賽迪譯叢

簡介與定義

第五代移動通信技術(shù)使大帶寬支持的沉浸式媒體，以及海量機器類通信和超高可靠低時延通信支持的新型關(guān)鍵任務(wù)型應(yīng)用廣泛出現(xiàn)。未來十年，多媒體的進一步發(fā)展將使網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用變得更加豐富，更具沉浸性和交互性。因此，未來網(wǎng)絡(luò)不僅需要足夠的帶寬和無處不在的連接性，還需提供一些現(xiàn)在尚不支持的新功能?，F(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施基本上都只提供“盡力而為”的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。差異化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)允許對數(shù)據(jù)流進行優(yōu)先級排序和網(wǎng)絡(luò)資源預(yù)留。一些傳輸層協(xié)議也通過數(shù)據(jù)重傳等方案設(shè)法增加網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的可靠性。

為支持新應(yīng)用，未來網(wǎng)絡(luò)服務(wù)需超越“盡力而為”的承諾，在時延保證、多信道、多通信方的數(shù)據(jù)包/流同步、數(shù)據(jù)擁塞和資源爭奪等方面，進一步支持“高精度”這一新概念。為滿足上述要求和挑戰(zhàn)，未來網(wǎng)絡(luò)需要新的服務(wù)和能力。本文重點介紹支持2030年及以后的新型應(yīng)用和垂直行業(yè)的新型網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)（簡稱“網(wǎng)絡(luò)2030服務(wù)”）。網(wǎng)絡(luò)2030服務(wù)包括基本服務(wù)和綜合服務(wù)。

本文中使用的術(shù)語舉例：網(wǎng)絡(luò)服務(wù)是指由網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)，使發(fā)送方和接收方能夠相互通信和交換信息;基本網(wǎng)絡(luò)服務(wù)是一種在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)節(jié)點上部署的專用服務(wù)，該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)節(jié)點在兩個或多個應(yīng)用程序系統(tǒng)節(jié)點之間傳遞服務(wù)，該服務(wù)無法進一步分解，例如，IP數(shù)據(jù)包的路由和轉(zhuǎn)發(fā)是現(xiàn)有的一項基本網(wǎng)絡(luò)服務(wù);綜合網(wǎng)絡(luò)服務(wù)是指通過其他網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的組合提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，一般由多個基本服務(wù)組成;高精度網(wǎng)絡(luò)服務(wù)是對服務(wù)質(zhì)量級別做出明確、嚴(yán)格、精準(zhǔn)定義的并提供支持的網(wǎng)絡(luò)服務(wù);流是從數(shù)據(jù)源到目的地的一組共享通用屬性的數(shù)據(jù)包序列;數(shù)據(jù)流是可以打包數(shù)據(jù)并映射到一個（或多個）流，以通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)進行傳遞的應(yīng)用級別的流;并發(fā)流是指協(xié)調(diào)服務(wù)中，具有相互依賴關(guān)系的一組流;成員流則是并發(fā)流中所包含的各個流;時延是從發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)包開始（即從數(shù)據(jù)包的第一位）到接收方完全接收到數(shù)據(jù)包為止（即到數(shù)據(jù)包的最后一位）所經(jīng)過的時間;丟失率是在給定時間間隔內(nèi)，流中未達(dá)到服務(wù)要求的數(shù)據(jù)包數(shù)量與流中包含的數(shù)據(jù)包總數(shù)的比率;服務(wù)接口為用戶或應(yīng)用使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)時的連接接口。

六大主要驅(qū)動因素

（一）工業(yè)和機器人自動化。機器通信（M2M）需要非常高的定時精度來分發(fā)控制命令和收集遙測數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)2030服務(wù)需要為數(shù)據(jù)包傳遞提供高等級的可靠性、低時延、高定時精度等能力的支持。

