未来网络：定制一个“互联新世界”
来源：新华日报 日期： 2022-08-24
架构不灵活无法适应新业务、新需求；流量不断增长，旧的网络架构无法承担；与实体经济融合，面对网络安全、实时、控制、可扩展等问题……当前，我们熟知的互联网面临这三大挑战。“如何破局？首要问题就是解决技术层面难题。”第六届未来网络发展大会举办前夕，中国工程院院士、紫金山实验室主任刘韵洁表示，建设未来网络试验设施（CENI），旨在应对传统互联网体系结构暴露出的诸多问题。
那到底什么是未来网络试验设施？它到底解决了哪些重大科技难题？为何要连续举办未来网络发展大会？它将如何改变未来的网络架构？“试验验证是互联网研究的基本方法。网络技术的创新与应用需要一个大规模、国家级的试验网络平台，而未来网络试验设施就是载体。”刘韵洁表示，CENI能够全面提升网络创新能力，增强网络产业核心竞争力，保障网络空间安全，确保网络可持续发展。
“国之重器”
弥补互联网先天性缺陷
为应对传统互联网体系结构暴露出的诸多问题，世界各国已经实施了多项未来网络相关的研究项目。
刘韵洁介绍，CENI是我国通信与信息领域首个国家重大科技基础设施，旨在建设一个先进的、开放的、灵活的、可持续发展的大规模通用试验平台，满足“十四五”期间国家关于下一代互联网、网络空间安全、天地一体化网络、工业互联网等方向战略性、基础性、前瞻性创新试验与验证需求，以及全社会新技术、新产品与新应用的创新需求，使我国在网络空间国际竞争中掌握主动权。
“CENI是推动国家科学与技术发展的‘国之重器’，是实现重大科技创新、前沿技术引领、颠覆性技术创新的‘国之利器’。”刘韵洁形象地解释道，CENI的布局是一张覆盖全国、辐射全球的“大网”，采用服务定制网络SCN架构搭建，通过自主网络操作系统、白盒交换大规模组网等创新技术，将建成由全国40个城市核心节点、133个边缘节点组成的当前覆盖最广的国家重大科技基础设施，是全球首个基于全新网络架构构建的大规模、多尺度、跨学科的网络试验环境。
“简而言之，CENI弥补了当前互联网的先天性缺陷。”刘韵洁罗列出互联网体系结构在可扩展性、安全性、实时性、移动性、管理性等方面存在的重大技术挑战，面对这些挑战，CENI突破了大网操作系统、确定性网络、多云互联、智驱安全等多项核心技术，可实现大带宽、低时延、低抖动、全局动态路由可定制和优化等功能。记者了解到，目前CENI作为国家综合性研究和公共试验平台，现已具备按需定制服务能力、确定性服务能力、多云互联服务能力、智驱安全防护能力四大关键能力。
刘韵洁表示，“大科学装置对于科研机构、企业甚至大学都很重要，一旦与CENI对接成功，大家即可以通过网络享受试验成果，进行科学研究，为我国创新强国建设提供有力支持。”刘韵洁说到，CENI已与“中国天眼”实现圆满对接和互联互通。“中国天眼”每时每刻都在收集大量数据并传输到北京。原有网络利用率只有40%，使用CENI后，其参数标准提高到90%，传输效率大幅提高。
江苏省未来网络创新研究院常务副院长谭航表示，目前，CENI基础网络建设已进入收尾阶段，首批已通过评审的CENI试验项目也正在有序推进！“CENI还可为面向未来网络相关领域前沿研究及产业引领的高校、科研院所和企业等提供网络试验环境，解决重大科学难题，试验技术成果。”谭航补充道。
眼下，CENI已覆盖南京、北京、深圳、合肥、上海、广州等我国主要大型城市，初步具备“分钟级”按需定制网络能力、“微秒级”确定性保障服务能力、“千万级”大规模多云交换服务能力，可支撑实体经济对网络差异化服务、确定性、低时延的特性需求。而基于CENI搭建的网络创新试验环境，已与国内华为、宝武集团等数十家单位深入合作，在工业互联网、确定性网络、区块链、智驱安全等多个领域内成功开展了一系列创新应用。
打造创新强磁场，
见证“未来已来”
2016年12月，CENI项目建议书正式获得国家发改委批复通过，基于CENI而衍生的未来网络的前沿技术趋势、运营商网络转型与重构、未来网络试验设施建设、未来网络产业与创新应用等重大议题陆续问世。2017年4月，一场盛会也孕育而出，并连续举办五届。
