□ 本报记者 蔡姝雯 实习生 冯煜雯
奔向未来网络的通道已经打开。
回顾历届未来网络发展大会上刷新的一个又一个“创新海拔”,我们看到,一系列关于未来网络的设想、架构正在走向现实。
未来网络、普适通信、内生安全“三剑客”的重磅创新成果,正引领我们走向未来网络“新世界”。
未来网络“新信号” 定制化、确定性、多云交换
“未来网络代表着网络信息技术的演进方向,关联着千家万户的未来生活,并蕴藏着引领新一代信息技术产业跨越发展的动力源泉。”2017年,首届未来网络发展大会作出这样的“预言”。
此后,每年的大会上,都会出现这样一个关键词:未来网络试验设施。
2018年,国家重大科技基础设施——未来网络试验设施项目在南京启动,我国未来网络就此迈向新征程;
2019年,未来网络试验设施(CENI)在我国12个城市主干节点正式开通,成为全球领先的基于全新架构构建的大规模、多尺度、跨学科试验环境;
2020年,依托CENI开展全球首个确定性广域网创新试验;
2021年,“未来网络实验设施多云平台”正式开通;19家单位共同启动“未来网络国家重大科技基础设施(CENI)开放合作”,标志着未来网络试验设施正式对外提供试验服务!
经过多年建设,未来网络试验设施(CENI)已初具“分钟级”按需定制网络能力、“微秒级”确定性抖动保障服务能力、“千万级”大规模多云交换服务能力,这张覆盖全国的“大网”,正通过自主网络操作系统解决传统网络难以解决的技术瓶颈。
与此同时,历届大会也向我们释放出越来越强烈的信号——“定制化、确定性、多云交换”的智能网络正在到来!
“和人一样,网络也需要大脑,这就是网络操作系统。”第三届大会上,中国工程院院士、紫金山实验室主任刘韵洁发布“全球首个大网级网络操作系统——CNOS”,该操作系统能实现对网络的核心设备自由调配、智能管控,确保网络低时延、可定制等。
第四届大会上发布的“全球首个确定性广域网创新试验”成果,则构建了覆盖北京、南京、上海、郑州、武汉、合肥等13个核心节点的大规模测试环境,可以满足未来工业自动化、工业遥操作、全息通信、车路协同等业务微秒级时延抖动保障需求,投入应用后,真正的“无人工厂”将从梦想照进现实。
“随着互联网与实体经济的融合,开放可编程交换设备操作系统正逐步成为未来网络的‘新基座’。”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”发布,刘韵洁介绍,该操作系统允许第三方通过开放接口增加自己需要的功能或者是协议,不仅与硬件设备解耦,还与芯片解耦,支持多种异构国内外芯片。不光如此,它的应用范围广泛,还支持广域网、城域网、接入网和数据中心。该系统已在南京、苏州、上海、镇江、常州、无锡、扬州、泰州、南通等9座城市,PB级算力数据中心的大规模测试环境得到应用实践,证明了其先进性和可用性。
从5G向6G演进 技术突破不断冲上浪尖
5G、B5G、6G……不断推动技术演进、优化,为社会生活的方方面面提供无卡顿、更流畅的网络“冲浪”,科学家们正在移动通信技术赛道中冲上一个又一个浪尖。
2020年,在第四届未来网络发展大会上,“数据驱动的B5G网络智能开放平台”正式开通,《6G研究白皮书》同期发布。此次发布的B5G智能通信成果,首次实现了从商业级独立组网的5G网络进行数据实时采集、高效存储、快速分析和有效增广,实时驱动网络,根据信道环境和应用需求进行自优化,构成了包含数据运行和智能优化的网络智能完整体系开放平台。相较于5G,该成果在高清视频传输、无人机通信、机器人通信等典型应用场景中能够显著提升传输速率、扩大容量、降低时延等性能。平台试验专网部分对推动B5G、6G智能通信发展具有重大意义。《6G研究白皮书》则系统全面地论述了未来网络科研和产业生态的最新发展情况以及6G的战略布局。
如今,5G已经走进我们的日常生活。但是5G系统非常复杂,应用场景千差万别,给网络优化和运维带来巨大挑战。
如果5G网络出现性能缺陷,如何进行性能定位与准确追踪?紫金山实验室联合东南大学研究团队开启“紫金云踪”科研项目,历经3年时间研发出全球首个“5G网络数据采析体系与性能追踪系统”,在2021年的第五届未来网络发展大会上重磅发布。
“我们的目标是深入到5G的网络内部,对能够反映5G网络特征的关键数据进行采集和分析,并针对不同的5G应用场景,拿出不同的采集、分析方案,精准排除干扰、缺陷,优化、提升各场景下的5G性能。”紫金山实验室副主任兼首席科学家尤肖虎教授告诉记者,这些说起来容易,做起来难。5G数据不像图像一样直观,挖掘起来非常困难。团队先建立了完备的数据采集与分级体系,再建立起特征数据体系,从而构建了一个完整的5G网络性能采集与性能追踪验证系统,这个系统包含80多个基站以及100多个终端,实现对整个网络性能精准分析和定位。目前,系统已在中国移动、新华三、中科院计算所等多家单位推广应用,并上线紫金山实验室5G网络真实数据开放平台。
第五届大会上,还发布了《区块链赋能6G移动通信白皮书》。白皮书指出,区块链将为建立可信任的6G开辟新方向,并首次提出了面向6G移动通信的区块链无线接入网框架,以及基于区块链的6G移动通信系统结构,旨在实现区块链与移动通信的创新深度融合,打破“人—机—物—网”之间的信任壁垒,提升无线网络效率与安全性。
开展颠覆式创新 筑牢网络安全“生命线”
开展“强网”拟态防御国际精英挑战赛,开通全球首个网络内生安全试验场……历届未来网络发展大会高度关注国家网络空间安全战略发展,通过颠覆式创新,筑牢网络安全防线、夯实网络强国根基。
拟态防御,是由中国工程院院士邬江兴提出并主导研究的网络安全创新技术。为检验该技术的内生安全能力,2018年大会期间,首届“强网”拟态防御国际精英挑战赛激烈开展。挑战赛以邬江兴院士的最新科研成果做靶标,邀请国内外白帽黑客战队来攻击,同场竞技攻坚闯关。经过两天半激烈角逐,在22支顶尖战队的高强度攻击下,4款拟态防御设备成功封堵了所有攻击尝试,没有任何战队突破拟态防御,放开了管理员权限后,选手可随意注入后门,依然没有任何战队完整突破拟态防御。
2019年大会期间,我国自主研发的全球首个网络内生安全试验场(下称“试验场”)正式开通,并宣布面向全球开展永久在线的先进防御技术众测。
与此同时,第二届“强网”拟态防御国际精英挑战赛升级难度,邀请国内外近30支精英白帽黑客战队,对试验场进行挑战。挑战赛采用“黑盒”加“白盒”安全测试、外部突破与注入攻击同步挑战的新模式,对拟态防御的安全性和可靠性进行全方位、高强度的安全检验。各战队对我国拟态防御网络设备展开了290余万次攻击测试,无一次成功得手。这充分证明了该设备能够独立且有效地抵御基于未知漏洞、后门等的不确定威胁,证明了拟态防御技术的内生安全属性。
邬江兴院士表示,拟态防御能够实现网络信息系统或控制装置的安全可控,且具有普适应用意义,其必将为消除信息领域安全壁垒,维护网信领域全球开放产业链、供应链的格局提供坚实技术支撑,为实现网络空间互联互通、共享共治,构建网络空间命运共同体提供坚实的技术支撑。