當前，全球網(wǎng)絡技術快速升級演進，重大技術變革加速孕育。光傳送網(wǎng)、移動通信網(wǎng)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)、固定寬帶接入等核心技術快速創(chuàng)新，新一代光網(wǎng)絡、新一代移動通信、未來網(wǎng)絡等新領域快速發(fā)展，高速寬帶、智能融合、天地一體的新型網(wǎng)絡通信基礎設施加速構建，一場以開放融合、代際躍遷為特征的網(wǎng)絡技術革命加速孕育。
全球網(wǎng)絡技術的發(fā)展態(tài)勢
網(wǎng)絡承載了越來越多的期待，重大問題長期未徹底解決。移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)，以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、5G等的快速興起，在為用戶帶來便利的同時，也對IT基礎設施的建設提出了更高的要求，希望網(wǎng)絡能做到按需供給、隨需而變和靈活健壯。但是，IP網(wǎng)絡自TCP/IP核心技術體系確立以來，除了IPv6/MPLS技術創(chuàng)新以外，基礎技術沒有本質(zhì)性的改變；光傳送技術除繼續(xù)向智能高速大容量方向發(fā)展以外核心技術也沒變革性創(chuàng)新。網(wǎng)絡中存在的問題不斷累積，但并未得到根本性解決。
網(wǎng)絡發(fā)展滯后IT創(chuàng)新，IT加速對CT的整合步伐。在IT領域，云計算實現(xiàn)了計算、存儲資源的整合，形成了成熟的事實標準和商用系統(tǒng)（如OpenStack），并基于統(tǒng)一技術平臺加速對網(wǎng)絡資源的整合。在CT領域中，在網(wǎng)絡中融合計算、存儲資源一直以來都只是一個口號，并未開展實質(zhì)性研究，網(wǎng)絡虛擬化只是停留在“虛擬專用線”階段，不能滿足虛機跨越互聯(lián)需求。網(wǎng)絡技術的發(fā)展滯后與IT技術的創(chuàng)新，整體處于“被融合”地位。
封閉技術產(chǎn)業(yè)生態(tài)限制了網(wǎng)絡創(chuàng)新，創(chuàng)新動力不足。網(wǎng)絡制造商壟斷了主要的網(wǎng)絡技術組織，產(chǎn)業(yè)聚集度越來越高。如IETF、ITU、ETST、3GPP等網(wǎng)絡技術組織長期被把持，新生力量的話語權和影響力較小。CDN的快速發(fā)展使得網(wǎng)絡運營商與用戶距離越來越遠，逐步失去對用戶需求、網(wǎng)絡流量和流向的掌控能力；同時正在喪失對網(wǎng)絡技術方向的戰(zhàn)略導向和把控能力，在網(wǎng)絡技術創(chuàng)新中逐步被邊緣化。
創(chuàng)新驅(qū)動力發(fā)展變化，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)成為核心驅(qū)動因素�；ヂ�(lián)網(wǎng)企業(yè)從需求方加速向技術供給方轉(zhuǎn)變，成為推動新一輪網(wǎng)絡技術創(chuàng)新的核心驅(qū)動力。Google、facebook等積極參與SDN開源項目和標準化組織，同時業(yè)開始自建網(wǎng)絡，并免費提供給用戶使用。Google通過自建或購買再升級的方式，建成了全美第二大骨干網(wǎng)運營商（僅次于Level3），并開始跨境網(wǎng)絡建設。
網(wǎng)絡迎來新的發(fā)展高潮，網(wǎng)絡技術面臨重大技術變革。SDN/NFV所倡導的網(wǎng)絡開放化、虛擬化、智能化、融合化的技術理念，以及互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的技術貢獻，推動網(wǎng)絡技術進入新一輪創(chuàng)新浪潮。新一輪創(chuàng)新浪潮的根本性變化是由電信級思維向互聯(lián)網(wǎng)思維轉(zhuǎn)變：由封閉變?yōu)殚_源、由粗放變?yōu)榫�、由剛性變�(yōu)閺椥�、由孤立變�(yōu)槿诤稀?/div>
高速、開放、虛擬、智能、融合成為網(wǎng)絡發(fā)展重要趨勢。SDN實現(xiàn)網(wǎng)絡鏈路資源的動態(tài)、實時調(diào)度，來動態(tài)適配上層業(yè)務對網(wǎng)絡資源的需求。NFV實現(xiàn)網(wǎng)元的動態(tài)創(chuàng)建，然后通過業(yè)務編排器實現(xiàn)業(yè)務邏輯（業(yè)務鏈），SDN和NFV融合發(fā)展，共同促進網(wǎng)絡技術創(chuàng)新�；赟DN與NFV技術而成的新一代網(wǎng)絡操作系統(tǒng)及云平臺，統(tǒng)一管理和優(yōu)化IP網(wǎng)絡和光網(wǎng)絡的資源提升業(yè)務質(zhì)量和用戶體驗，提升網(wǎng)絡可靠性，實現(xiàn)網(wǎng)絡資源的高效利用，實現(xiàn)了網(wǎng)絡的融合化。
