关于新型网络架构发展的思考与建议.pdf

TECHNOLOGY AND INFORMATION信息化技术应用科学与信息化2023年9月下 79关于新型网络架构发展的思考与建议史小雪南京市质量技术监督综合服务中心 江苏 南京 210019摘 要 伴随着信息化社会的到来，通信产业和其他基础产业一样，给社会发展、人们的生活带来了巨大影响力，通信产业为推动科技创新提供了技术力量。新型网络架构是一种系统性网络和通信技术，对于未来通信产业的发展能起到核心作用，在该背景下新型网络架构技术研发已迫在眉睫。本文对新型网络架构的特点进行深入剖析，同时对其中的代表性架构做出相关解释。关键词 新型网络架构；发展；态势Thoughts and Suggestions on Development of New Network ArchitectureShi Xiao-xueNanjing Quality and Technical Supervision Comprehensive Service Center,Nanjing 210019,Jiangsu Province,ChinaAbstract Withtheadventoftheinformationsociety,thecommunicationindustry,likeotherbasicindustries,hasbroughtgreatimpactonsocialdevelopmentandpeopleslives.Thecommunicationindustryhasprovidedtechnicalpowerforpromotingscientificandtechnologicalinnovation.Newnetworkarchitectureisasystematicnetworkandcommunicationtechnology,whichcanplayacentralroleinthedevelopmentofthefuturecommunicationindustry,andtheresearchanddevelopmentofnewnetworkarchitecturetechnologyisimminentinthiscontext.Thispaperanalyzesthecharacteristicsofthe new network architecture and explains the representative architectures.Key words new network architecture;development;situation引言在推动科技创新和促使经济社会转型方面，通信产业是必要支撑，与此同时，通信产业还是推动科技强国和网络强国建设的核心力量，由此可见，该行业在重要性方面不言而喻。需要指出的是，积极发展通信产业具有诸多益处，体现在有助于推动现代化发展，为工业及战略性新兴产业实现发展助力，能为提升国家通信安全保障能力提供必要支撑，此外对提升国际竞争力也具有不可忽视的重要作用。依托于互联网技术的快速发展，网络平台在重要性方面越发凸显，借助该平台能提供更多便捷的服务，并在这个过程中带动新架构等实现快速发展。除此之外，包括卫星通信、光纤通信和VR/AR等在内技术的发展，以及在具体实践中得以广泛运用，为通信服务业快速发展提供助力。1 新型网络架构内涵及其主要形式1.1 新型网络架构的内涵阐释所谓的新型网络架构，具体是指由未来新型网络与通信领域中极具变革前景技术所组成的相应体系。新型网络架构是时代发展的产物，具有显著特征，除了体现为敏捷感知性和便捷管控性之外，还具有优质服务性和灵活可扩展性等诸多特点。随着新型网络架构的发展，将会对技术领域造成重大冲击和影响，尤其对智能制造、天地融合网络及物联网（IOT）等技术更是存在明显冲击。通过对新型网络架构体系进行分析得知，其核心体现在设计一种高效及能大范围使用的基础网络架构，并为异构网络技术实现融合提供支撑。就现有方案而言，主要存在两种技术路线，其一是“演进式”技术路线，其二是“革命式”技术路线。研究者认为，第一种技术路线可通过“修补”现有网络架构方式来暂时解决网络中存在的各种问题，使得现有网络架构能适应新发展需求；而对于第二种技术路线，研究者认为有必要重新设计网络策略，以便能使得网络架构适应未来发展需要。