全球网络技术的发展态势

当前，全球网络技术快速升级演进，重大技术变革加速孕育。光传送网、移动通信网、数据通信网、固定宽带接入等核心技术快速创新，新一代光网络、新一代移动通信、未来网络等新领域快速发展，高速宽带、智能融合、天地一体的新型网络通信基础设施加速构建，一场以开放融合、代际跃迁为特征的网络技术革命加速孕育。

全球网络技术的发展态势

网络承载了越来越多的期待，重大问题长期未彻底解决。移动互联网、云计算、大数据，以及工业互联网、5G等的快速兴起，在为用户带来便利的同时，也对IT基础设施的建设提出了更高的要求，希望网络能做到按需供给、随需而变和灵活健壮。但是，IP网络自TCP/IP核心技术体系确立以来，除了IPv6/MPLS技术创新以外，基础技术没有本质性的改变；光传送技术除继续向智能高速大容量方向发展以外核心技术也没变革性创新。网络中存在的问题不断累积，但并未得到根本性解决。

网络发展滞后IT创新，IT加速对CT的整合步伐。在IT领域，云计算实现了计算、存储资源的整合，形成了成熟的事实标准和商用系统（如OpenStack），并基于统一技术平台加速对网络资源的整合。在CT领域中，在网络中融合计算、存储资源一直以来都只是一个口号，并未开展实质性研究，网络虚拟化只是停留在“虚拟专用线”阶段，不能满足虚机跨越互联需求。网络技术的发展滞后与IT技术的创新，整体处于“被融合”地位。

封闭技术产业生态限制了网络创新，创新动力不足。网络制造商垄断了主要的网络技术组织，产业聚集度越来越高。如IETF、ITU、ETST、3GPP等网络技术组织长期被把持，新生力量的话语权和影响力较小。CDN的快速发展使得网络运营商与用户距离越来越远，逐步失去对用户需求、网络流量和流向的掌控能力；同时正在丧失对网络技术方向的战略导向和把控能力，在网络技术创新中逐步被边缘化。

创新驱动力发展变化，互联网企业成为核心驱动因素。互联网企业从需求方加速向技术供给方转变，成为推动新一轮网络技术创新的核心驱动力。Google、facebook等积极参与SDN开源项目和标准化组织，同时业开始自建网络，并免费提供给用户使用。Google通过自建或购买再升级的方式，建成了全美第二大骨干网运营商（仅次于Level3），并开始跨境网络建设。

网络迎来新的发展高潮，网络技术面临重大技术变革。SDN/NFV所倡导的网络开放化、虚拟化、智能化、融合化的技术理念，以及互联网企业的技术贡献，推动网络技术进入新一轮创新浪潮。新一轮创新浪潮的根本性变化是由电信级思维向互联网思维转变：由封闭变为开源、由粗放变为精细、由刚性变为弹性、由孤立变为融合。

高速、开放、虚拟、智能、融合成为网络发展重要趋势。SDN实现网络链路资源的动态、实时调度，来动态适配上层业务对网络资源的需求。NFV实现网元的动态创建，然后通过业务编排器实现业务逻辑（业务链），SDN和NFV融合发展，共同促进网络技术创新。基于SDN与NFV技术而成的新一代网络操作系统及云平台，统一管理和优化IP网络和光网络的资源提升业务质量和用户体验，提升网络可靠性，实现网络资源的高效利用，实现了网络的融合化。

统一强健的网络资源管理机制是网络技术创新的重要方向。当前网络技术创新中面临的最核心问题是网络资源管理机制问题，承载网络需要通过构建统一健壮的网络资源管理层，实现对网络资源的统一架构管理与调度。网络资源管理层是网络的“新瘦腰”，是实现网络开放化、虚拟化、智能化、融合化的基础，是解决网络安全、可控、QoS、扩展性等问题的关键。

在以网络资源管理平台为核心的网络中，原有的IP协议主要用于网络管理而非业务承载，用户网络的路由协议可以自定义，既可以是IP网络，也可以是非IP网络，此时IP网络是一种定制好的网络服务，供用户选用。以网络资源管理平台为核心的网络，将同时提供“大众服务”和“精英服务”，符合网络价值的“20/80定律”：即IP虚拟网络将满足80%的用户需求（如普通的互联网用户），只产生少于20%的收益；非IP虚拟网络（含基于IP的定制化网络）将满足20%用户的需求，但是创造超过80%的网络收益。

