刘韵洁院士:确定性网络将推动“尽力而为”向“确保所需”技术体系变革

发布时间:2022-08-24 浏览次数:153次 作者:江苏省未来网络创新研究院

8月24日,第六届未来网络发展大会在南京上秦淮国际文化交流中心举办。本届大会由南京市人民政府主办,紫金山实验室、未来网络创新研究院等单位承办,围绕确定性网络、6G通信、算力网络、工业互联网、网络智能等热点话题展开研讨,超过1000位未来网络领域专家、行业代表等参与大会。在高峰论坛上,中国工程院院士、紫金山实验室主任兼首席科学家、未来网络研究院院长刘韵洁发表了《确定性网络将推动“尽力而为”向“确保所需”技术体系变革》主旨演讲。

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刘院士指出,网络业务需求正在发生巨大变化,数字经济成为未来趋势。计算密集型、时延敏感型是数字经济产业互联网时代新型网络业务的两个核心特征。新业务、新需求、新挑战迫切要求网络架构做出变革。

以下是产业互联网时代新型网络四大需求:

一是能源互联网确定性需求

电力系统中控制命令和传感数据对网络传输时延的实时性、确定性、可靠性有严苛的要求,确定性网络可有效解决传输的服务质量问题,实现带宽、路径、时延、抖动的端到端精准可控,满足 “碳中和、碳达峰”应用需求。

二是工业互联网确定性需求

确定性网络赋能工业制造升级已成为大型企业发展的关键,传统“尽力而为”的网络已无法满足新业务200μs以内的时延抖动保障需求。云边端协同“远程控制”已成为了IEC工业控制标准61499、61131体系架构重要变革方向。 

三是算力协同对组网及确定性需求

传统网络中网络、计算、存储等资源分隔式管理,无法实现异构网络/算力资源的高效融合协同,在处理用户请求时存在缺乏感知、难以协调、保障能力弱等问题。确定性网络提供网络差异化、定制化服务能力,可有效解决算力节点与网络的融合协同问题,实现支持算力、存储、数据及应用等资源的集成与有效共享。

四是算力网络需要确定性网络支持

中国已经成为全球数据资源大国,“东数西算”对于优化国家算力资源布局、推动中国数字经济发展意义重大。算力已成为数字经济的核心生产力,算力和网络资源需要统一控制调度,实现资源的最大化、合理化利用。确定性网络是算力网络的基础。

刘院士介绍了目前的主要工作进展。

确保所需”的服务定制网络体系架构:突破面向服务的未来网络体系架构与基础理论,改变传统互联网TCP/IP协议僵化和不可控问题,攻克确定性网络系列核心问题,实现互联网核心技术的自主可控和发展主动权。

 

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广域确定性网络基础理论技术突破:突破大规模广域网络确定性网络技术,实现“微秒级”确定性保障服务能力;面向端到端业务需求,构建5G+TSN+DetNet+MEC的端到端确定性算力网络。

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攻关确定性网络设备与系统:研制了骨干确定性大网控制器、TSN交换机控制器,制定了TSN跨域互联、5G确定性等技术方案,有效推动了确定性网络技术的部署与落地,经中国信通院权威测试,可实现最大时延抖动小于20us。

确定性网络在CENI项目中验证成功:基于未来网络试验设施CENI,在全球率先实现广域确定性网络大规模部署验证;已覆盖省会、计划单列等36个省市,首次实现华为、新华三异构厂家设备的组网。

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基于未来网络试验设施开展跨域算力互联试验:实现AI流量跨往返5000余公里无损传输,面向多算力中心协同需求,基于确定性网络,构建了南京-贵阳往返5000公里试验网,实现RDMA无损流量跨广域传输。

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算力网络控制调度平面技术与系统:研发全球首个云原生算网操作系统,可跨多方算网资源,在广域范围实现应用与流量的按需调度;可跨核心、边缘、端侧实现计算+网络的一体化交付,可为VR/AR、车联网、元宇宙等新型业务提供一站式算网服务。  

基于未来网络试验设施开展各类业务示范:包括首个广域确定性网络试验、云化PLC确定性骨干网试验、5G远程医疗手术试验、广域确定性分布式存储试验、工业机器远程控制业务示范、电机远程协同验证业务示范。

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目前已实现多个应用场景覆盖,例如构建全国确定性算力网络,助力东数西算;服务国家“碳中和”、“碳达峰”战略;服务工业互联网“智改数转”应用等。  

最后,刘院士表示,CENI确定性网络性能测试在70%带宽为确定性业务负载、异构设备组网可实现零丢包,这值得业界高度重视。确定性网络有望解决传统互联网拥塞无序的问题,推动互联网从“尽力而为”到“确保所需”技术体系变革,未来还有很长的路要走。