1.2 新型网络架构主要形式1.2.1 信息中心网络。设计ICN架构的初衷较为明确，即旨在为内容分发提供支持，采取内容命名方式方便用户快捷收集到各类信息，此外还有助于满足移动性应用需求。对于集中式ICN架构，通常采取扁平化命名方式，而对于分布式ICN架构，则采取分层命名方式，这与统一资源定位符结构较为类似。而在分层根路径方面，实则内容发布者的名字前缀，直接用作内 TECHNOLOGY AND INFORMATION信息化技术应用80 科学与信息化2023年9月下容名字路由无须解析。1.2.2 可表述网络。XIA架构作为一种重要的新型网络架构，其所提供的网络使用模式并非单一化，依托于多样化的网络使用模式，有助于可靠通信服务需求得以满足，且还能起到协调作用，共同为网络提供服务。此类架构特点较为鲜明，体现为可演进性和可信任性特点的同时，还体现为灵活路由等特点。通信主体除了网络发送方之外，还可以是接收方，而面对不同的通信主体，路由器所采取的处理方式也会有所不同，使得相应的网络功能也会不同。同一个应用能包含多个通信主体，所实现的网络功能也会有所不同。1.2.3 低轨卫星网络。就低轨卫星网络系统而言，其除了包括空间段和地面段之外，还包括用户段等。首先是空间段，其具体包括低轨卫星，以及星间链路，在支持星上独立组网与路由方面主要借助星上处理技术来实现。其次是地面段，它具体包括信关站和网控中心等，能实现诸多功能，具体包括系统运维和地面通信网络互联等。第三是用户段，它把各类地面终端用户都纳入其中，如卫星电话等。低轨卫星网络相对而言具有自身的优势，如体现在空间跨度大且覆盖范围广，以及抗毁能力强等。由多卫星组成的星座能提升全球宽带卫星服务能力，进而能为人类提供更好的相应服务。2 新型网络架构的发展态势2.1 国家政策和相关法律法规方面新型网络架构技术问世并实现快速发展，给经济社会发展带来较大冲击和影响，为此广受世界各国的重视。为引导该技术实现良性发展，各国先后颁布相应的法律法规及相关政策，从政策法规层面上予以支持，由此带动全球通信技术竞争日益白热化。美国国防部加强该领域研究，其高级研究计划局启动PRONTO网络研究项目并促使网络技术实现创新（2021年）。欧盟H2020计划组也关注此领域问题，并通过研究提出多种网络新型架构，开展CORRELATION项目、PRISENODE项目及SEMANTIC项目等，各项目具体研究侧重点不同，并注重从政策法律层面上提供支持。我国也积极参与新型网络国际市场竞争，先后推出多项政策，以及制定多项规划等，为加强国际竞争与合作提供支持。从2020年开始，我国不断加快新型网络架构建设和创新力度，在这个过程中更是快速发展5G技术，不断发展数据中心和工业互联网等，并以此作为重点内容。因此，在我国发布的中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要中更是明确提出，要加强发展通信技术等在内的各项技术，这是促使国家战略科技竞争力实现提升的需要1。2.2 行业未来发展方向预测在我国，新型网络架构与技术升级倍受科技企业重视，把这两项内容当成研究重点。中国电信集团把重构网络当成重点工作来抓，不断扩大云网规模且产生了较强的协同效应，网络功能持续优化，在网络组网设计、流量等方面得到充分体现。深圳腾讯计算机系统公司将数据网络架构的版本升级到5.0，在为客户提供定制化服务时充分利用NFV与SDN技术。阿里巴巴集团在对边缘计算产业发展进行规划时，把“阿里云”当成一种有效工具，实现了云、边、端的一体化发展。华为技术公司把发展目标确定为“全面云化”，并进行了安排与部署，促进了网络云化、NFV等的发展。在我国通信与信息领域，下一阶段在发展中要深入推进网络试验设施项目，要充分体现出大规模、开放性、使用便捷等优势，实现可持续发展，创设良好的试验环境，为网络创新体系结构的发展带来保障。预计到2035年，我国将全面构建多模态智慧网络体系，通过多元化网络模态的整合与互联，能自如灵活地进行切换，增强网络服务能力，适应用户需求的不断变化。2.3 劣势方面从客观上看，当前我国在对网络架构技术进行创新与应用方面依然存在短板。