◎余少華 院士

當(dāng)前，對(duì)網(wǎng)絡(luò)空間的研究很多，近幾年，國(guó)際上比較熱門的一個(gè)大的問(wèn)題就是網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，那么什么是網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)？簡(jiǎn)單的說(shuō)就是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上的重構(gòu)，是網(wǎng)絡(luò)從被動(dòng)的適應(yīng)向主動(dòng)靈活適應(yīng)的一個(gè)轉(zhuǎn)變。它采用標(biāo)準(zhǔn)化的云網(wǎng)一體化的硬件設(shè)施，跟原來(lái)軟件和硬件分離的思路不一樣。網(wǎng)絡(luò)資源與服務(wù)由軟件定義網(wǎng)絡(luò)，就是SDN來(lái)實(shí)現(xiàn)，逐步實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)工程的虛擬化，英文叫NFV。

這個(gè)定義說(shuō)的比較通俗，美國(guó)的NDT，包括像谷歌、國(guó)內(nèi)的三大運(yùn)營(yíng)商等也都在加速推進(jìn)這項(xiàng)工作。SDN是現(xiàn)階段的技術(shù)，下一步工作是逐步加深自動(dòng)化的能力向超級(jí)智能體推進(jìn)。

余少華院士

網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的必要性和緊迫性

從用戶數(shù)來(lái)看，目前互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)量和業(yè)務(wù)的類型在劇增，截止到2017年6月，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)累計(jì)覆蓋了全球225個(gè)國(guó)家地區(qū)，網(wǎng)民超過(guò)了38億，手機(jī)用戶達(dá)到75億。所以網(wǎng)絡(luò)通訊目前使用人數(shù)多、產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)大、影響力廣，正深刻改變?nèi)虻慕?jīng)濟(jì)格局、文化格局、安全格局和競(jìng)爭(zhēng)格局。網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為人類生產(chǎn)生活的重要基礎(chǔ)設(shè)施，也是重要的戰(zhàn)略資源，是繼海陸空天之后的第五個(gè)疆域，它實(shí)現(xiàn)了跟陽(yáng)光、空氣、水基本上處在同樣接近的重要位置。

舉個(gè)例子，現(xiàn)在僅僅一個(gè)蘋果手機(jī)，它的APP就超過(guò)了400萬(wàn)個(gè)，但是常用的沒(méi)這么多。這400萬(wàn)種APP里面，帶寬的差異可以是1個(gè)G，甚至比它高，還有10K，帶寬差異至少是10萬(wàn)倍。另外是時(shí)延的差異，至少差1千萬(wàn)倍。網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在已經(jīng)到了何等的地步，對(duì)業(yè)務(wù)的承載能力和變化，應(yīng)該說(shuō)已經(jīng)到了空前的狀況。

從拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)的情況來(lái)看，到2017年，互聯(lián)網(wǎng)成為重要的數(shù)字經(jīng)濟(jì)的載體，拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)的總量已經(jīng)達(dá)到了27.2萬(wàn)億，大約占GDP三分之一。我國(guó)預(yù)計(jì)到2020年數(shù)字經(jīng)濟(jì)規(guī)模將達(dá)到32萬(wàn)億以上，所以現(xiàn)在幾乎所有的行業(yè)都在與網(wǎng)絡(luò)融合。美國(guó)一位經(jīng)濟(jì)學(xué)家提出第二經(jīng)濟(jì)的概念，就是在現(xiàn)在的處理器、傳感器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和手機(jī)等等這些硬件之上運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)如果叫物理經(jīng)濟(jì)，或者叫第一經(jīng)濟(jì)的話，這個(gè)就叫第二經(jīng)濟(jì)、信息經(jīng)濟(jì)。相當(dāng)于是在第一經(jīng)濟(jì)之上的一個(gè)神經(jīng)層，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)活動(dòng)自動(dòng)化，應(yīng)該說(shuō)這是一百多年電氣化以來(lái)最大的一個(gè)變化。預(yù)測(cè)大概在2035年前后第二經(jīng)濟(jì)的規(guī)模會(huì)接近，甚至有可能會(huì)超過(guò)第一經(jīng)濟(jì)的規(guī)模，所以這是一個(gè)比較重大的變化。

