面信令過程以及用戶面傳輸開銷帶來極大挑戰。例如,在5G網絡中,連接密度可能達到百萬/平方千米。因此,需要在5G網絡中降低信令過程開銷以及用戶面傳輸的資源開銷。

移動性管理:5G及后續的移動代際網絡面臨的業務種類復雜多樣,很多業務需要在高速移動的終端設備上展開。例如,車聯網需要保證高速移動下的車載業務不中斷,以保證車輛安全駕駛及用戶體驗。傳統IP的移動性管理依靠錨點來實現無處不在的終端和網絡連接,移動用戶與錨點間通過隧道連接,復雜性較高。因此為適應更多類型的業務需求,移動承載網絡支持更靈活高效的按需和泛在移動性,保證在移動高頻切換情況下的會話連續,從而確保超低時延情況下的業務連續。

進一步地,5G網絡不僅需要提供園區范圍內的端到端(End-to-End,E2E)服務,而且有希望能夠提供跨廣域網絡的端到端高質量服務。因此,作為5G E2E業務網絡的一部分,其承載網絡也需要能夠支持大帶寬、高可靠、低時延、確定性等高品質網絡連接。

1.3 產業互聯網

產業互聯網就是利用現代數字技術把產業各要素、各環節全部數字化、網絡化、智能化,從而將互聯網從消費端帶入生產端,促進各種垂直行業整體轉型升級。產業互聯網將促使組織重構以及業務流程生產方式重組變革,進而形成新的產業協作、資源配置和價值創造體系。從垂直行業維度來看,智慧醫療、工業互聯網、能源互聯網、車聯網等均可視作產業互聯網的范圍(如圖2所示)。

圖2 產業互聯網示意圖

隨著通信網絡的飛速發展,5G、云計算、大數據、人工智能等新技術深度融入經濟社會各個領域,包括工業、能源、交通、醫療、教育等各行各業,為整個社會帶來全方位深層次的影響。網絡5.0基于新應用與新業務的接入和承載需求,在繼承既有IP網絡優勢的基礎上,優化管理面、控制面和數據面,連接分散的計算、網絡和存儲等資源,構建一體化的新型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,并使其更加有效地滿足萬物互聯、萬物智能、萬物感知的需求。本文將簡單介紹工業互聯網、車聯網、能源互聯網以及智慧醫療這4種典型產業互聯網場景對網絡技術的需求。

工業互聯網場景網絡技術需求。

(1)支持海量工業終端接入:智能制造工廠需要接入海量的工控設備和傳感器等,需要支持高效、可靠的網絡連接和通信,并支持節能降耗。

(2)支持設備終端可信接入:工業互聯網絡需要支持工業終端設備接入的識別和可信性,防止終端非法接入、非法訪問、越權操作以及破壞工業控制等。

(3)路由可信:工業互聯網絡需要支持分支機構互聯、外部系統接入的可信性,實現網絡可信路由。

(4)滿足工業控制連接的網絡確定性:支持云端控制器系統遠程控制工業終端設備,支持網絡從云端控制系統到終端之間網絡的確定性,包括帶寬、低時延和低抖動、零丟包等質量保障;支持工業互聯網不同分支系統以及外部連接的網絡技術要求,包括網絡的帶寬保障、可靠性保障等。

車聯網場景網絡技術需求。

(1)支持車網之間互聯網絡的確定性:支持車輛定位、感知和控制系統與云服務平臺以及車車之間互聯的網絡確定性;提供端到端的高帶寬、低時延、低抖動和低丟包的服務質量保障。

(2)支持車載的數據網連接、音視頻的高帶寬服務:支持車載無線、音視頻系統的高帶寬接入,并提供相應的QoS保障。

(3)車輛終端的可信接入和訪問:網絡的開放性使得車輛通信終端容易被仿冒,高動態性的連接不容易追蹤,需要提供終端的可信身份認證,并提供防護能力,避免車輛遭受分布式拒絕服務(Distributed Denial of Service,DDoS)攻擊導致網絡擁塞,無法保障網絡確定性,擴大安全風險。

