2017全球未来网络发展峰会
创新合作共赢 引领未来发展
谢谢大家!我今天只是把我工作三十年的成果跟大家进行交流。我想设计一个新的互联网,以智慧为目标,以协同和标识为主要技术特色来设计这个新网络。今天会议主题是未来网络,我们有一个具体的东西,把我们这么多年的工作跟大家进行交流。
研究背景与需求。
现在互联网的核心技术长期受西方国家主导,对我国网络安全及主权造成重大威胁。如我们军队要走出去、我们高铁企业要走出去,急需要自己的网络。这是从战略的角度。
从技术需求来说,我们工业环境需要低延迟、高可靠的网络,我们车联网也需要大动态、大范围,比较低延迟、高可靠的网络通信,现在的网络做不到,所以需要构思和设计新型的网络体系和机制来解决这些问题。
从具体技术来说,网络用户应用规模地不断扩大,其原始设计思想受到挑战,暴露出很多问题,如移动性、安全性。为此全世界都把这个方面作为最重要、最迫切的一个研究内容,如SDN、SN、CCN、NDN、NFV等目前比较热的这些技术,我们国内也很重视。
有从可扩展方面,有从面向服务和面向内容方面,有从网络空间、有从网络方面、有从无线方面来研究。总的来说,要设计一个世界上这么大规模的网络体系顶层设计,实际上对主设计人还是蛮苛刻的,有很大的挑战。这么大一个系统的顶层设计,首先要找到现有网络原始设计安全性、移动性都是老百姓感觉的,本质机理、原理是什么,要找到本质。而且安全性、移动性、可扩展性、效率低这些单个问题相对有一些思路,可以努力解决,综合解决起来也有挑战。特别是随着大的网络和大规模智能、智慧,小范围的智能好做。为此,这对互联网的体系工程技术来说,对这帮人很有挑战,要长时间琢磨,要持之以恒去努力工作,才有可能完成这个挑战性的工业。
我第一次做973项目,人们认为我是攻泰山,比较难。几年下来以后,还可以。我通过多年努力,我今年正好60岁,互联网也正好接近60岁,我工作30年,前十年就做IPV6的网络、IPV6路由器,发现在无线方面不行,我做无线移动的路由器,发现安全方面不行,做相关安全的网络产品,做了以后,才把网络机制机理和问题本质理解的比较明白,在移动、安全方面研究,发现是原始设计造成的问题,后天的头疼治头、脚疼治脚,没有其他办法,这也是好办法,但是要解决这些问题,必须从头开始,好好琢磨研究网络。这方面做了一些工作,这个工作突破性不大,但是通过路由器,会做路由器,从技术角度,这个网络技术基本掌握。机理、原理、问题以及如何解决问题,提供了一个基础。为此,2005年,无线路由器就拿到北京市一等奖。国家工程实验室互联网方面,最早、唯一这方面的实验室也是通过这十年的努力沉淀下来的。
我发现互联网有问题,这些问题也有修改的解决方案,但是我想比较彻底地把它解决掉,不完全是革命性的,也有演进性的。完全革命式的,让大家很不舒服,又有革命性的,又有演进性的,糅合起来,我提出一个标识网络,标识网络是以标识为特征来设计一个新的互联网。为什么要标识?现在一种应用、一种标签、一种系统可以认为是标识网络,网络也是如此,我们上互联网浏览一个网站,实际上是一个服务,里面建立连接,到IP层进行交换传输。打电话网络,服务拨打电话,里面建立相应连接、进行交换传输,本质上就是服务连接、交换、路由传输,不同网络定义不一样,为此我们统一标识,使网络前后兼容、业务前后兼容方便、灵活、可编程。
