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多模态智慧网络研究构想

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各位专家,各位来宾,大家下午好!非常荣幸今天有机会在这里和大家分享开放架构多模态智慧网络。我这个报告分为三个部分,为了想把这个事情给大家有一个比较清晰的表述,主要就是讲为什么要做多模态智慧网络,怎么做多模态智慧网络,做完以后效果怎么样。

一,使命

为什么要发展多模态?互联网发展到今天,网络信息技术已经全面融入社会,覆盖了从产业发展、政务服务、资源流通到日常生活的方方面面,网络正在深刻着改变着经济格局和安全格局。

但是在这个繁荣发展的背后还是有些忧虑,因为互联网的发展过程中从网络的1.0到3.0,它所使用的技术、传输协议基本上没有什么变化,当然跟互联网创始初衷的局限性是有关系的。最开始互联网初创阶段考虑的是端到端的透明转发,而且当初的网络是基于彼此信任,没有考虑到网络攻击的行为,再就是提供基础的数据服务,陈旧的技术限制了当前的互联网的多元化应用,制约了垂直化的服务。传统的互联网正在成为数字经济发展的瓶颈。因为IP协议的初衷原本只是为了解决互联的问题,但要被打造成为一切的必由之路,期望也更高。

事实上目前大数据时代的来临,网络已经无法实时传输,亚马逊发现在一些情况下反而卡车运输数据更快一些,比如说网络传送100P的数据可能需要数年的时间,但是使用他们提供的AWS的卡车,从东海岸到西海岸运送数据的方案只需要十天的时间。因此,目前的网络我们不光这样考虑互联的问题,还要提供更强的计算能力,而且大数据的时代大规模分布式协成计算也需要网络支撑。

如何适配业务拓展的多元化需求。到了视频阶段可能就是网络承载的重要内容。随着VR、AR的上来,可能需要更大的带宽,互联网通过打补丁的方式已经不堪重负。

如何应对规模膨胀下的效能难题。信息网络和经济社会的深度融合,推动了网络的规模化发展。万物互联全域覆盖的场景下,网络资源的调度、管理、运维的复杂性是倍增的,而且当前的资源利用也是效率低下的。

如何支撑信息和进程的国家战略安全。美国梅兰德公司的一份秘密报告中将中国网络空间比喻为“玻璃龙”不仅一清二楚,而且一敲即碎。没有网络安全就没有国家安全,这都是网络发展的几个痛点。

为什么会这样?核心就是陈旧的技术已经很难再续写新的奇迹。到现在的格局就是千军万马都要过IP这个独木桥,在摩尔定律和等那的所比定律陷入困境的今天,既不能无截至的使用虚拟化成爹结构适应的所有问题,更无法带来严峻的挑战。

奠基者已开始考虑网络技术变革。DCOMP与传统的网络架构是完全不同的,它将计算逻辑融入通信,设想的是网络嵌入式计算资源的机会性使用,网络上的设备不是只用作将信息船源传递到端的节点,而是被视为分布式计算资源。

当前的信息网络技术领域的战略布局,在这些年来还是挺热的一个领域,尤其是18年7月,ITU-T决议通过成立网络2030焦点组。期望以全新的完善的网络体系结构,采用与现有无传统网络完全不同之方式来承载及传输信息。

习主席也提出了加快推进网络信息技术自主创新,提升我国对网络空间的国际话语权和规则制定权。

我们的核心技术之困是抗不住制裁大棒,跟踪文化之伤,体现了我们缺乏核心技术的创新自信,所有的网络技术研究大多数都是选择从一个跟随者的角度,人家说什么,美国出来一个新的我们就去研究,美国不出来什么我们就不知道研究什么。

我们的任务就是加强网络信息技术自主创新,着力发展面向2030的新一代互联网,可靠支撑注入北斗系统那样的国家战略性刚需。

二,理念

这个图是PINET的系统形态构想,通过一个多模态的标识混合介入到数据层,数据层有有线无线的连接方式,实现一个基础的互联。在控制层面,采用多种云制机制。在服务层采用智慧拟合。

这是PINET结构的分层。它分为两个平面三层结构,一个是全维可定义的功能平面,在数据层、控制层、服务层实施全维度的可定义。

根据三层模型,我们提出了三阶拟合的数学模型,就是将PINET服务分级成服务层、控制层、数据层。

PINET技术体系,应该更多关注的是基因的技术,这些东西应该能够渗透到整个技术发展的方方面面,开放融合基因、多模态基因、人工智能基因、内省安全基因。

基于这四种基因,我们构建了技术体系,也对应了有四项使能技术,包括全维可定义、多模态、网络智慧化、内生安全构造。

首先介绍一下第一项使能技术,就是全维可定义。

康威定律指出,结构组织方式会通过系统设计表达出来。碳原子会通过不同的排列形成形状、功能不同的材料。对网络也可以进行一些可变的结构,结构决定功能,结构决定性能、结构决定效能、结构决定安全。打破传统网络刚性架构,建立网络各层功能全维度可定义的开放、灵活、通用模仿网络结构。