(4)車聯網絡的可信傳輸:車機互聯網絡需要提供可信傳輸能力,保障數據轉發過程中不被截取。

能源互聯網場景網絡技術需求。

(5)泛在連接:海量電力物聯網的終端接入,需要保證終端的高性能、高可靠接入,提供服務質量保障。

(6)控制系統通信的網絡確定性:針對控制類終端提供低時延、低抖動以及零丟包的確定性網絡服務能力。

(7)終端接入可信安全:需要提供接入終端的身份可信驗證,防止終端仿冒和非法訪問。

(8)網絡的可信路由:能源互聯網的網絡需要提供安全可信的互聯和路由轉發。

智慧醫療場景網絡技術需求。

(1)網絡遠程連接的確定性:高帶寬、低時延、低抖動以及可靠性滿足遠程診斷、檢查的需求。

(2)網絡內生安全能力支持醫療終端接入和醫療系統互聯的安全性。

1.4 新媒體通信服務

基于目前對網絡5.0的研究,可以發現通信媒體從文本、圖像、語音、視頻向更多維度的VR/AR和全息通信發展。實際上,新媒體通信是在圍繞人的五官感受(“五覺”)持續演進(見圖3),從而為用戶提供越來越身臨其境的溝通體驗。

圖3 通信媒體發展示意圖

二維平面視頻通信當前已成為網絡主要流量,但其發展已接近人眼生理極限。人眼的視覺系統是一種復雜的非線性系統,對圖像的認知與光線波長、亮度、瞳孔直徑等因素有關。根據視敏函數,選取對人類視覺最敏感的555 nm的光線,按照5 mm的平均瞳孔直徑,依據瑞麗判據(Rayleigh criterion),人眼的極限角分辨率約為130 PPD[1]。

視頻向三維空間上的躍進將觸發抽象二維信息向直觀三維信息的轉變,三維沉浸視頻成為視頻技術發展的長遠趨勢,全息通信是三維沉浸視頻通信的主要體現形式之一。全息通信是指利用全息顯示技術獲取處于遠程位置的人和周圍物體的圖像,通過網絡傳輸全息數據,在終端處使用激光束投射,以全息圖的方式投影出實時的動態立體影像,并能夠與之交互的新型通信方式。

全息通信信息媒體的全息圖特別是動態全息圖包含了大量復雜的多維新興數據。在信息傳輸中只有所有維度的信息嚴格同步,用戶才能感受到交互的真實感和沉浸感。相較于二維動態圖像,動態全息對帶寬的需求擴大了幾百倍甚至幾千倍,達到約Tbit/s級別。同時,動態全息圖刷新頻率底線為人眼感知連續動畫的底線,即24 FPS(實驗場景一般設為30 FPS),實際的良好視覺體驗需要60 FPS或以上[1],所以連續幀間時延達到毫秒級別。因此,全息通信不僅需要超高通量的傳輸能力,還需要確定性的超低時延與抖動。為滿足全息通信遠距離、多數據源的協同傳輸需求,在未來可能需要新的傳輸協議。

全息通信類服務應用廣泛,可應用于游戲娛樂、遠程視頻會議、遠程醫療、在線教育等領域。遠程全息視頻會議可將遠程參與者作為全息圖投射到本地會議室,而全息遠程培訓和在線教育則可以為用戶提供從遠程位置與超現實全息物體進行動態交互的能力,增強教學的現場感和沉浸感,提升教學效果。全息圖的實時處理通常選擇在靠近用戶側的地方進行,這樣可以充分利用近端的計算能力并節省對網絡帶寬的需求。需要關注的是,相較于對二維圖像的處理,全息圖的處理需要耗費較高的計算資源,同時,其對邊緣計算有著更嚴格的時延要求。此外,由于全息通信類服務涉及大量的包括人臉生物識別特征在內的用戶隱私數據,在通信過程中如何保護用戶的隱私數據、進行身份驗證和審計也成為需要解決的重要問題。