從未來(lái)要布局的第五代移動(dòng)通訊，以及從它的三大場(chǎng)景來(lái)看，網(wǎng)絡(luò)都是在被動(dòng)適應(yīng)，所以網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在的情況非?？皯n。

另外，從全球消費(fèi)領(lǐng)域看，現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)從全球的消費(fèi)領(lǐng)域往制造業(yè)領(lǐng)域擴(kuò)展，也是在被動(dòng)適應(yīng)。全球這么多國(guó)家全部都在推進(jìn)制造，所以各國(guó)均以制造業(yè)為核心拓展實(shí)體經(jīng)濟(jì)，但這個(gè)時(shí)候網(wǎng)絡(luò)要勇挑工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重?fù)?dān)，比較困難。

從工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用來(lái)看，要確保五大安全，包括設(shè)備安全、網(wǎng)絡(luò)安全、控制安全、應(yīng)用安全、數(shù)據(jù)安全，所以有相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。

全球目前的發(fā)展態(tài)勢(shì)，一個(gè)是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正處于重構(gòu)創(chuàng)新和智能引領(lǐng)的重大機(jī)遇期，目前正處于這樣的機(jī)遇期。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施加速向大帶寬、廣覆蓋、云網(wǎng)一體和智能化方向發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)威脅與傳統(tǒng)的手段并舉，兩者互相呼應(yīng)，成為影響國(guó)家安全的一個(gè)重要方面。網(wǎng)絡(luò)空間已經(jīng)成為我們國(guó)家贏得未來(lái)長(zhǎng)期優(yōu)勢(shì)的戰(zhàn)略空間。

最近麥肯錫有一個(gè)報(bào)告，就是當(dāng)前的工業(yè)革命跟第一次工業(yè)革命相比較，我們社會(huì)變革的速度是第一個(gè)的10倍，規(guī)模的300倍，影響的3000倍，這個(gè)數(shù)據(jù)可以供我們參考。

有一個(gè)定律叫做梅特卡夫定律，它的意思是說(shuō)網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值與系統(tǒng)內(nèi)部鏈接節(jié)點(diǎn)的數(shù)量的平方成正比。從這一點(diǎn)上來(lái)講，因?yàn)槁?lián)網(wǎng)可以讓我們整個(gè)的價(jià)值提升，能夠讓我們的效率大幅度提高，所以這件事，即使我們用洪荒之力，也是值得去做的。我想強(qiáng)調(diào)一下，網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在是國(guó)家的核心資源，架構(gòu)是靈魂，變革是戰(zhàn)略性的舉措。

我們經(jīng)過(guò)前一段時(shí)間的研究得出一個(gè)結(jié)論：一是現(xiàn)階段的網(wǎng)絡(luò)，不管從使用的人數(shù)，還是產(chǎn)業(yè)的帶動(dòng)性，以及它的影響力來(lái)講，前所未有，這是第一個(gè)前所未有。二是它目前存在的問(wèn)題、困難和挑戰(zhàn)前所未有。三是面向未來(lái)發(fā)展的任務(wù)，它的任務(wù)之重，壓力之大，指標(biāo)的變化，包括我們對(duì)互聯(lián)網(wǎng)寄予的希望，我們希望它做很多事情。把這三件事加在一起就是任務(wù)之重、壓力之大、希望之高，前所未有。但我們可提供的技術(shù)手段非常有限，隨著下一步萬(wàn)物互聯(lián)加進(jìn)去之后，給我們的時(shí)間越來(lái)越少，我們的時(shí)間非常有限，因?yàn)楫?dāng)互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成大氣候了，我們?cè)诩夹g(shù)上做根本性的創(chuàng)新的時(shí)間就越來(lái)越少。

總的來(lái)講，碰到這么多困難，我們用洪荒之力去做一些工作還是很值得的。

對(duì)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的理解

我們現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)多半是復(fù)雜封閉的私有的接口，網(wǎng)絡(luò)缺少靈活性，擴(kuò)展性差，包括價(jià)格昂貴，運(yùn)維復(fù)雜，包括我們面向OTT的一些挑戰(zhàn)，現(xiàn)在在上面做一些業(yè)務(wù)創(chuàng)新比較困難，這是一個(gè)方面。

