隨著5G網(wǎng)絡的規(guī)模商用，越來越多的研究開始關注十年后的未來網(wǎng)絡愿景。目前業(yè)界普遍認為未來網(wǎng)絡發(fā)展將極大的融合人工智能、區(qū)塊鏈等新興技術，到2030年將能夠提供萬億級、確定性微秒級時延的泛在智能連接與服務。為了實現(xiàn)這一目標，業(yè)界各方都在積極研究探索面向2030及更長遠期的網(wǎng)絡架構。

資源泛在化、體系融合化、服務智慧化

5G建設已經駛入快車道，它與經濟社會有了充分的融合，廣泛滲透到工業(yè)、農業(yè)、交通等各行各業(yè)，開啟了一個萬物互聯(lián)的時代。新型基礎設施建設（“新基建”）的加快進一步推動著信息產業(yè)的升級變革，并將在未來5~10年之間為社會發(fā)展持續(xù)注入新動能。在今年4月20日國家發(fā)改委明確的“新基建”范圍中，信息基礎設施包括了以5G、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)為代表的通信網(wǎng)絡基礎設施，以人工智能、云計算、區(qū)塊鏈等為代表的新技術基礎設施，還首次新增了以數(shù)據(jù)中心、智能計算中心為代表的算力基礎設施等?？梢钥闯觯奥?lián)接+計算”是未來信息基礎設施的核心。綜合未來應用場景需求和資源設施分布情況，未來網(wǎng)絡主要發(fā)展趨勢有如下三個方面。

首先，“新基建”推動信息基礎設施的大發(fā)展，資源泛在化成為重要特征。在云計算、邊緣計算發(fā)展的大趨勢下，未來網(wǎng)絡中靠近用戶不同距離將遍布著不同規(guī)模、多方異構的資源節(jié)點，形成海量泛在化資源，為用戶提供各類智能化和個性化服務。未來各類智慧型服務，如智慧醫(yī)療、智慧交通、智能制造等，都需要依賴網(wǎng)絡能力將泛在的計算能力拉通共享，以滿足新興業(yè)務提出的“隨時、隨地、隨需、隨形”的多樣化業(yè)務需求。在計算和網(wǎng)絡深度融合的大趨勢下，基于無處不在的網(wǎng)絡，將大量閑散資源連接起來進行統(tǒng)一管理和調度，解決各類基礎設施釋放資源的碎片化孤島，實現(xiàn)云網(wǎng)邊端的高效協(xié)同、服務靈活動態(tài)部署和用戶智能服務質量的一致性，是未來網(wǎng)絡面臨的一大重要問題。

其次，OICT融合化成為趨勢，原來獨立發(fā)展的各類型信息基礎設施正在呈現(xiàn)融合化趨勢。云網(wǎng)融合已經是信息基礎設施發(fā)展的共識特性，為企業(yè)數(shù)字化轉型提供了極大便利和服務價值。未來信息服務的基礎設施正在進一步擴大，提供的資源、服務能力將更加豐富、更加廣泛。尤其是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的大發(fā)展，正在迫使網(wǎng)絡變革，一方面，要求本地局域網(wǎng)甚至接入網(wǎng)具備自身的智能化管控功能，能夠實現(xiàn)網(wǎng)絡的自治管理，滿足帶寬及時延需求。另一方面，也要配合云端更強大的存儲計算能力來支撐業(yè)務的運行。在這種情況下，生產網(wǎng)系統(tǒng)、邊緣計算系統(tǒng)、園區(qū)網(wǎng)絡、運營商網(wǎng)絡、多公有云服務等需要進一步緊密協(xié)同，設備域、網(wǎng)絡域、數(shù)據(jù)域都會存在不同程度的融合需求。所以，未來網(wǎng)絡架構應在保證基本網(wǎng)絡轉發(fā)能力以及高可靠穩(wěn)定前提下，充分利用新型信息基礎設施、數(shù)據(jù)信息和服務等多方面能力，以資源融合供給的形式滿足各種業(yè)務的需求。

最后，人工智能、區(qū)塊鏈等新興技術將為業(yè)務應用深度注智、注穩(wěn)，全面賦能服務智慧化。人工智能是引領科技革命和產業(yè)變革的戰(zhàn)略性技術，在解決高計算量數(shù)據(jù)分析、模型構建、策略生成等方面具備強大優(yōu)勢，將賦予未來網(wǎng)絡服務新能力。同時，將大數(shù)據(jù)，區(qū)塊鏈等新技術應用到未來網(wǎng)絡技術體系之中，提供高確定性、高可信度、高靈活性、高安全性的應用服務，是未來網(wǎng)絡發(fā)展的重要趨勢。