（二）全息媒體和多媒體技術(shù)。全息圖、觸覺和其他感官數(shù)據(jù)將為用戶提供身臨其境的“實”用戶體驗，并促進用戶在一個“虛—實”界限越來越模糊的世界中互動。這類應(yīng)用將需要服務(wù)具備非常高的數(shù)據(jù)吞吐量、較低的時延、對服務(wù)質(zhì)量下降的容忍能力以及能夠協(xié)調(diào)多方數(shù)據(jù)流實時匯集的能力。

（三）自動化和關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。關(guān)鍵任務(wù)型應(yīng)用，如自動駕駛、無人機、自動交通控制系統(tǒng)等，需要在相互之間以及周圍環(huán)境之間進行多種類的實時通信。支持這類應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)必須具備安全性、可信性保障，并存在嚴(yán)格的問責(zé)機制。

（四）應(yīng)用程序及其需求的多樣性。未來的許多新型應(yīng)用可能由人工智能（AI）驅(qū)動，涉及人、機器和IT系統(tǒng)之間大量的數(shù)據(jù)通信。由此產(chǎn)生的某些網(wǎng)絡(luò)需求可能會完全超乎人類現(xiàn)在的想象。未來網(wǎng)絡(luò)服務(wù)需要能夠根據(jù)技術(shù)和應(yīng)用需求的發(fā)展，進行相應(yīng)的動態(tài)調(diào)整。

（五）服務(wù)問責(zé)機制的要求。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的嚴(yán)格要求通常會直接影響網(wǎng)絡(luò)運營和維護的成本。服務(wù)問責(zé)機制考察服務(wù)提供商是否按照協(xié)議提供了相應(yīng)的服務(wù)。建立在證據(jù)基礎(chǔ)上的問責(zé)機制可以激勵服務(wù)提供商提供新型服務(wù)和應(yīng)用創(chuàng)新。支持服務(wù)問責(zé)機制的網(wǎng)絡(luò)將為服務(wù)提供商及用戶帶來更多新的應(yīng)用產(chǎn)品和服務(wù)。

（六）區(qū)分不同程度的失真容限。具有失真容限的應(yīng)用是指允許數(shù)據(jù)短時間中斷或數(shù)據(jù)部分丟失，并仍能正常運行和使用的應(yīng)用。未來網(wǎng)絡(luò)服務(wù)應(yīng)當(dāng)能夠區(qū)分不同類型應(yīng)用對失真的容忍程度，并以更加多樣化的方式來處理各類失真，進一步確定其應(yīng)用的優(yōu)先級和有針對性的保護方案。

及時和準(zhǔn)時服務(wù)

（一）驅(qū)動因素。網(wǎng)絡(luò)2030服務(wù)需要遵循嚴(yán)格的可量化時延目標(biāo)，即支持“高精度”通信服務(wù)。以觸覺類應(yīng)用為例，為保證往返控制環(huán)路能夠在不到10毫秒的時間內(nèi)傳達(dá)反饋，觸覺應(yīng)用要求端到端網(wǎng)絡(luò)時延上限為5毫秒。如果不能滿足這么短的時延保證，不僅用戶的體驗質(zhì)量會下降，應(yīng)用本身也可能會變得毫無意義。再如，某些工業(yè)控制器需要遙測和遙控數(shù)據(jù)流有極其準(zhǔn)確的同步和間隔，以促進機器人可沿多個自由度精確運行。