網(wǎng)絡技術創(chuàng)新的核心問題
統(tǒng)一強健的網(wǎng)絡資源管理機制是網(wǎng)絡技術創(chuàng)新的重要方向。當前網(wǎng)絡技術創(chuàng)新中面臨的最核心問題是網(wǎng)絡資源管理機制問題，承載網(wǎng)絡需要通過構建統(tǒng)一健壯的網(wǎng)絡資源管理層，實現(xiàn)對網(wǎng)絡資源的統(tǒng)一架構管理與調(diào)度。網(wǎng)絡資源管理層是網(wǎng)絡的“新瘦腰”，是實現(xiàn)網(wǎng)絡開放化、虛擬化、智能化、融合化的基礎，是解決網(wǎng)絡安全、可控、QoS、擴展性等問題的關鍵。
在以網(wǎng)絡資源管理平臺為核心的網(wǎng)絡中，原有的IP協(xié)議主要用于網(wǎng)絡管理而非業(yè)務承載，用戶網(wǎng)絡的路由協(xié)議可以自定義，既可以是IP網(wǎng)絡，也可以是非IP網(wǎng)絡，此時IP網(wǎng)絡是一種定制好的網(wǎng)絡服務，供用戶選用。以網(wǎng)絡資源管理平臺為核心的網(wǎng)絡，將同時提供“大眾服務”和“精英服務”，符合網(wǎng)絡價值的“20/80定律”：即IP虛擬網(wǎng)絡將滿足80%的用戶需求（如普通的互聯(lián)網(wǎng)用戶），只產(chǎn)生少于20%的收益；非IP虛擬網(wǎng)絡（含基于IP的定制化網(wǎng)絡）將滿足20%用戶的需求，但是創(chuàng)造超過80%的網(wǎng)絡收益。
統(tǒng)一強健的網(wǎng)絡資源管理機制涵蓋三個方面的基本要素。一是開放網(wǎng)絡架構。“開放”是產(chǎn)業(yè)鏈成熟的良性發(fā)展的重要標志，開放可以技術創(chuàng)新活力，降低創(chuàng)新成本，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈條。類比于傳統(tǒng)機械設備的開放，正是由于零件的標準化和互換性，促進了工業(yè)革命的深入發(fā)展，真正帶來了工業(yè)化大浪潮。然而，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡設備大多是封閉的架構，各廠商獨有設計開發(fā)，具有固化、封閉式、開發(fā)周期長的特點，產(chǎn)業(yè)生態(tài)相對封閉，創(chuàng)新能力不強。而SDN/NFV技術的出現(xiàn)，開啟了網(wǎng)絡開放的浪潮，特別是NFV技術將推動網(wǎng)絡功能接口的標準化和功能重組。開放網(wǎng)絡架構是網(wǎng)絡技術創(chuàng)新的源動力，也是網(wǎng)絡技術創(chuàng)新的長期方向和重要任務。
二是高性能、穩(wěn)定、可擴展的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)。這是網(wǎng)絡控制平面創(chuàng)新的重要方向，也是實現(xiàn)網(wǎng)絡虛擬化和軟件定義的基礎。網(wǎng)絡操作系統(tǒng)在控制平面扮演者重要的角色，它通過南向接口實現(xiàn)對網(wǎng)元資源的抽象和管理，北向接口向上層應用提供網(wǎng)絡服務，同時實現(xiàn)業(yè)務編排的功能，根據(jù)不同策略來編排用戶數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)路徑。到2015年中期，網(wǎng)絡操作系統(tǒng)開始產(chǎn)業(yè)聚焦，基本形成了由Linux基金會主持管理的Opendaylight解決方案和以ON.Lab主持管理的ONOS解決方案兩大技術方向，全球知名ICT廠商、電信運營商以及學術研究機構紛紛加入其中。
