北京交通大學教授張宏科:智融標識網絡體系與系統

來源:智匯工業

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關鍵詞:智融標識網 互聯網技術 工業互聯

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      大家下午好,我給大家匯報的是國家工程實驗室近年的工作,實際上這個工作大家從題目上看,很多和工業互聯網關系不大,但是實際上要從事網絡技術研究,特別是你對工業互聯網感興趣,這個名字大家會感覺很有關系。

      我專門從事互聯網技術的國家平臺,擔負著的任務也是光榮而艱巨的,要求成為國內一流,國際先進,因此我帶領我的團隊30年做了一個事,專門從事新型的網絡體系和核心技術的研究,我們做了三代新的網絡技術。第一代標識網絡,第二代智慧標識網絡,我們今天講的是智融標識網絡。

      為什么要做標識網絡?一句話大家就明白了,因為工業互聯網是物聯網對網絡技術要求比較苛刻的,比如人和物同行,物和我同行,工業制造是人和物、物和物,工業制造還要管控。我們多年的體會,對于工業互聯網的運行一般有三個要素,一個是傳感器,一個是某一個行業,還有一個信息網絡技術,這三個東西融在一起,工業互聯網就能運行和工作了。

      為什么要標識?我們人和物同行,物和物同行,你不給物一個ID號和標識,怎么跟它通?要給它一個標識。我們跟很多物體同行,要解析它,所以標識和解析映射是標識網絡的內涵,也是物聯網或者工業互聯網從機理原理上難以跳出來的。但是機理原理掉了怎么解釋,這是技術問題,一旦原因形成,用技術做出來那就是系統。

      所以說,我們做物聯網也好,做工業互聯網也罷,是標識和標識解析映射,具體怎么映射?這是技術問題,因此,在工業環境下,新網也是這樣的概念。為什么要設計智慧標識網絡?這也是難以跳出去的,我們現在說的是網絡,那么我們人和物同行,物和物同行,現在的靜態僵化的智慧性、智能性、感知性很差的網絡,怎么滿足?顯然需求網絡有一定的智慧型,按照人的需求去工作。

      因為人有智慧,物和物之間沒有智慧這個網絡怎么通?智慧標識網絡也是從機理原理上走的。我們設計了第一代標識網絡,在國內已經有標準了,已經在行業用得比較廣了,特別是智慧網絡,在工業制造和一些高鐵特殊專網上用的比較規模化。我們是針對大網設計的,但是推得比較慢,為此我們又推出了智融,大網上有大的環境、大的流量、大的范圍、大的用戶,這個新的技術推得比較慢的原因,因為它已經有基礎設施了,我們要兼容現有的基礎設施,基礎設施可以用的就用,不能得到的我們就用新技術,網絡的智慧是一個先天的條件。

      為此,全世界都有需求,國家也有需求。原來的技術也有問題,你盡力而為的沖突碰撞的機制,怎么能夠滿足工業環境下的低延時、高可靠,還要有規模的特點?規模大了以后,現在的網絡從原理上就找不到了,那你不設計新的怎么辦?所以說這是有挑戰的,全世界做也是很正常的。

      總而言之,我帶領我們的團隊做了幾十年,我剛才講,在工業制造環境下要標識,要解析映射,還要智慧標識網絡。我們說大網上也是一樣的,為什么要設計標識網絡?一套應用、一套標簽也就是一套標識一套系統,V4一套,V6一套,V7一套,V8一套,從大網上都是需要的,走了20年了,可以到了規模比較成熟的時候了,智慧網絡也是這樣的,我們現在的網絡是人適配網絡,簡單地說人是網絡綁定的,運營商為我們提供什么服務,我們只能接受。

      但是我們希望網絡按照我們的需求提供,應該網絡適配我,網絡不智慧,它應該按照人的需求去工作,按照人的需求去滿足,所以這也是大網運營商商業模式的逐步變化。它的智慧型網絡才能滿足人,現在的網絡可以做到嗎?需要新的網絡,這也是發展的必然趨勢,也很難,只不過是快慢的問題。你要設計一個新的網絡,必須對現有的網絡非常地明白,一句話,現在的網絡IP網,本質上是實現兩個IP地址之間的通信,怎么通信?我們的標識網絡本質上是兩個標識之間的網絡通信,原理上也很簡單,用戶域名解析,現在這個網絡有問題很正常,它是盡力而為,怎么能可靠。

      用戶斷了以后再重新連接?這怎么保持高移動下的低延時高可靠的通信?不可能。小范圍的,我們5G說的低延時,5G對大網來說只是基站接入環境,當然,相對來說我認為它好做一點,還是有挑戰的,但是它畢竟是接入網的范疇。

      總而言之,要標識,要解析映射。我們思想有了,機理、原理形成了,技術,不同行業可以有不同標識,可以有不同的解析映射,可以形成不同的科學研究產品,滿足需求,所以希望大家攜起手來做我們自己的實驗,做自己的工作。

      我們作為一個新網絡,肯定是通信的最少變量,它的主網絡原理和工作機理,這就是傳統的網絡,易攻擊欺騙。我們新的網絡采用了接入和骨干分離,從原理上要把安全性克服掉,也就證明了鄔江興院士講的內生支持安全機理性很重要,我們采用那個接入網,采用核心分離的方式,這是非常重要的。把接入和骨干一份力,攻擊骨干比較困難,接入網的新技術,因為它比較小,一些新的感知,新的決策,邊緣的計算,一些新技術容易在上面引入。這樣對于網絡來說,這是設計一個主網機理的變化。

