南京“未來網(wǎng)絡(luò)”小鎮(zhèn)內(nèi)建筑實(shí)景圖?　　

中國工程院院士、“未來網(wǎng)絡(luò)”專家　　劉韻潔

身處移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代，終端設(shè)備的更新?lián)Q代讓人目不暇接，各類智能手機(jī)、手環(huán)、平板電腦、智能音箱不斷推出新品，日益改變我們的生活?；ヂ?lián)網(wǎng)自身的演進(jìn)無疑是推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)終端發(fā)展的主要?jiǎng)恿χ?。?0年來，互聯(lián)網(wǎng)和我們的上網(wǎng)方式幾經(jīng)變革，從電話線撥號上網(wǎng)到接入傳統(tǒng)寬帶，再到高速光纖寬帶和無線高速寬帶，其中歷經(jīng)模擬蜂窩的1G和數(shù)字化的2G、3G、4G時(shí)代，今天，我們已經(jīng)站在5G時(shí)代的門檻上。與此同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的第四版即IPv4呈現(xiàn)向“下一代互聯(lián)網(wǎng)”核心協(xié)議IPv6加速演進(jìn)的趨勢。

“網(wǎng)絡(luò)改變世界?！被ヂ?lián)網(wǎng)對社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生了廣泛而深刻的影響，而我們怎樣定義網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的未來呢？作為愿景之一，網(wǎng)速更快的5G和IP地址近似無限的IPv6已經(jīng)為人們所熟知。然而，很多人可能沒有意識到，另一場比5G和IPv6更偉大的網(wǎng)絡(luò)變革已在悄然醞釀，它不滿足于對傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行“提速”和“拓展”，而是針對其局限和缺陷，搭建新型網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)，充分利用人工智能技術(shù)，打造新型智能網(wǎng)絡(luò)?；蛟S，業(yè)內(nèi)專家是出于對智能網(wǎng)絡(luò)發(fā)展前景的堅(jiān)定信心，認(rèn)定它就是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然方向，干脆直呼其為“未來網(wǎng)絡(luò)”。

①突破局限 重建架構(gòu)

從目前網(wǎng)絡(luò)發(fā)展態(tài)勢來看，5G、IPv6是近在眼前的未來，但“未來網(wǎng)絡(luò)”作為一場賽博空間的大變革，其內(nèi)涵顯然要豐富得多。對“未來網(wǎng)絡(luò)”的定義，雖然從學(xué)術(shù)層面還沒有形成共識，但可以對其進(jìn)行大體上的描述：它是集連接、感知、計(jì)算和數(shù)據(jù)服務(wù)為一體的網(wǎng)絡(luò)，將開啟新網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。在中國工程院院士鄔賀銓看來，“未來網(wǎng)絡(luò)”從面向普通百姓的消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)來看，它將具備易擴(kuò)展、易管理、更安全的移動(dòng)帶寬特性；從面向各類企業(yè)的產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)來看，它將具備大帶寬、大連接、高可靠、低時(shí)延的特征。

通過與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的對比，我們可以更好地把握“未來網(wǎng)絡(luò)”的特點(diǎn)。中國工程院院士劉韻潔指出，傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)起源于20世紀(jì)六七十年代的阿帕網(wǎng)，是美國國防部高級研究計(jì)劃局所組建的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，是一個(gè)學(xué)術(shù)網(wǎng)絡(luò)，逐漸演進(jìn)為廣闊的商業(yè)網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)已成為日常生活、商業(yè)運(yùn)行和社會(huì)發(fā)展中不可或缺的組成部分。然而，每一項(xiàng)技術(shù)都有其生命周期，隨著人們越來越多的使用，它存在的問題逐漸暴露出來，特別是在設(shè)計(jì)架構(gòu)方面。