（二）服務(wù)概述。網(wǎng)絡(luò)2030服務(wù)中的時延高精度是指數(shù)據(jù)包交付具有精確的時延。在交付時，對數(shù)據(jù)包的時延設(shè)定了上下限的服務(wù)稱為“及時”和“準(zhǔn)時”服務(wù)。及時服務(wù)確保以不超過所要求時延的方式交付數(shù)據(jù)包，服務(wù)可以在時延期限之前的任何時間送達(dá)數(shù)據(jù)包。典型應(yīng)用是支持緩沖功能的多媒體應(yīng)用。準(zhǔn)時服務(wù)確保數(shù)據(jù)包在特定的時間范圍內(nèi)被送達(dá)，即同時具有最大時延和最小時延限制。數(shù)據(jù)包的傳送必須不遲于時間窗口的上限，也不得早于時間窗口的下限。及時服務(wù)可被視為準(zhǔn)時服務(wù)的一種特殊情況。準(zhǔn)時服務(wù)的解決方案要求網(wǎng)絡(luò)能夠緩沖數(shù)據(jù)包或在某些情況下推遲傳送數(shù)據(jù)包。支持及時、準(zhǔn)時服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)需具備對時延的感知功能，以便能夠確定數(shù)據(jù)包是否符合時延目標(biāo)并做出相應(yīng)的處理。此外，這類服務(wù)還必須能夠評估網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是否能夠滿足時延目標(biāo)。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，端到端時延約為100毫秒，而網(wǎng)絡(luò)2030的可接受時延可能會大幅縮短，并且能夠提供確定的時延，在精確的時間內(nèi)運行。

（三）現(xiàn)有差距。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)支持多種機制來減少和優(yōu)化時延。這些機制幾乎都不支持可預(yù)先量化的時延目標(biāo)，只能對網(wǎng)絡(luò)時延進行測量，而不能精確達(dá)到某一時延。因此，時延結(jié)果只能被接受。網(wǎng)絡(luò)2030服務(wù)需要解決的差距涉及支持時延目標(biāo)的能力，這些目標(biāo)已被精確量化為服務(wù)請求的一部分。現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，如互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量（QoS）體系結(jié)構(gòu)、時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）、確定性網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（DetNet）等，都不足以滿足網(wǎng)絡(luò)2030服務(wù)對時延目標(biāo)的要求。

協(xié)調(diào)通信服務(wù)

（一）驅(qū)動因素。網(wǎng)絡(luò)2030服務(wù)需要遵循嚴(yán)格的可量化協(xié)調(diào)目標(biāo)的通信服務(wù)，例如，在多方遠(yuǎn)程全息會議應(yīng)用中或在多人交互式、沉浸式游戲中，需要為不同的接收者實時放置虛擬對象。虛擬對象位置的任何更改都應(yīng)同時在其他位置進行渲染，如果接收器完全不了解彼此的行為，它們將在同一數(shù)字場景的不同視角上運行，進而產(chǎn)生視覺沖突。為了應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)中傳遞路徑的異構(gòu)性，實現(xiàn)完全同步的運行，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)需要某種機制能夠同時向各方提供所需信息。

（二）服務(wù)概述?；ヂ?lián)網(wǎng)是一個時空異構(gòu)環(huán)境，在時間和空間上會產(chǎn)生不同的內(nèi)容交付行為。在時延、抖動和帶寬方面，沒有任何兩個路徑（甚至同一路徑上不同的流）可以被假定具有相同屬性。然而，許多新興應(yīng)用都要求在多個流或多個路徑上承載的信息及時傳遞。網(wǎng)絡(luò)2030服務(wù)中的協(xié)調(diào)通信服務(wù)將根據(jù)應(yīng)用的時間、順序或應(yīng)用定義屬性等相互依賴的約束條件，在多個數(shù)據(jù)流之間進行協(xié)作。支持協(xié)調(diào)通信服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)需要明確跨越多個流的各種依賴性或約束條件，并根據(jù)這些約束條件聚合多個流的數(shù)據(jù)，進而呈現(xiàn)給一個或多個用戶。與及時和準(zhǔn)時服務(wù)的不同之處在于，協(xié)調(diào)服務(wù)可能僅具有相對的交付時間約束（例如，指定成員流的時延必須相同，而未指定特定的時延值）。