      標識網絡的原理,移動性、安全性的支持,有一些性能指標,這個也涉及了國際標準。這就是我們說的標識網絡,本質上是標識之間的一個網絡通信,特例V4、特例V6,我們改一個標識就可以了,一種網絡也可以支持,這個設計是一種比較大的改良性的,由現有的網絡和應用,又在網絡機理和主網機制上變化了以后,內生地支持它的移動性和安全性,所以這個思路是比較成熟的。

      現有的技術,現有的網絡只是它的特殊標識,剛才我們講了,智慧標識為什么智慧?工業物聯網、互聯網,都需要智慧。這就是我們說的智慧網絡現有的體系,現有的架構做到智慧比較慢,原因很清楚。現在的網絡,應用和網絡層面,應用上面不好,什么樣的網絡可以支持,沒什么呼應,也就是說是一個松耦合。

      這樣的話服務質量不可能好,橫向的捆綁在一起,網絡層面捆綁在一起,它就很難做到對網絡的管控能力和實施。就在體系上比較難,為此我們提出了一個,你是緊我讓你松,你是松,我讓你緊。左邊是網絡,右邊是管控、感知它,讓它按照需求去工作,這樣的設計原理,這樣的網絡才能可靠。

      我們在專網上,在高鐵上用得很不錯,在公網上,比如說高鐵上,網絡和應用要適配,高鐵上外面有三張運營商,4G、3G、2G,用戶只能用一張,能不能哪個網好用就用哪個?不能,沒有感知網絡狀態,可以調配網絡的資源嗎?把剛才的原理和機理抽象成一點,就是一個比較好的應用了。

      如果你光是感知一下的話就無所謂,現有的網絡也可以做,你要控制它,讓它按照你的想法調動資源,要實時可靠,現在的網絡是很難做到的,這是在特殊行業的,因為這個行業的密集型要求比較高,比如說大規模的船,傳統的焊機要焊一下,規模的管理了以后,幾千臺機器可以同時焊,又可以知道焊得怎么樣,這對網絡的要求特別高。現在雖然說網絡角度有很多SDN、NFV的技術,對現在的運營商還是有用的,但是它是對現有網絡技術的提升,我們設計這個東西,內生的就有這些好處,而且是綜合性的這些好處。所以說,這是我們設計的一些指標。這是我們獲獎的情況,這個專利我們已經轉讓出去了,我不是為了發表一些論文,而是為了把我們的研究成果,在國際上從跟蹤到引領,我們在國際上形成一個穩定科學研究的團隊,你不能光是國內一流,到了國際也要好,所以定位就是要到國際上,這就是我們講的智慧標識網絡,一句話,工業互聯網、物聯網、以及我們大網,需要智慧才能滿足我們人們的需求。

      從科學研究、從基礎研究來說比較好。但是我們發現它比較慢,特殊行業沒有問題,沒有這個事做不成,但是我們大的運營商里面推得比較慢,慢的原因就是它現在有這么好的基礎設施還能用,你要把它推翻的話,你這個東西我感覺比較難。為此我們提出了一個智融,網絡要是智慧了以后,它好還繼續用,不能達到的,我們新技術加入進去,特別是邊緣網技術,完全可以用一些新技術替代,這樣是不是好多了?在骨干上慢慢來。這個當然也有體系、機理,我們這么多年的體會,網絡首先是體系,體系代表著工作原理和機理,這個好了以后剩下的就是技術了,技術可以有很多技術,根據需求,有的做得很大,有的做得很小,真正有用的東西是技術,做成相應的產品。但是原理上是一個本,我舉的這個例子,智融就好理解了。

      大家看,我們現在的用戶是接入的范疇,V4、V6的用戶可以上網,這個用戶變成了專網,這個里面的網,我們邊緣的可以感知到中間這個網絡哪一個好用,感知到哪一個不好用的,可以滿足一些新技術。邊緣的接入網就可以用邊緣的計算、邊緣的存儲,邊緣的感知,中間的V6、V4,中間的網有很多,我們的用戶只是用其中的一個,我知道三大運營商V4、V6都有,那么多網,為什么不能哪一個好用用哪一個?為什么不能匯聚起來?

      我們的運營商要管道化,相當于每一張網自然切片,哪一個好用哪一個。我建一個專網就拿出來一個用戶,這對運營商確實是有影響的,這是真正應用的,建一個專網,就拿出來一個用戶,你運營商完全是管道化,我還跟你講價格,你要的價格高了以后我還不用你的,我把邊緣搶過來,以后的骨干你肯定會有的。

      運營商的營收一定是下滑的,你努力了就下滑得慢一點,你不努力就下滑得快一點,對他們的影響有多大?慢慢考慮吧,我們在專網上用得不錯,我們的工業制造的環境,剛才前面的領導講得是對的,不同行業對網絡要求是不一樣的,一些公共性質的網絡機制原理和大的東西不會變,但是不同技術實現不同行業,這有區別的。

      工業互聯網,只要我們國家投入,企業要做的話,我不知道傳感器技術是不是世界一流的,我不知道這個行業制造是不是一流的,但是人看到的網絡是最好的。你能保證行業的水平是最好的,你能保證傳感器是最好的,我保證你工業制造的環境絕對是全一流的,光有網絡一流也不行,你的制造也要一流。比如電焊機,我保證我們的技術給電焊機企業,它肯定是一流的,網絡也是一流的,傳感器也是一流的,我們要務實,它表面上是網絡,但是網絡是一個瓶頸,但是不同行業需求不一樣,還有不同行業感知也不一樣,是結合的產物。


    (審核編輯: 智匯小新)

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