新媒體通信服務對網絡的技術需求主要體現在網絡性能、網絡架構、網絡協議、安全性和可靠性這4個方面。

對網絡性能的需求主要包括超大帶寬和低時延。就超大帶寬而言,全息圖的傳輸通常需要比現有任何媒體技術大很多的網絡帶寬,真人大小的單流圖像甚至需要Tbit/s級別的網絡帶寬。在媒體技術向全息裸眼三維的演進過程中,也許有其他的中間類全息技術對應相對低的帶寬需求,但是真全息網絡帶寬需求,可以作為遠期場景被關注。就低時延而言,類似于極致的二維圖像游戲或者VR/AR游戲體驗,良好的用戶體驗對全息圖的刷新頻率需求是非?？量痰?其帶來的網絡傳輸時延需求通常要求達到毫秒級別。

對網絡架構的需求主要體現在超大帶寬帶來的網絡架構變革和對邊緣計算的架構需求。就超大帶寬帶來的網絡架構變革而言,全息流的傳輸速率在幾十Gbit/s到Tbit/s的級別[2],考慮到未來多流多用戶使用的場景,例如,如何滿足10萬個10 Gbit/s的用戶數據流的實時應用,如何滿足50人的遠程真人全息會議且保證用戶顯示體驗,此類應用必然對傳統網絡架構提出變革性挑戰。就對邊緣計算的架構需求而言,全息圖的實時計算通常需要在靠近用戶側進行,這樣可以用計算能力換取網絡帶寬需求,但是全息圖的計算相比二維圖像的各種操作要耗費大量的計算資源,其對邊緣計算的需求,結合時延限制,必然會帶來極大的挑戰。

就對網絡協議的需求而言,在3D全息通信中,根據本文研究,單個全息數據塊大小約為50 MB,且其在顯示端不能亂序,雖然文中采用了應用層結合傳統TCP技術得以實現數據的本地有線傳輸,但是為滿足其遠距離、多數據源的協同傳輸需求,在未來可能需要新的傳輸協議。

就對安全性和可靠性的需求而言,裸眼三維全息圖像的傳輸技術,在未來成熟以后,可能作為一種新媒體平臺技術,使能或者內嵌在各種垂直行業的應用中,如社交、游戲、遠程工業診斷、遠程醫療、遠程機器操控等應用。對應一些敏感業務應用,相應的高安全性網絡需求成為必然。

2 總體技術要求

網絡5.0聚焦于ICT基礎設施化、產業互聯網、移動業務承載、新媒體通信服務四大類應用場景,除了對網絡有高帶寬、大連接、低時延等通用性要求外,還對網絡提出更高的技術需求,可概括總結為內生安全可信、確定性網絡、資源感知和管控、算力感知和路由能力、語義可定義的新標識、可運營新組播和網絡可擴展性這幾個方面。

2.1 內生安全可信需求

網絡的安全可信是保證網絡可靠運行及業務開展的基本保證。傳統的網絡安全防護重點關注邊界的安全防護,一般是在現有的網絡架構基礎上疊加安全防護功能,其安全防護效果已經不能適應飛速變化的網絡應用的需求。由于IP網絡在設計之初只重點關注連通性而忽視安全性,致使現有的網絡安全系統一直以來只能通過增加防火墻等安全設備給予補丁式修補進行被動防御,以及通過用戶認證通道加密等手段進行基本底線防御來完成安全防護。然而,在網絡中,IP地址偽造、隱私泄露、中間人攻擊、DDoS攻擊、基于系統漏洞的攻擊、未知威脅攻擊等頑固安全問題依然層出不窮,依靠基于外部系統和疊加技術實現的加密、隧道、感知等技術來實現安全防護功能難以為繼,持續產生的安全問題難以根治。為從根本上提升網絡的安全能力,內生安全可信成為網絡5.0的關鍵需求。