全维可定义的开放网络架构支持全方位解构支持全方位解构的全要素开放。

软件定义数据包处理,通过软硬件结合实现协议无关数据包处理,灵活支持标准协议、私有协议和自定义协议。

软件定义互连。希望是做到互联连协议可以软件定义、交换结构可以软件定义。

软件定义存储,通过多个纬度软件定义的存储架构设计,支持存储种类和容量可定义,存储结构可定义和内容可计算。

软件定义计算。通过层次化多元异构计算资源的重构调度整合,充分利用网络闲置资源。

第二个使能结果是多模态。自然界的物种是多元化的,因为他们之间的相互补充相互制衡构成了一个和谐共存的发展格局。受进化的企及,生物界中物种的多样性,是其保持可持续演进和发展的根本动力,网络的发展亦是如此。

在接入互联、寻址路由、交换模式、互连方式等等都是呈现一个多模态的趋势。

现实和网络之间最重要的路由寻址来说,我们本身就是一个多样化的,可以基于门牌号、邮政编码来寻址,可以基于空间物理坐标来寻址,还可以基于一个半联关系来寻址,

网络的寻址方式也可以多样化,基于IP地址、电话号码为中心的寻址模式,空间坐标为中心的寻址模式,以服务内容为中心的寻址模式,以智慧标识为中心的寻址模式。

这个是多模态寻址路由的一个示意图。这是我们多模态寻址路由系统的一个构想,底层是个开放架构,可定义的功能平台,中间层是多模态协议站、控制器和分布式操作系统,上面是各种APP,相当于IP寻址的,命名数据寻址的,智慧标识寻址的,地面移动寻址的,包括改进的ATM寻址的和自定义的寻址。

我们支持任何标准协议和私有协议并能互联互通,领域专用,确定性能。

网络发展我们也期待我们的网络要素发展成为多种形态,网元形态的不断演进变化,网络的方式也随之丰富,传统的Internet的单一模态转变为新型网络的多模态。

多模态关键技术有寻址和路由技术,路由表象管理技术,路由智慧协同机制,网络操作系统。

第三个是网络智慧化。人类从蒸汽市、电气时代,现在已经步入到信息时代,智慧时代该怎么发展?我们认为基于网络节点间的多维、可塑、动态、发达连接,PINET可被定义巨连接巨复杂的神经网络处理系统。

群集运动的启迪,生物群体所呈现出的各种协调有序的大规模集体运动模式。科学研究表明,这种运动实际上是由独立个体之间相对简单的,局部态势感觉复杂。

这个是我们基于群集运动的网络智能技术,构建于群集运动的智能控制反馈闭环,实现网络资源与上层服务间的实时适配和自动驾驶。

当前网络体现出来的就是防护技术失灵,边防御失灵,顶级安全失灵。这个技术的本原是由软硬件设备缺陷导致的安全漏洞不可避免,全球化时代开四式产业生态不可彻底管控或消除后门。随着信息化进程和数字经济的发展,漏洞后门等全面渗透到信息技术和产品整个生态圈,相关问题呈几何数级扩展到整个网络空间。

体系架构正在成为解决网络安全问题的新方向。现有系统设计主题思想面向性能,缺乏安全性分析和设计,没有建立安全指标量化体系,导致构建时存在一些错误的安全假设。安全领域的研究除软件、系统,还需要从系统结构的层面来进一步加强。

德国物理学家海森堡27年指出不确定性原理是量子力学的产物,这项原则陈述了精确确定一个粒子是有限制的,即粒子的位置何动量不可能同时被测定。

基于广义鲁棒控制体系架构,包括广义鲁棒控制的可信服务,鲁棒控制的分布式网络,鲁棒控制的网元设备。

这个技术更为重要的是在当前的政治形势背景下,美国政府是以危害美国网络安全为由,在通过的国防授权法889条中明确禁止美国联邦政府机构使用华为和中兴通讯提供的存在风险的技术。开放共享是网络空间的基本属性,拟态防御技术遵循开放共享原则,用技术方案解决当前网络空间安全顽疾,打破全球化发展驱使下的安全问题魔咒。

这一块的技术构想包括基于动态异构冗余的网络内生安全结构,闭环负反馈控制机制,多模策略裁决与多维重构技术。

三,愿景

建立PINET体系架构,把三层三平面模型、使能技术和测试标准建立起来。发展PINET技术体系,包括终端技术、应用技术。

PINET新的架构就是采用开放融合的基因,我们是以权威可定义的全新开放架构适配多样化、个性化的业务需求,吸收整合新型技术助力网络发展。

以多模态寻址路由、交换模式、互连机制等支撑多元化高性能服务,促进网络空间和现实物理空间的服务融合。

多模态希望建设成为计算、存储和服务的主体,是全域资源调度和服务提供的直接作用者和装配者。

新一代的互联网将不再区分天基地基、移动固定、动态静态、陆上水下网络形态,只有开放空间广域覆盖、地域高密度大容量覆盖、混合速率大连接覆盖。

加快推进网络技术创新和产业升级以全维可定义的开发架构为基础,研发开放架构支持共享共制治的多模态智慧网络,推动我国ICT、CPS乃至信息技术由跟跑到领跑,实现由网络产品大国到网络技术强国的转变。