这一个解决方案里面,把安全性、移动性,如可扩展性得到有效的缓解、得到有效的解决,这一个方案来解决也是有挑战性的。2008年时这个技术已经转让给中兴通信,中兴通信在移动网以及安全方面吸收了这方面的技术,所以效果还是比较好的。为此我们2008年给了中兴通信,到了2014年才报国家奖,试等着它效果好一点,但还是不理想,那一年也没有国家一等奖,我们评了二等奖,应该说是对我们工作的一个鼓励、一个鞭策。这就是我前二十年,通过IPV6路由器核心设备的研制,消化了网络真正的原理和机制,又通过十年,做了雏形新的标识网络。
最近十年的工作就是智慧协同的网络。
我们通过这么多年的研究发现,互联网的原始设计的机制和技术具有三重绑定,即:控制数据绑定、资源位置绑定、用户与网络绑定(即身份绑定),造成这些安全性、移动性、效率低的问题。
现在的网络,一个用户从一个地方移动到一个地方,断了以后是重新建立联线,理论值是1.5秒,现在移动怎么支持车联网、工业互联网,我们现在目标要到毫秒级,现在网络严格来说不支持移动,移动性比较差,特别是高速移动不支持。
控制与数据的绑定,我们网白天用,晚上不用,让它休息,哪个地方工作,支持高带宽,不支持工作,低带宽,做不到,比较死板、僵化,不智慧。
现在互联网这个工作原理,用户上网到域名解析全要到这儿拿东西,所以网络出现一些问题,我们的智慧协同标识网络是从机制和技术上凝练出三重绑定,是造成这些问题的本质原因。从体系结构上,我们发现它的横紧纵松机制是导致互联网灵活性差、效率低的本质的原因。什么样的应用需要什么样的网络支撑,什么样的网络支撑什么样的应用,沟通不好、协同不好。所以现在互联网上的用户和应用随便用,由于是松耦合,上下沟通不好、协同不好,所以灵活性也比较差,而且横向是紧的,现在的互联网设计,比如IP层,转发、存储、路由、计算都在一层,很难做到灵活、智慧,都捆绑在一起做。这是从体系大架构上有这些问题,要让一个网络灵活,要让一个网络智能,要让一个网络智慧,没用智能网络的含义,现在智能网络已经有固定的含义,北邮成员团队和国际上都有智能团队,我们用的是智慧。某一层都是捆绑在一起,让它智能很难做。网络要感知、要决策也是体系架构所造成的,我们从技术、机制、体系架构发现问题。我们发现了哪些大问题,机制上搞定,就有思路来解决了,三重绑定解决的思路很多,横紧纵松体系解决的思路很多,大家每个人都可以提出思路,这是到了技术层面了,刚才是在科学层面。
创建“三层”“两域”新互联网体系结构,即智慧协同标识网络SINET;发明资源适配层纵向结合紧适配,实体、行为两域横向结构松耦合的感知协同技术。
过去资源位置绑定,控制数据转发,现在的SDN就是一种技术解决这个问题的思路。用户与网络的绑定,要把这三重绑定综合解耦,效果才能达到综合效果。
未来网络,从网络层面,什么样的应用?网络一定是组件化、模块化、部件化,这些我都参与其中。运营商和设备制造商确实日子慢慢变得难受,特别是设备制造商。二十年前的计算机,都是一个一个厂家垄断的,从软件、硬件、设备、显示件,都是一家做,最后模块化、部件化、组件化,软硬分离。现在网络设备还是二十年前计算机那种思路,都是华为、中兴垄断,网络设备肯定是要开放的,肯定是部件化、组件化,要好做。什么样的应用,需要一个虚拟网,虚拟网用完以后拆掉让别人用,网络完全是网络化、虚拟化,而且需要就有,没有就是虚拟网,拆掉让别人用。我们作为科学工作者,是把我们研究的体会告诉你们,并不是运营商的日子难过,我们也难过。模块化、部件化,网络设备都要这样,一家垄断的日子慢慢就难了。现在运营商体会到了,设备制造商很快就能体会出来。从设计人员来说,确确实实是这样走的,设备制造商的日子现在很好,如果不前进就够呛。
