互聯(lián)網(wǎng)已走過了40多年的歷史，在近20年里得到了前所未有的大發(fā)展?；仡櫄v史，互聯(lián)網(wǎng)是應(yīng)需而生的，之后越來越為大眾所知，身上承擔(dān)的任務(wù)也越來越多。隨之而來的安全問題、服務(wù)質(zhì)量的問題等在不斷更新、改進?，F(xiàn)在又面臨新需求的挑戰(zhàn)，那就是互聯(lián)網(wǎng)與實體經(jīng)濟相融合，像工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)……在這樣的情況下，我們的傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該如何滿足新需求成了擺在我們面前的現(xiàn)實問題。

互聯(lián)網(wǎng)正面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)

目前互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)取得了巨大的成功，但在當(dāng)前技術(shù)不斷演進的時代，互聯(lián)網(wǎng)也正面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。歸納起來，有三個主要的問題。

 

首先，由于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不夠靈活，不能適應(yīng)不斷涌現(xiàn)的新業(yè)務(wù)需求，網(wǎng)絡(luò)可持續(xù)發(fā)展的問題日益嚴(yán)峻，服務(wù)質(zhì)量難以保證，產(chǎn)業(yè)價值鏈難以為繼。具體而言，傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)前正面臨OTT業(yè)務(wù)的挑戰(zhàn)，一方面，OTT業(yè)務(wù)爆炸式發(fā)展使得運營商骨干網(wǎng)的擴容缺乏有效的商業(yè)模式支撐，無人愿無償承擔(dān)OTT 業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)；而另一方面，沒有完善的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)支撐，與之相關(guān)的OTT業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量也難以保障，OTT業(yè)務(wù)也將失去明天。對于互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商而言，他們正期待著更好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。

 

其次，互聯(lián)網(wǎng)流量飛速增長，信息冗余傳輸嚴(yán)重，網(wǎng)絡(luò)難以適應(yīng)未來信息海量增長的需求。當(dāng)前，以移動互聯(lián)網(wǎng)為代表的全球IP流量高速增長，將會給電信運營商網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施帶來巨大壓力及挑戰(zhàn)。這使得運營商不得不持續(xù)增加投入進行頻繁的網(wǎng)絡(luò)擴容。但與此同時，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)存在問題也依舊嚴(yán)重，如：跨ISP延遲嚴(yán)重，80%的網(wǎng)絡(luò)都處于非健康狀態(tài)。而據(jù)全球最大的CDN服務(wù)商Akamai所發(fā)布的互聯(lián)網(wǎng)報告顯示：我國寬帶網(wǎng)絡(luò)在全球排名為75位。

 

最后，互聯(lián)網(wǎng)與實體經(jīng)濟深度融合是發(fā)展的必然趨勢，信息網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)行業(yè)深度融合發(fā)展具有巨大空間。但現(xiàn)階段信息網(wǎng)絡(luò)在實時性、安全性、靈活性等方面仍舊滿足不了應(yīng)用需求。目前，美國及日本均已在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)等方面進行了積極地探索。而車聯(lián)網(wǎng)及一系列“互聯(lián)網(wǎng)+”產(chǎn)業(yè)也將對網(wǎng)絡(luò)傳輸速度等提出更高的要求，未來網(wǎng)絡(luò)能否滿足日益提升的需求，正成為當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)面臨的巨大挑戰(zhàn)。

 

以SCN應(yīng)對當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)及SDN挑戰(zhàn)

面對以上挑戰(zhàn)，SDN從幾年前的概念炒作，已發(fā)展到如今得到越來越多認(rèn)同的階段，它將復(fù)雜的互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)變得簡單。但與此同時，SDN目前也同樣面臨一系列挑戰(zhàn)。

 

譬如SDN在面向大網(wǎng)的性能擴展問題、控制器的健壯性、分布式控制平面設(shè)計等問題；SDN的芯片在流表容量、流表學(xué)習(xí)速度、流表轉(zhuǎn)發(fā)速率、轉(zhuǎn)發(fā)時延等方面所存在的問題；以及SDN在協(xié)議演進、控制器多樣化、多種南向協(xié)議的統(tǒng)一抽象以及安全性問題等方面，仍舊是當(dāng)前SDN所面臨的挑戰(zhàn)。

 

鑒于上述問題，我們期盼簡單、開放、可擴展、安全、可靠、融合以及高效、靈活調(diào)控的網(wǎng)絡(luò)及信息資源服務(wù)。這種融合不僅是多種技術(shù)的融合，而且要與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)融合，如果不能跟傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)很好地結(jié)合，再好的技術(shù)也沒有生命力。高效、靈活調(diào)控的網(wǎng)絡(luò)資源也是很關(guān)鍵的，它不僅包括網(wǎng)絡(luò)資源還包括信息內(nèi)容的資源。SDN只強調(diào)了網(wǎng)絡(luò)的資源，沒有提出在信息內(nèi)容資源方面如何調(diào)控、管理。而如果要構(gòu)建一個系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)或者說一個全面的解決方案，必須要高效靈活地調(diào)控上述兩種資源。

