北京交通大学教授张宏科:智融标识网络体系与系统

来源:智汇工业

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关键词:智融标识网 互联网技术 工业互联

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      大家下午好,我给大家汇报的是国家工程实验室近年的工作,实际上这个工作大家从题目上看,很多和工业互联网关系不大,但是实际上要从事网络技术研究,特别是你对工业互联网感兴趣,这个名字大家会感觉很有关系。

      我专门从事互联网技术的国家平台,担负着的任务也是光荣而艰巨的,要求成为国内一流,国际先进,因此我带领我的团队30年做了一个事,专门从事新型的网络体系和核心技术的研究,我们做了三代新的网络技术。第一代标识网络,第二代智慧标识网络,我们今天讲的是智融标识网络。

      为什么要做标识网络?一句话大家就明白了,因为工业互联网是物联网对网络技术要求比较苛刻的,比如人和物同行,物和我同行,工业制造是人和物、物和物,工业制造还要管控。我们多年的体会,对于工业互联网的运行一般有三个要素,一个是传感器,一个是某一个行业,还有一个信息网络技术,这三个东西融在一起,工业互联网就能运行和工作了。

      为什么要标识?我们人和物同行,物和物同行,你不给物一个ID号和标识,怎么跟它通?要给它一个标识。我们跟很多物体同行,要解析它,所以标识和解析映射是标识网络的内涵,也是物联网或者工业互联网从机理原理上难以跳出来的。但是机理原理掉了怎么解释,这是技术问题,一旦原因形成,用技术做出来那就是系统。

      所以说,我们做物联网也好,做工业互联网也罢,是标识和标识解析映射,具体怎么映射?这是技术问题,因此,在工业环境下,新网也是这样的概念。为什么要设计智慧标识网络?这也是难以跳出去的,我们现在说的是网络,那么我们人和物同行,物和物同行,现在的静态僵化的智慧性、智能性、感知性很差的网络,怎么满足?显然需求网络有一定的智慧型,按照人的需求去工作。

      因为人有智慧,物和物之间没有智慧这个网络怎么通?智慧标识网络也是从机理原理上走的。我们设计了第一代标识网络,在国内已经有标准了,已经在行业用得比较广了,特别是智慧网络,在工业制造和一些高铁特殊专网上用的比较规模化。我们是针对大网设计的,但是推得比较慢,为此我们又推出了智融,大网上有大的环境、大的流量、大的范围、大的用户,这个新的技术推得比较慢的原因,因为它已经有基础设施了,我们要兼容现有的基础设施,基础设施可以用的就用,不能得到的我们就用新技术,网络的智慧是一个先天的条件。

      为此,全世界都有需求,国家也有需求。原来的技术也有问题,你尽力而为的冲突碰撞的机制,怎么能够满足工业环境下的低延时、高可靠,还要有规模的特点?规模大了以后,现在的网络从原理上就找不到了,那你不设计新的怎么办?所以说这是有挑战的,全世界做也是很正常的。

      总而言之,我带领我们的团队做了几十年,我刚才讲,在工业制造环境下要标识,要解析映射,还要智慧标识网络。我们说大网上也是一样的,为什么要设计标识网络?一套应用、一套标签也就是一套标识一套系统,V4一套,V6一套,V7一套,V8一套,从大网上都是需要的,走了20年了,可以到了规模比较成熟的时候了,智慧网络也是这样的,我们现在的网络是人适配网络,简单地说人是网络绑定的,运营商为我们提供什么服务,我们只能接受。

      但是我们希望网络按照我们的需求提供,应该网络适配我,网络不智慧,它应该按照人的需求去工作,按照人的需求去满足,所以这也是大网运营商商业模式的逐步变化。它的智慧型网络才能满足人,现在的网络可以做到吗?需要新的网络,这也是发展的必然趋势,也很难,只不过是快慢的问题。你要设计一个新的网络,必须对现有的网络非常地明白,一句话,现在的网络IP网,本质上是实现两个IP地址之间的通信,怎么通信?我们的标识网络本质上是两个标识之间的网络通信,原理上也很简单,用户域名解析,现在这个网络有问题很正常,它是尽力而为,怎么能可靠。

      用户断了以后再重新连接?这怎么保持高移动下的低延时高可靠的通信?不可能。小范围的,我们5G说的低延时,5G对大网来说只是基站接入环境,当然,相对来说我认为它好做一点,还是有挑战的,但是它毕竟是接入网的范畴。

      总而言之,要标识,要解析映射。我们思想有了,机理、原理形成了,技术,不同行业可以有不同标识,可以有不同的解析映射,可以形成不同的科学研究产品,满足需求,所以希望大家携起手来做我们自己的实验,做自己的工作。

      我们作为一个新网络,肯定是通信的最少变量,它的主网络原理和工作机理,这就是传统的网络,易攻击欺骗。我们新的网络采用了接入和骨干分离,从原理上要把安全性克服掉,也就证明了邬江兴院士讲的内生支持安全机理性很重要,我们采用那个接入网,采用核心分离的方式,这是非常重要的。把接入和骨干一份力,攻击骨干比较困难,接入网的新技术,因为它比较小,一些新的感知,新的决策,边缘的计算,一些新技术容易在上面引入。这样对于网络来说,这是设计一个主网机理的变化。