这个设计思路,现在的地址欺骗现象不应该有,实际上就是从免疫能力、体系机制上不应该有这种地址欺骗的安全隐患,攻击核心网不应该有了,就是目前攻击欺骗现象应该从体制机制上屏蔽掉。DDoS攻击也提前能知道了。移动性,移动中心不中断,从1.5秒,理论上到毫秒,我们实测结果能到毫秒、微秒以下,但这是有条件的,不同的规模、不同的大小、不同的硬件/软件,确确实实能降下来,能到毫秒级、微秒级,但是跟它的环境和条件有关系。可扩展性好。
SDN是一个好东西,解决的是控制数据解耦。但是我们的三大运营商无一例外地搞SDN,我作为一个科学研究人员,我的体会是有风险。三个绑定解耦工作做得最好的是SDN,这个工作是最成熟的,华为的SDN交换机摆在那个地方十多年了,有风险。这个技术有好处,在一定环境下是能用,也不错,但是这么大网集中控制,首先安全就不一定很好。集中控制以后,移动都要通过你,你不一定很好。从物理上解释,这么大规模的网络要集中控制,能控制过来吗?必须采取措施,比如把邬老师的分布式idea引进来才有可能搞好。
现在轰轰烈烈地上,因为好东西现在已经在实验室小范围有了,你的还没有用,有没有风险。我还替他们担一定的风险,我认为肯定有风险,因为是好东西,解决了一些问题,但不是全部。三个绑定,解决了一个,是有好处,但是其他的东西还不好说,因为其他东西融到一起解决有方案、有思路,确实也行,验证行、应用也行,只不过没有大规模推而已。你们千万不要灰心,东西是好的,可以去努力。
与国外比较。用户与网络身份位置分离,从体系架构上,LISP、NDN/CCN、SDN这些体系解决什么绑定?智慧协同的标准网络,我们设计就是综合的解耦掉。从技术角度,每一种技术,有好有坏,都是行业公认的,你们做SDN/NFV的,你们知道。我们这个东西不是讲讲而已,是通过多少年的研究。
Springer出版了我的成果,这个书出来了,我认为是比较好的一个东西,以后的人慢慢去理解、去做。
我的论文题目是智慧的标识网络。我们发表论文要发表我们自己的论文,要在国外打我们自己网络的品牌,搞一个其他的没什么意思。我这一辈子登的还不到20篇论文,就是要登出来真正的好论文,留给后人慢慢理解和消化。我读博士时是跟在国外的屁股后面跑,那是二三十年前的事,现在我们逐步跟踪,最后引导他们来跟踪我们。我最不喜欢听的话,说我们不如别人。我登这篇论文还有一个原因,我们人不认自己,到国外转一圈才认,我就到国外转一圈。
在工业环境下,要满足低延迟、高可靠,这个网络最好做到低延迟、高可靠,而且大密度的传输,这样效果就非常好。从北京到上海的高铁上打电话、上网都很困难,三大运营商加上铁路,共有十多种网络,哪个好用用哪个,如果带宽不够,三大运营商协同来用,三大运营商网络可以同时用,可以协同用,哪个好用用哪个。这就是自主知识产权的,自己的网络包括域名、解析、服务标识都是自己的,没有问题,可控、可管。
组播源的标准,车上是智慧路由器,跟三大运营商对多点,我们IETF组播源是首个世界上的标准。
这个专利在2015年时就转给神州高铁,这是铁路维护行业垄断的,80%的市场就是它的,它买了这个技术。在高铁维护专网上,设备制造商,华为、中兴有挑战,我们的运营商有挑战,在高移动环境下高速数据传输达不到,我们要达到肯定就要建,建了以后,完成了你不能达到的目的,我们能达到,你的业务在我们上面跑也没有问题,对传统的网络有没有威胁?所有的大公司都这样干,传统运营商不危险吗?显而易见。
在工业环境下,要看数据没问题,要控制这个东西,听话、可靠还是蛮有挑战性的。
专网——应急通信。过去应急通信某一个运营商,联通、电信都是自己的车,这三张网并行传,我们加上三大运营商协同为我们传,特别是天灾人祸,带宽一下加宽,哪个好用用哪个。
谢谢大家!