內生安全可信網絡是以信任為基礎,以可信標識為錨點,具有去中心化共識機制,具備內在自免疫可進化安全能力的網絡安全體系?；趯τ脩艏捌淞髁?、設備、管控方不完全信任的假設,內生安全網絡從整體、系統層次(包括但又不限于在路由轉發層)全面建立網絡的安全免疫、防御保護和審計等內生安全可信機制。

2.2 確定性網絡需求

確定性網絡是指為確定性業務流提供確定性服務的網絡,包括滿足報文轉發的時延上下界、有界抖動、低丟包率等要求。與此同時,業務的時延和抖動的上限是可控和可測量的。確定性網絡可為特定的業務流提供端到端的可預期、可保證、可度量的精準傳輸。確定性網絡需要滿足資源確定性、路由確定性和時間確定性需求。

資源確定性需求。網絡資源包括節點、鏈路、端口、帶寬、隊列資源等,資源確定性需求要求對網絡資源進行確定性資源規劃和編排,包括資源建模、資源重構、資源洪泛及上報、資源分配及預留、資源獨占及共享、資源隔離、資源調度等。為了滿足確定性業務需求,需要對資源進行分類,包括超低時延資源、低時延資源、低抖動資源等。資源確定性通過為業務流預留資源,保障確定性業務的時延、抖動等需求。如果網絡資源足夠,則可以消除擁塞、丟包等,達到低時延、低抖動的需求;如果網絡資源不足,則需要對確定性流進行擁塞控制、隊列調度等,或者利用L1層資源提供直通式通道、靈活以太網管道等進一步對網絡資源進行重構。

路由確定性需求。路由確定性需求是指需要選定確定性業務流的網絡路徑,確保至少在業務駐留期間路由的穩定性,路徑不隨網絡拓撲的實時變化而發生改變。這一技術確保了確定性流的傳輸路徑相對固定,是保證時延和抖動的重要技術支持。路由確定性是基于資源確定性的增強,需要進一步提供攜帶服務等級協議(Service-Level Agreement,SLA)能力的預路由,生成自身具有確定性能力的內生確定性路由,該路由同時具備路徑轉發及QoS保障功能。路由的類型可以按照確定性需求劃分為超低時延路由、低時延路由、低抖動路由、復制消除路由、聚合路由等。內生確定性路由包括顯式的嚴格路由和松散路由等,路徑建立的方式包括流量工程技術(MPLS-TE、SR-TE、靜態配置等)、內部網關協議(Interior Gateway Protocol,IGP)技術等。顯式的嚴格路由可以保障業務的時延抖動等需求,松散路由只生成部分內生確定性路由,其他路由仍需要轉發和調度,如動態資源感知路由及隊列調度等。

時間確定性需求。時間確定性需求是在提供資源和路由確定性基礎上,對業務流進行統一規劃及選路,保證每條流的時延抖動控制,滿足確定性業務時延抖動等確定性需求。時間確定性要求對確定性流進行規劃,包括對確定性業務進行分級調度,限制并發流數,減少微突發;在邊界節點進行整形;在聚合節點進行流聚合等,減少流狀態維護;在復制消除節點進行流復制或消除等,保障可靠性等。在資源及路由確定性基礎上,時間確定性要求對確定性流進行動態時延預算及選路,保證每條流滿足確定性業務需求。

網絡5.0的應用場景及用戶具有多樣化確定性業務承載需求,不同業務對確定性SLA指標的需求不一致,網絡5.0需要根據確定性需求對業務進行確定性分級分類。

2.3 資源感知和管控需求

網絡將面臨一體化的資源感知和管控需求,這里的資源不僅包括要及時、準確了解資源使用方的需求,還包括感知資源供給方的資源動態提供能力。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,網絡5.0需要對網內的各種資源的需求和供給都能夠清晰感知并開展管控。