“三層三面”構建泛在超融合網(wǎng)絡體系架構

認為未來網(wǎng)絡將具備高彈性、智慧化、內生安全的特性，因此提出以“三層三面”構建的泛在超融合網(wǎng)絡體系架構（Ubiquitous Hyper-Converged Network，簡稱UHCN），推動網(wǎng)絡基礎設施從 “網(wǎng)絡連接能力平臺”向“新基建融合服務平臺”方向升級演進。

“泛在超融合”理念吸收了IT思想，以新型網(wǎng)絡虛擬化為核心，目標是實現(xiàn)在同一架構體系下，泛在化的計算、存儲、網(wǎng)絡、安全等多維資源融合，網(wǎng)絡基礎設施、云基礎設施、算力基礎設施、區(qū)塊鏈基礎設施等各類信息基礎設施融合，人工智能、大數(shù)據(jù)、數(shù)字孿生等多種新興技術的廣泛融合，最終構建內生基因，實現(xiàn)云、算、數(shù)、網(wǎng)等資源和服務能力的一體化提供，支撐未來業(yè)務應用創(chuàng)新發(fā)展。

泛在超融合網(wǎng)絡體系架構由“三層三面”立體式有機組合，讓未來信息基礎設施具備數(shù)字孿生、智能內生、安全內生等內生基因，以實現(xiàn)自組織、自優(yōu)化、自學習、自免疫、自進化等關鍵特征。

其中“三層”分別是指：泛在云網(wǎng)設施層、融合編排管理層、敏捷業(yè)務服務層。

泛在云網(wǎng)設施層作為New Underlay層，將提供無所不在的網(wǎng)絡連接與信息基礎資源融合供給。在廣度上實現(xiàn)空、天、地、海等多種異構網(wǎng)絡的融合，在深度上提供確定性、高精準等極致性能的新型網(wǎng)絡承載能力。

融合編排管理層作為New Hypervisor層，主要實現(xiàn)多維資源的原子化能力抽象與融合編排。即在計算、存儲、網(wǎng)絡資源融合基礎上，構建新的數(shù)字平臺，實現(xiàn)端到端服務化編排、去中心化資源交易、業(yè)務自動開通、全生命周期管理、能力生態(tài)開放。

敏捷業(yè)務服務層作為New Overlay層，提供應用級的快速連接。通過多維度、超高精度、超細粒度的智能切片形式，服務產業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、車聯(lián)網(wǎng)等未來應用。同時，將業(yè)務能力與用戶的需求精準實時匹配，并且隨需求變化而無縫切換虛擬化服務。

而 “三面”則是在跨層統(tǒng)一的基礎上，利用新興技術來實現(xiàn)網(wǎng)絡內生基因。

首先是數(shù)字孿生，利用數(shù)字孿生技術來構建數(shù)字孿生網(wǎng)絡，通過仿真出來的物理網(wǎng)絡端對端軟件復本，實現(xiàn)連續(xù)的評估、預測和建議，以高效的、前瞻方式為實際運行的網(wǎng)絡及其相關服務提供建模、驗證和保障；其次是智能內生，全方位、立體化AI使能，構建統(tǒng)一的網(wǎng)絡智能大腦，從智能連接、智能編排基礎上，實現(xiàn)AI能力在網(wǎng)絡中各層級的滲透，實現(xiàn)網(wǎng)絡運營、網(wǎng)絡服務等無所不在的泛在智能；最后是安全內生，包括智能主動防御、信息智能共識等，同時可以在現(xiàn)有的安全防控技術之上，將數(shù)字孿生網(wǎng)絡與人工智能相結合，生成“網(wǎng)絡疫苗”，預先獲得“未知”攻擊的防御方法，為受保護網(wǎng)絡提供自適應防護能力。

關鍵技術發(fā)展方向

目前學術界、產業(yè)界已經開展了面向2030年的新型網(wǎng)絡關鍵技術研究，重點聚焦空天地一體化網(wǎng)絡、高精準確定性網(wǎng)絡、算力網(wǎng)絡、可信網(wǎng)絡等新技術方向。

空天地一體化的泛在全連接網(wǎng)絡

空天地一體化網(wǎng)絡是面向6G通信網(wǎng)絡的重要研究部分，將衛(wèi)星通信系統(tǒng)與地面互聯(lián)網(wǎng)和移動通信網(wǎng)連接起來，滿足更為廣泛、隨時隨地的連接需求，實現(xiàn)全地形、全空間立體覆蓋連接，從廣度上擴展現(xiàn)有連接網(wǎng)絡的體系架構。未來天地一體化網(wǎng)絡有著較廣泛的應用前景，在全地形覆蓋、應急通信、遠洋物資追蹤等IOT服務、低速廣播服務等應用場景上將發(fā)揮重要作用。

