多模态网络环境理论研究与工程技术实践.pdf

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1、国家数字交换系统工程技术研究中心（NDSC）嵩山实验室、之江实验室、紫金山实验室 2024.04.18 能源网络创新论坛 网络体制或转发模式发展“究竟是否存在未来网络？”网络架构或网络体制研究者的困境-期待有理论指导下的实践“过河过河”想法很明确，前几块想法很明确，前几块“石头石头”既能看得见也能踏得上，然而始终为后续的既能看得见也能踏得上，然而始终为后续的“石头石头”能否摸得到或看得见担忧，更为如此这般究竟能否踏上能否摸得到或看得见担忧，更为如此这般究竟能否踏上“未来网络未来网络”彼岸问题而忐忑不安！彼岸问题而忐忑不安！2范式概念与理论3 范式（paradigm）的与概念与理论是美国著名科学

2、哲学家托马斯库恩在1962年的一篇长篇论文中首次提出，并在随后出版的科学革命的结构一书中作了系统阐述。库恩在书中的最重要贡献之一就在于：一个关于“范式”的结构，从而发现了“科学革命的结构”。他从科学史的视角探讨常规科学和科学革命的本质，第一次提出了范式理论以及不可通约性、学术共同体等概念，提出了革命是世界观的转变之观点。指出：范式从本质上讲是一种理论体系、理论框架，在该框架内的理论、法则、定律具有普适性，是开展科学研究、建立科学体系、运用科学思想的坐标、参照系和基本方式。范式通常由三部分组成：思维视角、方法论和实践规范 总结既往发展经验“建构一个关于范式的结构”网络体制发展第一范式：以网络业务

3、为中心思维视角：网络即业务，业务由网络提供网络即业务，业务由网络提供；方法论：不同种类业务采用不同架构网络，不同种类业务采用不同架构网络，或基于定义明确的多媒体业务设计综合业务网络（或基于定义明确的多媒体业务设计综合业务网络（ATM）；）；实践规范:用多种网络分别提供电话或电报或电视等业务，用多种网络分别提供电话或电报或电视等业务，或用五种帧结构（或用五种帧结构（AAL1AAL15 5）承载四类业务（）承载四类业务（ATMATM）存在的天花板问题：网络与业务强绑定，严重制约业务的可扩展性4总结既往发展经验“建构一个关于范式的结构”网络体制发展第二范式：以业务数据透明转发为中心思维视角：网络只是

4、负责业务数据转发，思维视角：网络只是负责业务数据转发，不关心数据表达的业务是什么；不关心数据表达的业务是什么；方法论：网络与业务解耦，网络使用者成为业务创新与运营主体（互联网模式）；网络与业务解耦，网络使用者成为业务创新与运营主体（互联网模式）；控制与转发分离，数据转发模式可编程（控制与转发分离，数据转发模式可编程（SDN）；）；实践规范:去中心化控制、提供去中心化控制、提供“尽力而为尽力而为”的数据转发服务（的数据转发服务（IPIP），），控制平面通过下发流表方式管控数据转发平面（控制平面通过下发流表方式管控数据转发平面（SDN）。）。存在的天花板问题：网络无法承诺或保证承载业务的质量或性能

5、5 二种发展范式未解的矛盾发展困境：网络与业务紧耦合不行，业务与转发松耦合也不行，未来网络发展出路在哪里？核心问题：网络与应用场景的多样化关系无法用任何的“端到端”转发模式解耦6网络体制或转发模式理论研究空间与要素（文氏图表达）服务质量承诺服务质量承诺Service level Agreement复用性复用性Multiplexity多样性多样性Variousness经济性包容性有效性 Scalability一个成功的网络体制或转发模式在可扩展性前提下，离不开经济性、有效性和包容性三个基本要素 SMV完备交集：完备交集：SV、MV、SM、SMV子集的集合子集的集合可扩展性又可理解为：“资源受限或

6、发展不确定性条件下的进化或适应能力”8提出网络发展范式“不可能三角”通用解构模型，证明SMV困境定理当扩展性为全生命周期当扩展性为全生命周期全维全维变量时，可用资源、业务特征、业务分布等都是时间的函数，变量时，可用资源、业务特征、业务分布等都是时间的函数，任何单一的、静态的、确定的任何单一的、静态的、确定的网络体制或转发模式无法适应业务及应用场景演进变革要求。网络体制或转发模式无法适应业务及应用场景演进变革要求。引理1：任何单一网络体制或转发模式，若能够同时达到S与M的最优能力，则必然舍弃对于V最优的追求。引理2：任何单一网络体制或转发模式，若能够同时达到S与V的最优能力，则M必然不能达到最优