網絡資源的感知需求包括資源感知的能力要求、資源感知的實現手段以及資源感知的部署。網絡將逐步建立網內資源的感知體系,實現對業務、應用的更高效支持。同時,網絡5.0也將立足感知能力,逐步具備對網內資源的管控能力。作為網絡5.0管理中的重要構成部分,網絡資源的管控需求包括管理需求、控制需求、分析需求以及數字孿生需求。

基于網絡資源感知,網絡5.0支持網絡資源的智能管控,包括管理、控制、分析以及數字孿生。

2.4 算力感知和路由能力

算網融合系統包括網絡對算力的感知需求、網絡對算力的編排和路由需求、算力度量和標識的需求、算網融合需求4部分。

網絡對算力的感知需求包括:感知多種顆粒度算力資源,包括鎖定、釋放、調度算力資源以及規避故障算力資源;針對算力資源建立資源供給者算力注冊和調度平臺,包括供給方資質和資源可信認證,基于信用體系開展商業模式創新;針對層次化算力資源顆粒度,構建層次化的算力感知體系,比如基礎設施即服務(Infrastructure as a Service,IaaS)、平臺即服務(Platform as a Service,PaaS)、函數即服務(Function-as-a-Service,FaaS)等;算力的呈現形式可以是虛機、容器、功能、算法等,異構計算資源建議通過前述系統進行納管。

網絡對算力的編排和路由需求包括:構建基于算力感知的算力路由表,包括算力基礎信息及算力動態信息,如算力節點地址、端口、算力實例地址及狀態等;網絡需要準確感知應用的算力SLA;網絡能夠針對算力轉發做出SLA承諾;網絡基于算力路由表執行算力路由策略。

算力度量和標識的需求包括:建立層次化算力資源和服務顆粒度的算力度量體系;建立全局語義的層次化算力標識體系。

算網融合需求包括:算力和網絡全局資源視圖的統一創建;執行基于算力、網絡SLA的雙重融合優化路由策略;算網融合路由機制與現有IP路由架構平滑兼容,中間IP骨干節點算力無狀態。

2.5 語義可定義的新標識需求

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。同時網絡5.0將進一步與SDN架構無縫融合,網絡將具備更多的可編程、可編排特性。因此,網絡5.0技術可能將針對IP協議的可編程可編排特性的需求,增加新的語義可定義的標識以及基于新型標識進行路由的能力,從而滿足異構網絡互聯的需求。

2.6 可運營新組播需求

當今視頻流量已成為互聯網流量主體。以視頻會議和在線教育為代表的網絡視頻應用出現井噴式的發展,但傳統組播技術無法在互聯網中得到有效應用,大量的視頻流量通過內容分發系統進行傳輸,這種依賴于流媒體服務器的應用層組播方式在傳輸時延、丟包、性能上存在無法解決的“瓶頸”,抑制了基于AR/VR、AI等需要大規模、大帶寬、可靠低時延、有確定性SLA的傳輸保障的新型產業的發展和應用。

面向垂直行業,產業技術升級也帶來了新的組播需求場景。4K/8K超高清視頻已在不斷推廣,而傳統的串行數字接口設備無法滿足大規模超高清視頻的制作和傳輸需求,傳統的制播網絡需要高可靠、可規劃的IP組播技術來進行媒體資源調度。

2.7 網絡可擴展性需求

網絡5.0在滿足新業務需求的情況下,需要網絡的高可擴展性以實現大規模、異構網絡的互聯互通?？蓴U展性主要包括網絡標識的可擴展性、地址的可擴展性以及網絡路由的可擴展性。

3 結束語

網絡5.0是第5代數據網絡的統稱,秉承“以網絡為中心、能力內生”的設計理念,在現有IP網絡協議基礎上,提供確定性、內生安全可信、服務可知可控等多方面網絡能力。網絡5.0通過做強網絡,主動向各類產業應用提供網絡能力、計算能力以及數據能力服務,降低端側應用復雜度,提升服務質量與網絡效率,降低能耗開銷,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。