高精準、確定性網(wǎng)絡

確定性業(yè)務需求一直都存在，傳統(tǒng)的確定性業(yè)務通常通過資源獨占方式（如傳輸專線等）來說實現(xiàn)，建設與運營成本較高，只適用于大中型政企客戶。隨著工業(yè)、能源、車聯(lián)網(wǎng)等垂直行業(yè)、云游戲、在線VR、遠程醫(yī)療等新興業(yè)務對網(wǎng)絡的低時延、可靠性和穩(wěn)定性提出新的要求，而這類業(yè)務的發(fā)起端與接收端都在動態(tài)變化中，用戶也難以支付長期的資源獨占費用，因此需要考慮用新的技術方案來提供確定性的網(wǎng)絡承載方案。

為此，業(yè)界提出了多種新技術，如在“盡力而為”的IP網(wǎng)絡引入更為復雜的信令流程與算法協(xié)議，從而為特定業(yè)務提供嚴格服務保障、確定性服務指標的高品質業(yè)務。這將推動現(xiàn)有的綜合業(yè)務承載網(wǎng)演進到高精準服務網(wǎng)，通過精細化、精準化匹配業(yè)務需求，從面向業(yè)務的精準網(wǎng)絡資源分配、精準算力、精準服務感知和精準保障等各方面覆蓋整個業(yè)務在網(wǎng)絡的生命周期。

算力網(wǎng)絡

算力網(wǎng)絡是一種以網(wǎng)絡為平臺的新型融合資源供給方案，利用成熟可靠、超大規(guī)模的網(wǎng)絡控制面來傳遞計算、存儲等資源信息，并基于區(qū)塊鏈的分布式賬本來實施高頻、可信、可溯的資源交易，從而實現(xiàn)多維異構資源的關聯(lián)、尋址、交易、調配等，并最終為用戶提供一致的服務體驗。目前產業(yè)界已經達成共識，正在積極探索以算力網(wǎng)絡為典型方案的網(wǎng)絡、計算、存儲一體化融合資源供給模式，解決未來海量泛在資源碎片化的問題，為未來眾多智能算力服務提供最優(yōu)的體驗。算力網(wǎng)絡有著較為廣闊的商業(yè)藍海，通過網(wǎng)絡連接更為開放的產業(yè)生態(tài)環(huán)境，使能海量資源、海量應用、海量服務。

去中心化可信網(wǎng)絡

網(wǎng)絡安全是未來網(wǎng)絡將要面對的重要問題。目前網(wǎng)絡安全問題的本源是現(xiàn)有網(wǎng)絡體系架構的設計是基于相互信任的前提，面對網(wǎng)絡安全頻發(fā)的現(xiàn)狀，只能通過被動打補丁的形式去逐一解決。這些方案在一定程度對部分攻擊進行了防御，但都存在中心化問題。

產業(yè)各方都在探索從網(wǎng)絡架構層面來實現(xiàn)內生安全。目前行業(yè)內已經提出多種基于區(qū)塊鏈的去中心可信網(wǎng)絡技術來保證終端標識以及路由交換信息的可信性，并已經開展試驗網(wǎng)驗證。該架構使用聯(lián)盟鏈提供去中心化的IP地址分配、 所有權管理和資源映射功能，網(wǎng)絡中IP地址、AS號、域名映射關系等信息的變更可以理解為一次交易，交易會導致賬本狀態(tài)的改變，記錄網(wǎng)絡數(shù)據(jù)映射關系的賬本由若干個組織的網(wǎng)絡基礎設施共同維護。這種新技術引入在實現(xiàn)網(wǎng)絡內生安全，避免惡意網(wǎng)絡攻擊或者因配置失誤造成的網(wǎng)絡故障等方面提供了一種可信網(wǎng)絡的可行性實踐。

綜上所述，在面向2030年的中長期網(wǎng)絡發(fā)展的研究過程中，考慮到未來信息基礎設施具備數(shù)字孿生、智能內生、安全內生等內生基因，具備自組織、自優(yōu)化、自學習、自免疫、自進化等關鍵特征，以“三層三面”構建的泛在超融合網(wǎng)絡體系架構，這將推動網(wǎng)絡基礎設施從 “網(wǎng)絡連接能力平臺”向“新基建融合服務平臺”方向升級演進。
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