（三）現(xiàn)有差距。對協(xié)調(diào)服務(wù)的要求比較復(fù)雜。如果完全留給應(yīng)用來協(xié)調(diào)和管理流會導(dǎo)致端點的負(fù)擔(dān)過大，端點緩沖區(qū)和內(nèi)存受限也會導(dǎo)致無法完成多個流之間的協(xié)調(diào)。此外，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的動態(tài)變化給應(yīng)用管理端點的協(xié)調(diào)服務(wù)帶來了更多困難?，F(xiàn)有的基于服務(wù)器的協(xié)調(diào)一般采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)模式，路徑帶寬效率低下，內(nèi)容的安全性也受到質(zhì)疑。網(wǎng)絡(luò)中的群組通信由組播路由器（PIM協(xié)議）以盡力而為的方式進行支持，該協(xié)議既不攜帶任何依賴關(guān)系的信息，也不主動進行協(xié)調(diào)。

定性通信服務(wù)

（一）驅(qū)動因素。數(shù)據(jù)包是網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)幕締卧诰W(wǎng)絡(luò)中只能被完整地傳輸或丟棄。在可靠的數(shù)據(jù)包傳遞過程中，在接收到發(fā)送失敗的指示后，未能到達(dá)其目的地的數(shù)據(jù)包會重新發(fā)送，該過程會花費一些時間，并將一直持續(xù)，直到接收者接收到全部完整的數(shù)據(jù)包為止?？梢?，該過程可能導(dǎo)致相當(dāng)大的網(wǎng)絡(luò)時延。數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中丟失的原因通常有以下三個：一是由于網(wǎng)路擁塞，轉(zhuǎn)發(fā)器的內(nèi)存有限而被丟棄;二是設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)連接錯誤導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失;三是網(wǎng)絡(luò)連接上的數(shù)據(jù)比特差錯導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯誤。隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬越來越高，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)傾向于用更大的數(shù)據(jù)包來提供線速數(shù)據(jù)傳輸。因此，重傳的數(shù)據(jù)量將比過去更大。然而“工作保留”原則認(rèn)為，系統(tǒng)應(yīng)盡可能只執(zhí)行一次工作并保留結(jié)果，以避免多次重復(fù)相同的處理步驟。因此，數(shù)據(jù)包某一部分的錯誤或丟失不應(yīng)該影響已經(jīng)接收到的部分。例如，全息型實時視頻會議可以容忍通信質(zhì)量的下降，但不能容忍數(shù)據(jù)的非連續(xù)傳輸（斷續(xù)的音視頻和凍結(jié)的畫面）。為了保持這類應(yīng)用的流暢和及時通信，需要采用新的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方案。

（二）服務(wù)概述。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議利用丟棄分組來避免網(wǎng)絡(luò)擁塞。這類方法都假設(shè)分組的所有部分同等重要。但實際上，數(shù)據(jù)載荷的某些部分對應(yīng)用而言可能比其他部分更為重要。定性通信服務(wù)致力于解決可靠傳輸協(xié)議的時延和工作保留問題。定性通信服務(wù)允許發(fā)送方按相對優(yōu)先級對數(shù)據(jù)包中的有效載荷進行分組，然后允許網(wǎng)絡(luò)在需要時選擇性地丟棄優(yōu)先級較低的部分。這樣既可以減少網(wǎng)絡(luò)擁塞，也可以確保關(guān)鍵數(shù)據(jù)的連續(xù)性，同時還能最大程度地減少數(shù)據(jù)重傳。支持定性通信服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)需要具備區(qū)分用戶有效載荷各部分以及各部分優(yōu)先級的能力，同時允許轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點、接收節(jié)點設(shè)備丟棄優(yōu)先級較低的部分。此外，高級定性通信服務(wù)還將具備動態(tài)調(diào)整有效載荷中各部分優(yōu)先級的能力。網(wǎng)絡(luò)2030定性通信服務(wù)是對整個數(shù)據(jù)包丟失的一項實質(zhì)性改進，它可以使數(shù)據(jù)包中的部分內(nèi)容及時地交付，進而實現(xiàn)更精細(xì)的帶寬調(diào)節(jié)，從而解決擁塞和數(shù)據(jù)包損壞的問題。