首先，傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)以IP為基礎(chǔ)，這就意味著核心體系架構(gòu)難以修改，新的功能只能通過打補(bǔ)丁的方式在其他層面實(shí)施，這往往導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)臃腫和可擴(kuò)展性差；其次，互聯(lián)網(wǎng)正在滲透到更加廣泛和深入的商業(yè)領(lǐng)域，例如智能制造、金融商務(wù)、家庭電器、可穿戴式設(shè)備，甚至人體植入式設(shè)備等，這就需要更加可靠的安全保證，例如，要求網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)本身就要具備安全屬性，而現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)層中缺乏安全機(jī)制，互聯(lián)網(wǎng)容易受到各種類型的攻擊；第三，用戶對互聯(lián)網(wǎng)的使用需求已經(jīng)從簡單的端到端模式，轉(zhuǎn)變?yōu)閷Ａ績?nèi)容的獲取，這向傳統(tǒng)的TCP/IP 端到端網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)提出了挑戰(zhàn)；第四，互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)和運(yùn)行、維護(hù)規(guī)模和費(fèi)用逐年攀升，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不具備虛擬化的特征，導(dǎo)致了大量的資源浪費(fèi)。上述問題與挑戰(zhàn)推動(dòng)了“未來網(wǎng)絡(luò)”革命性體系架構(gòu)的研究。

②國際競爭 風(fēng)起云涌

劉韻潔指出，鑒于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)存在的根本缺陷，“未來網(wǎng)絡(luò)”技術(shù)已成為當(dāng)今學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界研究和關(guān)注的熱點(diǎn)之一，不僅在學(xué)術(shù)領(lǐng)域有著廣闊的研究空間，而且在產(chǎn)業(yè)化方面也具有巨大的市場前景，同時(shí)也涉及到國家核心利益與信息安全，因此，各國都高度關(guān)注該領(lǐng)域的發(fā)展，并啟動(dòng)了一系列相關(guān)的重大項(xiàng)目和研究計(jì)劃。

對一些國家和國際組織在“未來網(wǎng)絡(luò)”上的研發(fā)情況，在國家“973計(jì)劃”資助項(xiàng)目和國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目支持下，劉韻潔與北京郵電大學(xué)教授黃韜等聯(lián)合撰文進(jìn)行了深入介紹。

在文章中，劉韻潔等指出，美國關(guān)于“未來網(wǎng)絡(luò)”架構(gòu)的研究項(xiàng)目主要由美國國家科學(xué)基金會(huì)組織和管理，已開展了包括“未來互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)”和“未來互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)”等研究計(jì)劃。2005年開始，“未來互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)”方面資助了一大批研究項(xiàng)目，包括新型體系結(jié)構(gòu)、路由機(jī)制、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理、感知與測量、安全、無線移動(dòng)等，旨在進(jìn)行不受傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)限制的廣泛研究，之后再進(jìn)行優(yōu)中選優(yōu)。“未來互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)”研究計(jì)劃于2010年啟動(dòng)，陸續(xù)啟動(dòng)支持了多個(gè)研究項(xiàng)目，從內(nèi)容中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、云網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)安全可信機(jī)制、經(jīng)濟(jì)模型等方面對“未來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)”的關(guān)鍵機(jī)理進(jìn)行探索研究。

2007 年開始，歐盟第七框架計(jì)劃陸續(xù)資助了堪稱規(guī)模龐大的“未來網(wǎng)絡(luò)”研究項(xiàng)目，包括未來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、云計(jì)算、服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)、可靠信息通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)媒體和搜索系統(tǒng)等。其中一些項(xiàng)目聚焦“未來網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)”，比如4WARD。該項(xiàng)目旨在提出克服現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)問題的全新整體性解決方案，下設(shè)新型體系架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、網(wǎng)絡(luò)管理等6 個(gè)子課題，基本覆蓋了“未來網(wǎng)絡(luò)”發(fā)展的主要研究方向。

2006年，日本國家信息通信技術(shù)研究院啟動(dòng)了 AKARI研究計(jì)劃，其核心思路是摒棄現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)限制，從整體出發(fā)研究全新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并充分考慮與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的過渡問題。提出了“未來網(wǎng)絡(luò)”架構(gòu)設(shè)計(jì)需要遵循的簡單、真實(shí)連接、可持續(xù)演進(jìn)三大原則，并進(jìn)行了包括光包交換、光路交換、包分多址、傳輸層控制等多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新。

③苦練內(nèi)功 奮勇爭先

在京滬高鐵南京南站至祿口國際機(jī)場的“金軸”之上，有一座名為“未來網(wǎng)絡(luò)”的小鎮(zhèn)，這里就是中國關(guān)于“未來網(wǎng)絡(luò)”研發(fā)創(chuàng)新的核心之地，也是全球關(guān)于此項(xiàng)研究的重鎮(zhèn)。