轉(zhuǎn)型的理念從這三個(gè)方面入手，一是從被動(dòng)的適應(yīng)向主動(dòng)、快速、靈活應(yīng)用轉(zhuǎn)變，二是從封閉復(fù)雜的體系轉(zhuǎn)變成開(kāi)放的、新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，三是從現(xiàn)在的行政體制和傳統(tǒng)的思維方式向互聯(lián)網(wǎng)思維轉(zhuǎn)變，這是我總結(jié)的三個(gè)轉(zhuǎn)變。

網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)需要做的事情，大概包括6個(gè)方面：一是軟件功能與硬件平臺(tái)的分離，二是軟件功能云化，三是以辦公室為中心轉(zhuǎn)向以云數(shù)據(jù)組網(wǎng)，四是統(tǒng)一的架構(gòu)、開(kāi)放的能力、集中管控，五是原來(lái)由運(yùn)營(yíng)商定義業(yè)務(wù)，現(xiàn)在轉(zhuǎn)向由用戶來(lái)定義業(yè)務(wù)，六是建立生態(tài)系統(tǒng)，這個(gè)內(nèi)容非常豐富。它的驅(qū)動(dòng)力包括人工智能、工業(yè)聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等。核心目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)架構(gòu)統(tǒng)一、集中管控、提升效率、降低成本。數(shù)據(jù)中心是支撐它的關(guān)鍵的核心平臺(tái)。所以網(wǎng)絡(luò)SDN和NFV就是硬件的管理和業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)分離了，網(wǎng)絡(luò)和硬件業(yè)務(wù)云化，從物理就變成虛擬的軟件操作，集成以后的云平臺(tái)成為未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)，慢慢向自動(dòng)化轉(zhuǎn)變。

具體的實(shí)施需要在一種網(wǎng)絡(luò)實(shí)體上建兩種邏輯架構(gòu)，物理實(shí)體還是一個(gè)。這個(gè)邏輯架構(gòu)是什么？首先，原來(lái)傳統(tǒng)的架構(gòu)，實(shí)際上我們叫硬件為主的軀體，所以重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的軀體要確保重構(gòu)，也要確保跟現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)互通互聯(lián)和一致性，這是最基本的。TCP/IP、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)等現(xiàn)在的這套架構(gòu)是不能動(dòng)的。新建一個(gè)智能的架構(gòu)，實(shí)際就是疊加一個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)，它是智能的一部分。所以從這個(gè)意義上講，SDN和NFV只是第一步，目前正在做，處在初級(jí)階段。

目前，人工智能炒的很熱，實(shí)際上做的一個(gè)是深度學(xué)習(xí)，一個(gè)是符號(hào)運(yùn)用，這兩個(gè)做的比較好?，F(xiàn)階段人工智能實(shí)現(xiàn)了三個(gè)挑戰(zhàn)，一個(gè)是確定性的問(wèn)題，一個(gè)是完備知識(shí)體系，一個(gè)是封閉化特定化的問(wèn)題，包括AlphaGo下圍棋，對(duì)整個(gè)世界是一個(gè)震撼。實(shí)際上理智的去看，基本上在這三個(gè)限定的范圍。但是五年之內(nèi)，估計(jì)云的識(shí)別可能會(huì)超過(guò)人，視覺(jué)的識(shí)別有可能會(huì)超過(guò)人。這兩種架構(gòu)應(yīng)該說(shuō)各有不同的地位，它們之間又是邏輯的，所以有深度的交叉和融合。