（三）現(xiàn)有差距。現(xiàn)有的傳輸解決方案僅在完整的數(shù)據(jù)包上運行，并使用重傳機制來應(yīng)對由于擁塞或鏈路錯誤導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失，在較大的顆粒度上維護流的完整性。例如，使用快速重路由（FRR）技術(shù)可以緩解鏈路或設(shè)備故障，但會受到故障檢測時間和重新配置路由路徑的時間的限制。IEEE TSN和IETF DetNet采用增加備用系統(tǒng)來減輕設(shè)備故障損失以及擁塞損失等，這將所需的網(wǎng)絡(luò)帶寬擴展到兩倍以上。這都與網(wǎng)絡(luò)2030服務(wù)對時延和帶寬的需求不相符。

網(wǎng)絡(luò)2030綜合服務(wù)

觸覺通信服務(wù)

（一）驅(qū)動因素。國際電信聯(lián)盟（ITU）將觸覺互聯(lián)網(wǎng)定義為將超低時延與極高可用性、可靠性和安全性相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)。觸覺互聯(lián)網(wǎng)將對涉及觸覺的遠(yuǎn)程基礎(chǔ)設(shè)施和設(shè)備進行實時監(jiān)視、管理和控制。觸覺包括兩種反饋類型：一種是指觸摸物體表面時可以感受到的反饋，例如壓力、紋理和溫度等;另一種是指作用在手臂等執(zhí)行器中的肌肉、關(guān)節(jié)和肌腱上有助于位置感知的重力、拉力等的動覺反饋。涉及以上兩種反饋的通信稱為觸覺通信。觸覺通信將與遠(yuǎn)程醫(yī)療、在線沉浸式游戲、遠(yuǎn)程協(xié)作等應(yīng)用融合，共同構(gòu)成工業(yè)4.0的骨干應(yīng)用領(lǐng)域。觸覺互聯(lián)網(wǎng)將為觸覺通信提供一種實時傳達(dá)觸覺和動覺的媒介，為用戶提供真正的身臨其境的操控感。例如，在遠(yuǎn)程手術(shù)場景下，從遠(yuǎn)程站點進行操作的外科醫(yī)生，可以實時獲取患者和手術(shù)室的視聽和遙測信息，進而操作執(zhí)行器對遠(yuǎn)方的患者進行手術(shù)。

（二）服務(wù)概述。觸覺通信服務(wù)都需要網(wǎng)絡(luò)具有極低的時延。人腦對不同的感覺輸入具有不同的反應(yīng)時間，一般是觸覺1ms、視覺10ms、音頻100ms。從人類操作執(zhí)行器到提供觸覺反饋的往返時間大約為5毫秒或更短。觸覺通信服務(wù)通常涉及以下信道：一是觸覺反饋信道將觸覺數(shù)據(jù)從一個或多個遠(yuǎn)程觸覺傳感器（如機械手臂中的傳感器）傳遞到觸覺執(zhí)行器（如數(shù)據(jù)手套），進而將觸覺傳遞給用戶;二是控制信道用于操作遠(yuǎn)程執(zhí)行器（如機械手臂）;三是遠(yuǎn)程位置的實時視覺饋送（如高分辨率視頻、VR、全息圖）;四是遠(yuǎn)程位置的實時音頻饋送;五是遠(yuǎn)程位置的實時遙測饋送。上述每個信道可以使用單獨的及時和準(zhǔn)時服務(wù)，為了改善這些信道之間的同步，還可使用協(xié)調(diào)通信服務(wù)。觸覺通信的理想指標(biāo)為端到端時延1～5ms、極低數(shù)據(jù)包丟失率、5Gbps～1Tbps的超高帶寬等。

（三）現(xiàn)有差距。當(dāng)前存在的主要差距涉及網(wǎng)絡(luò)以足夠低的時延來支持基本服務(wù)以實現(xiàn)觸覺反饋信道的能力，以及通過極低的丟失率達(dá)到較高可靠性的觸覺應(yīng)用的能力，即缺少滿足性能的網(wǎng)絡(luò)2030基本服務(wù)。此外，跨更大的網(wǎng)絡(luò)和更廣闊的地理區(qū)域的觸覺通信會因信號傳輸無法超過光速而受到距離方面的限制。