“未來網(wǎng)絡(luò)”小鎮(zhèn)核心區(qū)域規(guī)劃面積4.6平方公里，是國家科技部、教育部和江蘇省政府共同支持建設(shè)的國家通信與網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新基地。

位于“未來網(wǎng)絡(luò)”小鎮(zhèn)的江蘇省未來網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新研究院和南京未來網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新有限公司聚集了中國乃至全球的未來網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新資源，其中既有劉韻潔、鄔賀銓等16位院士、資深專家組成的專家委員會(huì)和7位全球頂級專家組成的顧問團(tuán)隊(duì)，又匯聚了來自中科院計(jì)算所、北京郵電大學(xué)、清華大學(xué)、賓西法尼亞大學(xué)、耶魯大學(xué)、卡耐基梅隆大學(xué)、IBM、百度、甲骨文、華為等50余家項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)資源。

在近日于南京“未來網(wǎng)絡(luò)”小鎮(zhèn)舉行的第二屆全球未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展峰會(huì)開幕式上，中國通信與信息領(lǐng)域建設(shè)的首個(gè)國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施——“未來網(wǎng)絡(luò)”試驗(yàn)設(shè)施項(xiàng)目啟動(dòng)儀式舉行。根據(jù)規(guī)劃，在已建成中國首個(gè)未來網(wǎng)絡(luò)小規(guī)模試驗(yàn)設(shè)施基礎(chǔ)上，建設(shè)國家“未來網(wǎng)絡(luò)”創(chuàng)新平臺，骨干節(jié)點(diǎn)涵蓋南京、北京、上海、天津等40個(gè)主要城市，建設(shè)88個(gè)主干網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，133個(gè)邊緣網(wǎng)絡(luò)，并通過國際交換中心實(shí)現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)以及國際網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)設(shè)施互聯(lián)互通。

在鄔賀銓看來，中國在“未來網(wǎng)絡(luò)”研究和建設(shè)方面雖然面臨諸多挑戰(zhàn)，但是也充滿領(lǐng)先發(fā)展的機(jī)遇。傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)源起于美國，中國在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面基本處在跟隨階段，但是在更加開放的未來網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，中國與美國、歐盟、日本都是在差不多的時(shí)間開始關(guān)注并發(fā)力，可以說，大家起點(diǎn)相當(dāng)。

劉韻潔持類似觀點(diǎn)，并進(jìn)一步指出了中國“未來網(wǎng)絡(luò)” 發(fā)展過程中的幾個(gè)關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)。

2007年，“一體化可信網(wǎng)絡(luò)與普適服務(wù)體系基礎(chǔ)研究”“新一代互聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)和協(xié)議基礎(chǔ)研究”等一系列研究取得成果，對“未來網(wǎng)絡(luò)”新型體系結(jié)構(gòu)及路由節(jié)點(diǎn)模型進(jìn)行了前期探索。2012 年，科技部啟動(dòng)了面向未來互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的研究計(jì)劃。

2013年，國務(wù)院正式發(fā)布的明確提出：“建設(shè)未來網(wǎng)絡(luò)研究設(shè)施，解決未來網(wǎng)絡(luò)和信息系統(tǒng)發(fā)展的科學(xué)技術(shù)問題，為未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展提供試驗(yàn)驗(yàn)證支撐?！碑?dāng)年8月8日，中國首個(gè)未來網(wǎng)絡(luò)小規(guī)模試驗(yàn)設(shè)施在南京開通，并實(shí)現(xiàn)了與美國和歐盟等未來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的互聯(lián)。

據(jù)悉，志在充分發(fā)揮國家科教基地優(yōu)勢的南京正在謀劃成立“未來網(wǎng)絡(luò)”國家實(shí)驗(yàn)室，而劉韻潔等專家作為中國互聯(lián)網(wǎng)和“未來網(wǎng)絡(luò)”的代表性人物，被賦予更加重要的角色，中國“未來網(wǎng)絡(luò)”的建設(shè)和布局也將迎來跨越式發(fā)展的新階段。(本報(bào)記者 張保淑)