      标识网络的原理,移动性、安全性的支持,有一些性能指标,这个也涉及了国际标准。这就是我们说的标识网络,本质上是标识之间的一个网络通信,特例V4、特例V6,我们改一个标识就可以了,一种网络也可以支持,这个设计是一种比较大的改良性的,由现有的网络和应用,又在网络机理和主网机制上变化了以后,内生地支持它的移动性和安全性,所以这个思路是比较成熟的。

      现有的技术,现有的网络只是它的特殊标识,刚才我们讲了,智慧标识为什么智慧?工业物联网、互联网,都需要智慧。这就是我们说的智慧网络现有的体系,现有的架构做到智慧比较慢,原因很清楚。现在的网络,应用和网络层面,应用上面不好,什么样的网络可以支持,没什么呼应,也就是说是一个松耦合。

      这样的话服务质量不可能好,横向的捆绑在一起,网络层面捆绑在一起,它就很难做到对网络的管控能力和实施。就在体系上比较难,为此我们提出了一个,你是紧我让你松,你是松,我让你紧。左边是网络,右边是管控、感知它,让它按照需求去工作,这样的设计原理,这样的网络才能可靠。

      我们在专网上,在高铁上用得很不错,在公网上,比如说高铁上,网络和应用要适配,高铁上外面有三张运营商,4G、3G、2G,用户只能用一张,能不能哪个网好用就用哪个?不能,没有感知网络状态,可以调配网络的资源吗?把刚才的原理和机理抽象成一点,就是一个比较好的应用了。

      如果你光是感知一下的话就无所谓,现有的网络也可以做,你要控制它,让它按照你的想法调动资源,要实时可靠,现在的网络是很难做到的,这是在特殊行业的,因为这个行业的密集型要求比较高,比如说大规模的船,传统的焊机要焊一下,规模的管理了以后,几千台机器可以同时焊,又可以知道焊得怎么样,这对网络的要求特别高。现在虽然说网络角度有很多SDN、NFV的技术,对现在的运营商还是有用的,但是它是对现有网络技术的提升,我们设计这个东西,内生的就有这些好处,而且是综合性的这些好处。所以说,这是我们设计的一些指标。这是我们获奖的情况,这个专利我们已经转让出去了,我不是为了发表一些论文,而是为了把我们的研究成果,在国际上从跟踪到引领,我们在国际上形成一个稳定科学研究的团队,你不能光是国内一流,到了国际也要好,所以定位就是要到国际上,这就是我们讲的智慧标识网络,一句话,工业互联网、物联网、以及我们大网,需要智慧才能满足我们人们的需求。

      从科学研究、从基础研究来说比较好。但是我们发现它比较慢,特殊行业没有问题,没有这个事做不成,但是我们大的运营商里面推得比较慢,慢的原因就是它现在有这么好的基础设施还能用,你要把它推翻的话,你这个东西我感觉比较难。为此我们提出了一个智融,网络要是智慧了以后,它好还继续用,不能达到的,我们新技术加入进去,特别是边缘网技术,完全可以用一些新技术替代,这样是不是好多了?在骨干上慢慢来。这个当然也有体系、机理,我们这么多年的体会,网络首先是体系,体系代表着工作原理和机理,这个好了以后剩下的就是技术了,技术可以有很多技术,根据需求,有的做得很大,有的做得很小,真正有用的东西是技术,做成相应的产品。但是原理上是一个本,我举的这个例子,智融就好理解了。

      大家看,我们现在的用户是接入的范畴,V4、V6的用户可以上网,这个用户变成了专网,这个里面的网,我们边缘的可以感知到中间这个网络哪一个好用,感知到哪一个不好用的,可以满足一些新技术。边缘的接入网就可以用边缘的计算、边缘的存储,边缘的感知,中间的V6、V4,中间的网有很多,我们的用户只是用其中的一个,我知道三大运营商V4、V6都有,那么多网,为什么不能哪一个好用用哪一个?为什么不能汇聚起来?

      我们的运营商要管道化,相当于每一张网自然切片,哪一个好用哪一个。我建一个专网就拿出来一个用户,这对运营商确实是有影响的,这是真正应用的,建一个专网,就拿出来一个用户,你运营商完全是管道化,我还跟你讲价格,你要的价格高了以后我还不用你的,我把边缘抢过来,以后的骨干你肯定会有的。

      运营商的营收一定是下滑的,你努力了就下滑得慢一点,你不努力就下滑得快一点,对他们的影响有多大?慢慢考虑吧,我们在专网上用得不错,我们的工业制造的环境,刚才前面的领导讲得是对的,不同行业对网络要求是不一样的,一些公共性质的网络机制原理和大的东西不会变,但是不同技术实现不同行业,这有区别的。

      工业互联网,只要我们国家投入,企业要做的话,我不知道传感器技术是不是世界一流的,我不知道这个行业制造是不是一流的,但是人看到的网络是最好的。你能保证行业的水平是最好的,你能保证传感器是最好的,我保证你工业制造的环境绝对是全一流的,光有网络一流也不行,你的制造也要一流。比如电焊机,我保证我们的技术给电焊机企业,它肯定是一流的,网络也是一流的,传感器也是一流的,我们要务实,它表面上是网络,但是网络是一个瓶颈,但是不同行业需求不一样,还有不同行业感知也不一样,是结合的产物。


    (审核编辑: 智汇小新)