全息通信服務(wù)

（一）驅(qū)動因素。作為用戶與計算機系統(tǒng)進行交互的一種方式，全息圖早已進入了人類的想象。隨著全息顯示技術(shù)取得了長足的進步，全息應(yīng)用正逐漸成為現(xiàn)實。例如，全息會議將遠(yuǎn)程參會者的全息圖投影到本地會議室中。全息數(shù)據(jù)再現(xiàn)一般通過全息圖或點云實現(xiàn)。全息圖需要從不同的視角、傾斜度和角度捕獲同一圖像。例如，在流暢的全息再現(xiàn)中，差異化的圖像間隔通常為0.5°，為適應(yīng)10°傾斜度以及20°角度的視角差異，就需要含有800個獨立圖像的二維圖像陣列。點云則由體積數(shù)據(jù)組成，即三維框中的一組三維“體積像素（體素）”，從本地的任何視角都可以動態(tài)渲染實際圖像。由此可見，全息通信將導(dǎo)致巨大的帶寬需求。

（二）服務(wù)概述。全息通信網(wǎng)絡(luò)是用于傳輸包含全息數(shù)據(jù)（即可用于渲染全息圖像的數(shù)據(jù)）的流。全息通信服務(wù)一般包含以下信道：一是全息數(shù)據(jù)信道承載具有嚴(yán)格的時延要求的流，某些信道可能具有不同的服務(wù)質(zhì)量要求;二是附加信道指示如何合成來自多個全息數(shù)據(jù)信道的圖像;三是反向信道指示如何根據(jù)用戶視角的轉(zhuǎn)移來控制部分全息圖像的出現(xiàn)和消失。上述每個信道可以單獨使用及時和準(zhǔn)時服務(wù)。為改善這些信道之間的同步能力，還可使用協(xié)調(diào)通信服務(wù)。此外，為緩解數(shù)據(jù)中斷和網(wǎng)絡(luò)擁塞，定性通信服務(wù)也將被大量應(yīng)用。

（三）現(xiàn)有差距。當(dāng)前存在的主要差距為網(wǎng)絡(luò)以足夠低的時延和足夠高的帶寬來支持基本服務(wù)，從而實現(xiàn)全息數(shù)據(jù)交付的能力，即缺少滿足性能的網(wǎng)絡(luò)2030基本服務(wù)。此外，現(xiàn)有技術(shù)尚不支持聚合帶寬（一組流之間共享帶寬并動態(tài)分配帶寬的技術(shù)）。為減少全息數(shù)據(jù)量，可利用諸如用戶交互性預(yù)測方案之類的正在持續(xù)研究的技術(shù)，在保持可接受的數(shù)據(jù)質(zhì)量的同時，將需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量減到最少。

未來網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的其他方面

除了支持上述新服務(wù)外，未來的網(wǎng)絡(luò)2030服務(wù)還要有能力滿足以下方面的一些要求。

（一）服務(wù)接口。盡管網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用都在不斷發(fā)展，但兼容性原則要求服務(wù)接口保持相對穩(wěn)定。因此，網(wǎng)絡(luò)2030服務(wù)接口將采取演進的方式發(fā)展，以便持續(xù)支持包括套接字在內(nèi)的眾所周知的各種接口。而網(wǎng)絡(luò)服務(wù)接口也將需要考慮新的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)參數(shù)，例如：針對及時和準(zhǔn)時服務(wù)，需要在應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)之間動態(tài)協(xié)調(diào)時延目標(biāo);針對協(xié)調(diào)通信服務(wù)，需要組成并發(fā)流;針對定性通信服務(wù)，需要指定有效載荷的相關(guān)性等。