 

交通運輸體系差異化運輸給了我們啟示，普通公路不收費，高速公路收費，普通列車低收費，高鐵高收費，航空提供差異化服務(wù)高收費。用戶可以根據(jù)需求，選擇不同交通運輸方式，并支付不同費用。

 

目前互聯(lián)網(wǎng)不按照流量收費，類似于普通公路不收費，都保證不了服務(wù)質(zhì)量。我們可以借鑒交通系統(tǒng)這種差異化的按需提供服務(wù)的理念，提出靈活的差異化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，即服務(wù)定制網(wǎng)絡(luò)（Service Customized Network，SCN）的架構(gòu)。

 

服務(wù)定制網(wǎng)絡(luò)的特點在于：

 

一是其具有革命性網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)目標(biāo)、演進式技術(shù)部署。其既可以解決現(xiàn)網(wǎng)所面臨的如OTT 業(yè)務(wù)沖擊網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不靈活等弊端，又符合未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢。

 

二是SCN將為網(wǎng)絡(luò)運營商和內(nèi)容提供商構(gòu)建具有差異性服務(wù)能力的網(wǎng)絡(luò)。從而構(gòu)建不同服務(wù)等級的虛擬網(wǎng)絡(luò)，緩解OTT等業(yè)務(wù)的沖擊。

 

三是SCN基于內(nèi)容感知技術(shù)，能夠針對全網(wǎng)信息進行智能調(diào)度、分配，從而實現(xiàn)信息貼近用戶部署，降低信息冗余傳輸。

 

最后，SCN基于大數(shù)據(jù)的智能數(shù)據(jù)挖掘與分析，雙向感知、閉環(huán)反饋，可以為全網(wǎng)內(nèi)容資源和網(wǎng)絡(luò)資源的智能調(diào)度提供支撐。

 

現(xiàn)在，SCN核心技術(shù)在于智能資源調(diào)度與管控平臺，而目前該系統(tǒng)部分成果已經(jīng)在電信運營商、CCTV廣電系統(tǒng)、行業(yè)專網(wǎng)中得到實際應(yīng)用與驗證。

 

SCN的核心技術(shù)之一是軟件定義的可編程路由交換系統(tǒng)，支持靈活可編程性，支持IP和非IP的各種類型數(shù)據(jù)包，能實現(xiàn)資源的靈活配置和協(xié)議的可編程定制。在虛擬化與隔離性上，能夠在一臺物理設(shè)備上實現(xiàn)多個不同網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的路由器實例并行運行，互不影響。還能在數(shù)據(jù)包處理能力上達到與商用路由器相同的水平。

 

其次是智能資源調(diào)度與管控平臺，自主研制網(wǎng)絡(luò)虛擬化平臺支持多種異構(gòu)控制器高效并行實驗，沖突檢測機制，帶寬/流表隔離；三維資源管控平臺支持對網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲三維資源的智能調(diào)度管控與融合；基于云架構(gòu)的內(nèi)容智能調(diào)度與分發(fā)支持內(nèi)容的安全存儲，業(yè)務(wù)無縫遷移與數(shù)據(jù)高效分發(fā)。

 

然后是基于大數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)測量感知分析，提高本地服務(wù)器與本地節(jié)點部署內(nèi)容的有效性，減少跨網(wǎng)流量，節(jié)約帶寬成本。

 

SCN系統(tǒng)部署方案基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，解決網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜及擴展性問題。將網(wǎng)絡(luò)資源、信息內(nèi)容資源智能調(diào)度作為一種基本能力，對外開放?；诖髷?shù)據(jù)的智能數(shù)據(jù)挖掘與分析，雙向感知，閉環(huán)反饋，為全網(wǎng)內(nèi)容資源和網(wǎng)絡(luò)資源的智能調(diào)度提供支撐。差異化資源管控能力，包括存儲能力分配、緩存策略、轉(zhuǎn)發(fā)策略、資源預(yù)留策略等。

 

未來網(wǎng)絡(luò)與實體經(jīng)濟結(jié)合，將有巨大的市場前景，但需要在新的互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)方面不斷探索，形成共識。而服務(wù)定制網(wǎng)絡(luò)將為用戶提供定制化、差異化的服務(wù)，將成為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個重要趨勢。未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展還面臨諸多挑戰(zhàn)，國內(nèi)外研究力量要共同努力，不斷完善方案，協(xié)同創(chuàng)新。

 

（以上內(nèi)容系根據(jù)劉韻潔院士在在“2015全球未來網(wǎng)絡(luò)暨SDN技術(shù)大會”上的演講整理而成）