網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)實(shí)際上也有問(wèn)題需要克服與思考，我總結(jié)了一下至少有三個(gè)問(wèn)題。一是網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)這個(gè)運(yùn)用的范圍有多大。因?yàn)樵瓉?lái)是在數(shù)據(jù)中心的范圍里面，相對(duì)有限，現(xiàn)在要擴(kuò)大，可能擴(kuò)大到一個(gè)小城市、中型城市、大城市，甚至擴(kuò)大到一個(gè)省，這都有可能，所以這個(gè)范圍要擴(kuò)大到多大，你不可能無(wú)限大，這是一個(gè)問(wèn)題。二是大型軟件穩(wěn)定性可靠性的問(wèn)題。云網(wǎng)平臺(tái)里面都是大型軟件，人類制造應(yīng)該是非常復(fù)雜的事情，絕大多數(shù)，從軟件來(lái)看，它是非線性的系統(tǒng)，所以這些海量的代碼當(dāng)中你根本不可能對(duì)所有的可能性進(jìn)行測(cè)試，因?yàn)樗姆沁B續(xù)性，既然測(cè)試都不能把所有的case都保存到里面，出問(wèn)題是有可能的。換句話說(shuō)，你要保證一個(gè)超大型軟件的穩(wěn)定性可靠性，這還是一門很大的學(xué)問(wèn)，盡管有的公司做的不錯(cuò)，但是誰(shuí)也不敢承諾說(shuō)永遠(yuǎn)不出問(wèn)題。三是我們做SDN的時(shí)候要對(duì)它進(jìn)行配置，這里面有一個(gè)很重要的問(wèn)題，就是網(wǎng)絡(luò)的邏輯往往不是我們直覺(jué)，跟我們直覺(jué)不是一樣的。1968年的時(shí)候，德國(guó)有一個(gè)學(xué)者發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)交通擁堵，他就增加了一條線路，后來(lái)他發(fā)現(xiàn)增加的線路往往起了反作用，更堵，包括六十年代斯圖加特城市增加一條街道來(lái)緩解擁堵，這種情況是比較多的。所以網(wǎng)絡(luò)的配置不能夠想當(dāng)然，這是我們說(shuō)的根本，所以SDN配網(wǎng)的時(shí)候有沒(méi)有科學(xué)性，有沒(méi)有根據(jù)，這也是比較難的問(wèn)題。

網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)

網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的趨勢(shì)，總的來(lái)講是大融合、大連接、大數(shù)據(jù)和新智能，廣覆蓋、高增量成為基本的特征，物聯(lián)網(wǎng)以后會(huì)上升到千億級(jí)。不管是數(shù)據(jù)通信、移動(dòng)通信還是光通信來(lái)說(shuō)，它最后一是要落到解決大數(shù)據(jù)的問(wèn)題，另外還有智能化。

目前，網(wǎng)絡(luò)的容量、帶寬和用戶數(shù)等指標(biāo)持續(xù)增長(zhǎng)出現(xiàn)危機(jī)，包括無(wú)線頻譜資源、IP地址、摩爾定律，以及現(xiàn)有的能耗等，在未來(lái)幾年，2030年前后會(huì)碰到一個(gè)瓶頸。

哲學(xué)家尼采講過(guò)一句話，人類比其他動(dòng)物高級(jí)，并試圖一直往更高級(jí)的路子發(fā)展，所以往智能化方向走是必然的。綜合來(lái)講，就是實(shí)現(xiàn)云感知、大數(shù)據(jù)和人工智能。

第一步要建網(wǎng)絡(luò)智腦。這個(gè)發(fā)展以后，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)超級(jí)智能體，簡(jiǎn)單說(shuō)，就是人、網(wǎng)、物三元互聯(lián)，每天點(diǎn)擊上千億次，通過(guò)智能化為人類提供服務(wù)。但有人說(shuō)智能化到底解決什么問(wèn)題，我舉個(gè)例子，未來(lái)如果有一千名的工程師，每一個(gè)智能都比現(xiàn)在的人要強(qiáng)一千倍，而且它的操作速度比現(xiàn)在快一千倍，這是什么概念？那個(gè)時(shí)候的一年相當(dāng)于現(xiàn)在的一千年，生產(chǎn)力大幅度提升，所以人工智能為什么有前景，有這個(gè)原因，當(dāng)然它還需要解決很多互通的問(wèn)題。

我小結(jié)一下，就是網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值與N的平方成正比，所以網(wǎng)絡(luò)是核心戰(zhàn)略資源，架構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)的靈魂?，F(xiàn)階段我們面臨三個(gè)前所未有，挑戰(zhàn)是巨大的，所以網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)是未來(lái)趨勢(shì)，并且發(fā)達(dá)國(guó)家都在推進(jìn)，目前處在初期。從中遠(yuǎn)期看，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)需要在一個(gè)實(shí)體上面構(gòu)建兩種架構(gòu)，建立超級(jí)智能體，最終建立網(wǎng)絡(luò)智腦。