（二）可編程性和靈活的開發(fā)周期。未來，網(wǎng)絡(luò)提供商必須能夠快速引入新的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)也需要快速適應(yīng)新的部署環(huán)境和用戶需求。這對網(wǎng)絡(luò)的可編程性具有很高要求。網(wǎng)絡(luò)2030需要新的網(wǎng)絡(luò)編程模型和可編程網(wǎng)絡(luò)硬件的支持，其網(wǎng)絡(luò)可編程性將更加進步，開發(fā)周期將更加靈活，從“開發(fā)—運營”模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤傲鳌\營”模式，即網(wǎng)絡(luò)在流量級別上的動態(tài)可編程模式。

（三）可管理性。所有類型的網(wǎng)絡(luò)2030服務(wù)都對時延和精度提出了非常高的要求，并且期望達(dá)到零數(shù)據(jù)包丟失和更高的可用性。為了能夠提供和運營網(wǎng)絡(luò)2030服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)需要在以下兩個可管理性方面有所進步。一是確保網(wǎng)絡(luò)2030能提供高精度服務(wù)的可管理性。為了確保高精度的及時和準(zhǔn)時服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)測量技術(shù)也需要改進，毫秒級測量精度可能需要升級為大約10微秒的測量精度。此外，網(wǎng)絡(luò)采樣能力（即能夠覆蓋到的測量范圍）也應(yīng)當(dāng)大幅提升。二是確保網(wǎng)絡(luò)2030大規(guī)模運營的可管理性?，F(xiàn)在的大多數(shù)情況下，人類對網(wǎng)絡(luò)的控制過程已經(jīng)逐漸被托管在中央位置或云中的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和控制器所取代。對更短控制回路的日益增長的需求將使網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)逐漸向網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)遷移，甚至遷移到終端設(shè)備本身。網(wǎng)絡(luò)2030需要新的網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)的支持，不再依靠集中的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和控制器，而是在整個網(wǎng)絡(luò)中，以分布式或分散的方式提供更強大的網(wǎng)絡(luò)管理功能。

（四）安全性。除傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)安全機制外，網(wǎng)絡(luò)2030服務(wù)還需要其他網(wǎng)絡(luò)安全機制的保護。網(wǎng)絡(luò)2030協(xié)調(diào)通信服務(wù)和定性通信服務(wù)面臨更多的信息安全挑戰(zhàn)。例如，針對協(xié)調(diào)通信服務(wù)，通過攻擊單個成員流，可能損害并發(fā)流和其他成員流。針對定性通信服務(wù)，僅保護數(shù)據(jù)包的完整性是不夠的，還需要在各個數(shù)據(jù)塊級別上保護數(shù)據(jù)塊和數(shù)據(jù)包的有效負(fù)載。

（五）彈性。網(wǎng)絡(luò)彈性是指網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在面對各種網(wǎng)絡(luò)故障或網(wǎng)絡(luò)攻擊時，能夠繼續(xù)提供和維持可接受的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)水平的能力。網(wǎng)絡(luò)彈性主要通過以下三種方法提供。一是邏輯和物理網(wǎng)絡(luò)實體的冗余和多樣性。從主實體到備用實體的切換必須非?？?，大約微秒甚至更少。二是使用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來提供快速重新收斂，并在發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障事件之后維持現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)連接的可用性。三是通過數(shù)據(jù)包復(fù)制、網(wǎng)絡(luò)編碼和糾錯來克服數(shù)據(jù)包丟失。

（六）無損傳輸。對于要求高精度和低時延的任務(wù)關(guān)鍵型應(yīng)用而言，避免數(shù)據(jù)丟失并實現(xiàn)無損網(wǎng)絡(luò)傳輸服務(wù)是其重要目標(biāo)。盡管任何網(wǎng)絡(luò)服務(wù)都無法保證數(shù)據(jù)零丟失，但應(yīng)盡可能排除由單個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或鏈路故障而造成的數(shù)據(jù)丟失。為實現(xiàn)無損網(wǎng)絡(luò)傳輸服務(wù)，常常會導(dǎo)致較高的網(wǎng)絡(luò)成本。可能的解決方案包括機器學(xué)習(xí)和人工智能（AI）等。