三是新型轉(zhuǎn)發(fā)技術。在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)平面有兩個關鍵技術已成為業(yè)界關注的熱點。一是協(xié)議無關的轉(zhuǎn)發(fā)（POF，Protocol Oblivious Forwarding），這將成為未來網(wǎng)絡虛擬化和網(wǎng)絡可定制的基礎。POF通過對網(wǎng)絡的轉(zhuǎn)發(fā)行為進行抽象，實現(xiàn)利用高級編程語言對多種轉(zhuǎn)發(fā)平臺進行靈活的轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議和轉(zhuǎn)發(fā)流程定制。另一個是利用Intel DPDK（Data Plane Develop Kit）開發(fā)套件提高軟轉(zhuǎn)發(fā)的性能。DPDK是一套基于Intel架構的通用處理器的數(shù)據(jù)包處理程序開發(fā)工具和平臺，可以幫助用戶更便捷的開展數(shù)據(jù)面的創(chuàng)新。目前，基于DPDK的開源生態(tài)正在積極構建，包括Intel、6WIND、WindRiver、Aricent等公司都是主導機構。
網(wǎng)絡升級演進的重要方向
加快轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)粗放式的資源管理理念和運營模式，以構建開放架構的網(wǎng)絡資源管理平臺為核心，打造高效彈性的網(wǎng)絡資源池化管理和按需調(diào)度的能力，支持極度差異化的網(wǎng)絡定制服務。
在網(wǎng)絡技術創(chuàng)新方向，以構建開放網(wǎng)絡架構為核心，加強網(wǎng)絡操作系統(tǒng)和協(xié)議無關轉(zhuǎn)發(fā)的自主創(chuàng)新。一是研發(fā)開放網(wǎng)絡架構，實現(xiàn)IT虛擬資源和網(wǎng)絡虛擬資源的融合統(tǒng)一管理�？刂婆c轉(zhuǎn)發(fā)的分離、控制器之間的互聯(lián)、邊緣與核心的分離、軟件與硬件的解耦、內(nèi)容與網(wǎng)絡的協(xié)調(diào)、IP與光的配合等均要求開放大量的內(nèi)部私有接口，網(wǎng)絡架構將走向全面開放。通過網(wǎng)絡開放架構，可以建設真正面向“差異化服務”的網(wǎng)絡。二是積極支持國內(nèi)企業(yè)和科研機構積極參與ONOS和OpenDayLight社區(qū)，不斷擴大影響力，為基于ONOS和OpenDayLight開源系統(tǒng)研制自主網(wǎng)絡操作系統(tǒng)創(chuàng)造條件。研發(fā)網(wǎng)絡虛擬化技術與平臺，突破基于可控隊列的流表隔離及虛擬技術、基于無連接方式的跨域虛擬專網(wǎng)技術；研發(fā)網(wǎng)絡功能定制與業(yè)務編排技術與系統(tǒng)，攻克網(wǎng)絡與IT資源的聯(lián)合編排技術、基于模型的網(wǎng)絡功能鏈定義技術；研發(fā)支持隊列級資源切片的NP芯片與設備。
在網(wǎng)絡升級演進方向，基于開放網(wǎng)絡架構重構現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡體系，實現(xiàn)從“智能管道”向“開放融合網(wǎng)絡資源平臺”的根本轉(zhuǎn)變。圍繞電信運營商的網(wǎng)絡轉(zhuǎn)型，要做好技術標準、測試評估、應用示范等工作，積極推動從芯片、軟件、整機到運行維護的協(xié)調(diào)共進，通過網(wǎng)絡基礎設施的轉(zhuǎn)型升級實現(xiàn)網(wǎng)絡建設、運維理念的轉(zhuǎn)變。一是構建設備資源抽象與感知功能層，實現(xiàn)各類網(wǎng)絡設備資源的智能感知、資源抽象和統(tǒng)一管理，將“網(wǎng)絡設備云”轉(zhuǎn)化為“網(wǎng)絡資源云”。二是構建資源融合與彈性分配功能層，實現(xiàn)網(wǎng)絡資源的虛擬化管理和資源的按需分配。三是構建網(wǎng)絡功能定制與業(yè)務編排功能層，根據(jù)用戶需求，綜合利用計算、存儲和網(wǎng)絡資源實現(xiàn)網(wǎng)絡功能的定制和業(yè)務流程的編排和再造。
作者簡介：
曹薊光，就職于中國信息通信研究院技術與標準研究所，任所副總工程師，高級工程師，院信息網(wǎng)絡領域主席。曾從事SDH、MSTP等傳輸技術的研究工作，現(xiàn)主要從事IP、下一代互聯(lián)網(wǎng)（IPv6）、未來網(wǎng)絡等技術研究、通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策研究等工作。主持和參與了數(shù)十項科技部、發(fā)改委和工信部項目。主導完成二十余項互聯(lián)網(wǎng)相關的通信行業(yè)標準，獲得國家發(fā)明專利5項，發(fā)表論文30余篇，出版專著一本《MSTP技術與應用》，參與校譯《互聯(lián)網(wǎng)治理》。
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