统一强健的网络资源管理机制涵盖三个方面的基本要素。一是开放网络架构。“开放”是产业链成熟的良性发展的重要标志，开放可以技术创新活力，降低创新成本，优化产业链条。类比于传统机械设备的开放，正是由于零件的标准化和互换性，促进了工业革命的深入发展，真正带来了工业化大浪潮。然而，传统的网络设备大多是封闭的架构，各厂商独有设计开发，具有固化、封闭式、开发周期长的特点，产业生态相对封闭，创新能力不强。而SDN/NFV技术的出现，开启了网络开放的浪潮，特别是NFV技术将推动网络功能接口的标准化和功能重组。开放网络架构是网络技术创新的源动力，也是网络技术创新的长期方向和重要任务。

二是高性能、稳定、可扩展的网络操作系统。这是网络控制平面创新的重要方向，也是实现网络虚拟化和软件定义的基础。网络操作系统在控制平面扮演者重要的角色，它通过南向接口实现对网元资源的抽象和管理，北向接口向上层应用提供网络服务，，同时实现业务编排的功能，根据不同策略来编排用户数据的转发路径。到2015年中期，网络操作系统开始产业聚焦，基本形成了由Linux基金会主持管理的Opendaylight解决方案和以ON.Lab主持管理的ONOS解决方案两大技术方向，全球知名ICT厂商、电信运营商以及学术研究机构纷纷加入其中。

三是新型转发技术。在数据转发平面有两个关键技术已成为业界关注的热点。一是协议无关的转发（POF，Protocol Oblivious Forwarding），这将成为未来网络虚拟化和网络可定制的基础。POF通过对网络的转发行为进行抽象，实现利用高级编程语言对多种转发平台进行灵活的转发协议和转发流程定制。另一个是利用Intel DPDK（Data Plane Develop Kit）开发套件提高软转发的性能。DPDK是一套基于Intel架构的通用处理器的数据包处理程序开发工具和平台，可以帮助用户更便捷的开展数据面的创新。目前，基于DPDK的开源生态正在积极构建，包括Intel、6WIND、WindRiver、Aricent等公司都是主导机构。

网络升级演进的重要方向

加快转变传统粗放式的资源管理理念和运营模式，以构建开放架构的网络资源管理平台为核心，打造高效弹性的网络资源池化管理和按需调度的能力，支持极度差异化的网络定制服务。

在网络技术创新方向，以构建开放网络架构为核心，加强网络操作系统和协议无关转发的自主创新。一是研发开放网络架构，实现IT虚拟资源和网络虚拟资源的融合统一管理。控制与转发的分离、控制器之间的互联、边缘与核心的分离、软件与硬件的解耦、内容与网络的协调、IP与光的配合等均要求开放大量的内部私有接口，网络架构将走向全面开放。通过网络开放架构，可以建设真正面向“差异化服务”的网络。二是积极支持国内企业和科研机构积极参与ONOS和OpenDayLight社区，不断扩大影响力，为基于ONOS和OpenDayLight开源系统研制自主网络操作系统创造条件。研发网络虚拟化技术与平台，突破基于可控队列的流表隔离及虚拟技术、基于无连接方式的跨域虚拟专网技术；研发网络功能定制与业务编排技术与系统，攻克网络与IT资源的联合编排技术、基于模型的网络功能链定义技术；研发支持队列级资源切片的NP芯片与设备。

在网络升级演进方向，基于开放网络架构重构现网网络体系，实现从“智能管道”向“开放融合网络资源平台”的根本转变。围绕电信运营商的网络转型，要做好技术标准、测试评估、应用示范等工作，积极推动从芯片、软件、整机到运行维护的协调共进，通过网络基础设施的转型升级实现网络建设、运维理念的转变。一是构建设备资源抽象与感知功能层，实现各类网络设备资源的智能感知、资源抽象和统一管理，将“网络设备云”转化为“网络资源云”。二是构建资源融合与弹性分配功能层，实现网络资源的虚拟化管理和资源的按需分配。三是构建网络功能定制与业务编排功能层，根据用户需求，综合利用计算、存储和网络资源实现网络功能的定制和业务流程的编排和再造。

作者简介：

曹蓟光，就职于中国信息通信研究院技术与标准研究所，任所副总工程师，高级工程师，院信息网络领域主席。曾从事SDH、MSTP等传输技术的研究工作，现主要从事IP、下一代互联网（IPv6）、未来网络等技术研究、通信产业发展政策研究等工作。主持和参与了数十项科技部、发改委和工信部项目。主导完成二十余项互联网相关的通信行业标准，获得国家发明专利5项，发表论文30余篇，出版专著一本《MSTP技术与应用》，参与校译《互联网治理》。