在统筹安排上，网络架构规划未能体现出综合性、整体性、协调性，自主研发的行业与地区比较多，产业界并没有在这方面达成共识，既没有统一行业认识，也没有形成明确的思路，没有制定周密的建设方案2。新型感知网络在基础设施布局与建设、规划与建设上都有不足，没有从总体上对不同类型的设施进行设计。在解决上述问题过程中，需要形成合理的政策法规，也要制定科学的行业标准。我国在架构新型网络时，现有技术还有待提升，在核心技术与软件方面要增强自主创新能力，尽快拥有属于自己的核心技术，弥补产业技术方面的不足。3 新型网络架构的未来发展方向和具体措施3.1 统筹实现政策落实、法律监督和行业监管政府从出台相关政策、制定法律制度等方面来实现对行业发展的宏观引导，并在行业发展过程中积极起到调控作用；为新型网络架构技术产业融资提供支持，由政府牵头立项并完善相关人才配置工作。在新型网络架构发展过程中，不可避免遭遇到各种问题，这时候政府应积极协调各方，促进矛盾的解 TECHNOLOGY AND INFORMATION信息化技术应用科学与信息化2023年9月下 81决，采取创新的管理方式推动产业应用加快落地。发挥媒介资源的优势，扩大宣传范围、提升宣传力度，让社会公众了解信息通信网络以及新型网络架构技术的本质及其作用。对于通信信息产业、新型网络架构技术的发展水平进行定期检测，将检测结果作为布局信息通信领域的有力依据。3.2 改善新型网络架构产业的发展环境新型网络架构的发展模式要具有独创性特点，紧跟企业创新发展，充分发挥出网络基础的核心作用，同时注重核心平台的建立、数据要素的保护及关键的安全保障工作3。新型网络架构产业规模要不断做大做强，维持产业生态的平衡，与各行业充分融合交流。积极培育企业级新型网络架构平台，采取自主运营的方式，建立互联网工业平台测试系统为工业企业开展业务提供便利，建立互联网工业平台公共服务系统，为工业企业开展业务提供公共服务保障。新型网络架构产业的未来发展需要依托通信产业智库研究优势，制定具有前瞻性的发展战略。市场开放力度要不断加大，搭建有利于新型网络架构产业发展的良性生态环境，将网络、新业态、平台充分联通起来，发挥集聚效应。3.3 加强多方合作，提升创新能力目前，社会公众掌握的网络领域相关知识还存在不足，有必要建立网络教育平台，由高校、科研院所充分发挥自身教育功能，互联网企业、设备生产制造商及电信运营商联合起来将更多的创新想法落地生根。科研院所和高校要将知识充分运用到帮助企业实现创新中，为促进我国信息通信领域技术升级提供帮助。面对网络安全技术存在的弱势，要注重技术研发和成果转化问题，将关键技术快速实现产业化，将军民功能作为信息通信技术的未来发展方向。3.4 建立和巩固人才队伍人才对于行业的发展起到关键作用。从全球领域招贤纳士，为促进我国新型网络架构产业技术的发展夯实人才技术。各级经济技术开发区要对新型网络高端人才提供必要的帮助，实现“双招双引”制度的全面落实；将新型网络架构人才纳入到国家级人才计划中，实现科学的梯队人才储备；人才引进要充分彰显用人单位的主动性，引进方式既要符合相关规定，又要具备一定的灵活性。为新型网络产业高端人才提供股权，完善各种分红激励制度。建立高水平新型网络科研人才队伍，科研院所和高校要大力培养这方面人才，成为这方面人才的摇篮。4 结束语现如今，网络通信产业受到各个国家的重视，多个国家意识到网络通信技术对于通信产业发展的意义。新型网络架构与技术注入云计算、软件定义网络、信息中心网络、白盒等都成为全球网络通信产业生态链中关键的一环；专家学者致力于“竞争与合作”理念下的理论研究和实践创新。新型网络架构与通信技术的时代已经到来，各种新产业、新模式层出不穷，产业技术革命势不可挡。本文从新型网络架构产业技术、通信技术的发展方向和趋势入手，对当前发展现状进行剖析，对于典型网络架构等问题展开探讨，希望为通信产业以及新型网络架构产业技术的理论研究起到抛砖引玉的作用。参考文献1 狄筝,曹一凡,仇超,等.新型算力网络架构及其应用案例分析J.计算机应用,2022,42(6):1656-1661.2 刘韵洁,黄韬,汪硕.关于未来网络技术体系创新的思考J.中国科学院院刊,2022,37(1):38-45.3 李丹,胡宇翔,邬江兴.新型网络技术创新发展战略研究J.中国工程科学,2021,23(2):15-21.