（七）隱私。目前，用戶隱私的定義尚未完全明確。很少有用戶知道如何跟蹤、共享以及與誰共享其個人身份信息（PII）。網(wǎng)絡(luò)2030對隱私服務(wù)具有以下要求：一是匿名化，為防止竊聽者通過數(shù)據(jù)包捕獲進行個人身份跟蹤，數(shù)據(jù)包中的可見信息應(yīng)難以直接關(guān)聯(lián)到PII;二是用戶數(shù)據(jù)不透明，即網(wǎng)絡(luò)2030服務(wù)不能依靠用戶數(shù)據(jù)來提供服務(wù)，只能依靠數(shù)據(jù)包中特定的服務(wù)可見數(shù)據(jù)標(biāo)識;三是安全存儲，對于某些網(wǎng)絡(luò)2030服務(wù)，數(shù)據(jù)包可能會被暫時緩存在路由器等網(wǎng)絡(luò)中間設(shè)備中，應(yīng)確保這些數(shù)據(jù)不容易被復(fù)制或轉(zhuǎn)移;四是流匿名化，應(yīng)該對用戶數(shù)據(jù)進行混淆，以動態(tài)方式將流隨機化，保證難以通過對流的分析，進而識別用戶的流模式和類型。此外，網(wǎng)絡(luò)2030服務(wù)還可能采用其他一些解決方案。一是通過更強的加密技術(shù)，更改數(shù)據(jù)包格式，使數(shù)據(jù)包中的信息對竊聽者來說不具重要性。二是避免在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中長期使用固定的網(wǎng)絡(luò)地址，以防止被追蹤。三是制定有關(guān)PII定義、數(shù)據(jù)所有者的能力和許可的法規(guī)，以進一步彌補現(xiàn)有法規(guī)針對隱私的漏洞。四是除傳統(tǒng)的有效負(fù)載加密手段外，對數(shù)據(jù)包頭使用同態(tài)加密形式進行加密，允許以隱私保護模式執(zhí)行各種網(wǎng)絡(luò)操作，而不會暴露數(shù)據(jù)包頭中攜帶的用戶身份信息等元數(shù)據(jù)。

（八）可信度。隨著未來端到端通信與新型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的部署，數(shù)據(jù)包將穿越多個位于不同網(wǎng)絡(luò)管理域下的邊界。網(wǎng)絡(luò)2030服務(wù)也將依賴不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的可信度，對數(shù)據(jù)包進行處理，保護數(shù)據(jù)的完整性和用戶的隱私。網(wǎng)絡(luò)2030服務(wù)需要一種新的機制來評估和驗證各種處理數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的可信度，以及數(shù)據(jù)包本身的完整性。可能采用的一些機制包括：一是引入可信度評分，依靠網(wǎng)絡(luò)安全機制來驗證、授權(quán)和確保數(shù)據(jù)包完整性和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的可信度。二是制定針對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點超出可信接受范圍時的數(shù)據(jù)處理規(guī)則。

（九）計費和服務(wù)交付確認(rèn)。就所需的服務(wù)級別而言，網(wǎng)絡(luò)2030服務(wù)對網(wǎng)絡(luò)提出了極高的要求。為驗證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商承諾的服務(wù)水平是否兌現(xiàn)，就需要網(wǎng)絡(luò)計費技術(shù)的進步。例如，服務(wù)水平的測量要足夠準(zhǔn)確，需要提供服務(wù)證明（包括服務(wù)水平交付證明）以對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)進行計費和收費。當(dāng)下的服務(wù)統(tǒng)計技術(shù)在很大程度上依賴于界面統(tǒng)計信息和流記錄，它們的生成依賴數(shù)據(jù)采樣，很容易產(chǎn)生采樣誤差，統(tǒng)計可能并不完全準(zhǔn)確，并且對于交付的實際服務(wù)水平（如時延、跨流協(xié)調(diào)）而言并沒有太多參考意義，還可能受到加密及與隱私有關(guān)問題的限制。新的實用型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)統(tǒng)計技術(shù)有待進一步發(fā)掘。