回顾前五届大会——首届大会主议题围绕如何建设CENI；第二届大会在全球率先提出基于CENI的服务定制网络体系架构；第三届大会上，CENI首批12个主干节点正式开通；第四届大会CENI发布全球首个确定性广域网创新试验成果；第五届大会上，全球首个骨干网级可编程交换设备操作系统UniNOS发布……不难看出，五届大会的重磅议题和成果与CENI密切相关。而在第六届未来网络发展大会上，重磅科技成果再次升级，CENI实现全球首个广域确定性网络系统重大突破、全球首个云原生算网操作系统发布。
连续六届举办未来网络发展大会，到底什么是未来网络？刘韵洁认为：“说白了，就是更快捷、更简单、更便宜、更安全的下一代互联网，以用户为中心，让上网的人感觉更好。”
你能想象吗？你和朋友通过全息影像见面，甚至能感受到对方的体温；公司同时控制全国各地的生产基地；医生给千里之外的人做手术；快递小哥用无人机把物品直接送到家……对，这就是未来网络，不远的未来，这些都将成为现实的场景，甚至已有一部分已成为日常生活场景。
“科技网络全球，创新决胜未来！”江苏省未来网络创新研究院有关专家表示，连续举办六届未来网络发展大会，就是要搭建一个国际化交流平台，集聚全球未来网络领域的最优质要素，促进未来网络与人工智能、智能制造、区块链等全球性高端产业的跨界融合，推动“未来网络时代”早日到来。
“从‘定义未来’到‘实现未来’，历届未来网络发展大会持续释放‘盛会效应’，不断见证‘未来已来’。”刘韵洁说，大会将继续变成创新强磁场，树牢中国网络通信技术发展的“风向标”、助力南京打造自主可控产业的“新高地”、服务紫金山实验室当好原始创新的“领头雁”、推动国际顶尖人才和创新资源集聚紫金山科技城的“引力源”、创成全球网络通信领域的年度“群英会”。
互联网下半场，
新的网络架构在布局
谈及未来网络，紫金山实验室是关键节点，有关未来网络一系列世界领先的成果也在这儿孕育、诞生。
2014年12月13日夜，习近平总书记参观了江苏省未来网络创新研究院展区，听取刘韵洁院士关于未来网络建设的汇报。总书记对采用新的未来网络体系架构如何解决网络安全问题非常关注，并提出殷切嘱托。
嘱托在心，责任在肩。在习近平总书记指引下，江苏省、南京市继续组织开展未来网络架构与关键技术研究，组建未来网络、普适通信、内生安全团队，进一步成立了紫金山实验室。自2018年揭牌至今，紫金山实验室有关网络操作系统、毫米波芯片、6G太赫兹无线通信、网络内生安全等前沿关键技术一项项相继出炉。而其中，以新型网络操作系统、毫米波芯片为“命门”技术，正在布局互联网下半场的网络架构。
由于起步较晚，我国在计算机、手机操作系统等领域一直处于相对被动地位，这给网络安全和产业安全带来严峻挑战。随着5G时代的成熟，传统互联网也越来越不能满足5G的历史使命，新的网络架构正在被时代召唤。
“我国在新一代网络架构所需要的大网级网络操作系统已经稳定运行，全球首个确定性骨干网络目前已在全球近400个城市的大规模骨干网中稳定运行5年以上。”刘韵洁谈及眼中互联网的未来这样描述道，“我们需要的带宽（一秒内传输的数据量）和时延（数据从网络的一端传送到另一端所需要的时间）可以个性化定制，网络可以根据个人需求服务，每个人都可拥有自己的网络。”
互联网上半场，中国是追随者。互联网下半场，中国要做引领者。怎样成为引领者？刘韵洁表示，“今年大会我们将发布全球首个广域确定性网络系统重大突破，这个网络在全球范围内首次完成了软硬确定性切片协同、5G确定性端到端组网、华为与新华三异构确定性设备协同编排三大核心技术突破，并基于CENI正式开通了覆盖31个省会城市的广域确定性网络系统。在南京至贵阳往返5000多公里的长距离传输条件下实现20μs的时延抖动，将算力峰值传输速率由传统网络的不足10%提升至目前的90%左右。”
据了解，该指标已达到了数据中心内部无损网络传输水平，解决了“东数西算”八大算力枢纽节点算力传输问题，可实现算力枢纽节点间算力无损传输，支撑国家“东数西算”“碳中和”等重大战略，赋能远程医疗、智能网联汽车、元宇宙等对网络质量要求极高的重大数字经济应用领域。此外，科研团队正在针对实体经济进行新的互联网架构布局，包括交换设备的透明化、开放化、网络安全等领域。
