中国工程院院士邬江兴：未来网络之憧憬——情景网络

ZD至顶网网络频道 12月10日 南京报道：2015年12月10-11日，由中国工程院、中国南京市政府共同主办，江苏省未来网络创新研究院（FNII）与下一代互联网工程中心（BII）承办，备受瞩目的2015中国未来网络发展与创新论坛（2015.chinasdn.org）在南京召开。

中国工程院院士国家数字交换技术信息系统主任邬江兴

来自中国工程院院士国家数字交换技术信息系统主任邬江兴在大会中为大家到来了未来网络之憧憬——情景网络的主题演讲。邬江兴讲到，我有相当一段时间回归计算机去搞高效能计算机，刚刚李国杰院士讲的很好，就有一个体会，我当时做承重交换机的时候我并不知道那是什么，后来用计算机实现这个功能，后来还是一个创新。我用情景网络这么一个新概念，我在想未来网络的网络动力学应该是什么情况。刚刚李院士讲是控制，控制和协调将是未来网络很重要的一个内涵，那么我们把它归为网络的一个动力学的问题。

那么我们知道未来网络面临一个设计困境，以前的网络都是基于设计模型的准则，比如说传统的设计网，我们基于语音业务、话音业务，通过这样的业务分布服从于爱尔兰分布，所以我们构建五级体制的网络，有很好的效率一般75%、85%，工作的很好。我们可以根据业务模型设计网络结构。那么到了互联网时代，我们为了传递数据文件，我们采用了分组交换的模式承载数据业务，承载的方式数据来讲都是非实时的，我们知道尽力而为就可以了，这个当初这两个准则都是合适的。

那么现在的问题来了，自从2000年提出ANYTHING OIP，现在并不关心业务本身的网络模型是什么已经很多了。那么通信主体多元化了，不再是人和人，人和机，机和机，D2D，M2M，我们可以看一下98年99年互联网大发展以后，这个业务发展简直是不可思议。那么在这种情况下，我们把ANYTHING OIP网络上是什么分布呢？大家都想看一下是什么规律，然后这个规律是可以成为我们设计高效网络的准则，做了大量的研究，结果发现创立一个这样的模型就像建立统计学的理论一样非常困难，业务分布模型的不确定就导致一系列问题，灵活性差、业务慢、运行效率低、体验差等等，也就是说由于业务分布模型方面，我们并没有定性和定量的结果，也使我们很难构建与之匹配的网络架构，用无业务模型的尽力而为的准则，在多业务环境下我们认为是无业务模型的，导致单一架构下的互联网必然会产生现在上述看到的所有问题，这个是不奇怪的。

那么在这样的情况下我们可以看到，这中间的一个核心的问题是什么，我感觉到业务模型不确定性就导致我们必然要求网络架构要有柔性化，哲学的观点是不确定的问题要用不确定的方法对付。我们并不知道未来还会有一些什么样的业务。但是有一点是肯定的，网络结构柔性化成为了必然选择，我们正在做的努力，比如说SDN、NFV等这些柔性化的技术，也只是试图解决网络架构刚性化的问题。就好比说这个魔方，但是如何来玩这个魔方又是另外一回事，就是控制与协同的问题。即使有了SDN，即使有了NFV仍然有全网的控制问题，仍然有协同问题，网络动力性的问题我们没有解决，我们造出了魔方但是我们不会玩魔方。

什么是情景拟合？

情景拟合的思想，什么是情景拟合？反正是宏观的不确定性它总是在暂态的稳定性。在我们日常生活和自然界，宏观是不确定的，但是承载了很多暂态稳定性。比如说之前网络界大量的研究网络模型，业务模型想刻划出一个模型来用于指导我们的实践，网络业务的统计特性、周期性、突发性、多尺度用了很多的词描述，都是认为好像是这个好像是那个，现有的共识是我们现在仍然无法来创建统一模型，刻划网络分布的统一性。就放弃了这样的努力，不可能构建这个东西。那么有什么解决思路？有一个思路就是搞网络测量，通过感知来决定行动，用反馈的方法来实现控制。所以我感觉到解决的思路是业务分布虽然在宏观上不确定，但是往往是可为的，所以任何复杂分布我们都可以拟合，在数学上可以拟合的方法，我们可以用简单有限的模型拟合逼近它。所以我们说用有限分布模型拟合逼近的片段我们称之为情景，情景具有暂态稳定性。我们以无线信道估计为启示，无线信道是事变随参信道，信道随时间空间地点变化，无法简单利用，我们实践表明实践随参信道，将无线信道上的在时间上划分为由众多暂态的片断构成的通信序列，这些片断往往都不相同，都是拟合逼近的片断，我们再对每个片断经过信道估计以后提取当前的参数实现最佳接收，使识辨信道成为可能。无线通信的方法给我们一个启迪就是信道化，也就是说我收到一帧帧同步，以便收到帧不同的参数估计接受本帧余下的信息，下一帧又重新估计，这个我们看到动态对动态构建识辨信道的利用率。于是情景拟合的想法提出来。采用数学拟合的逐段逼近方法由暂态情景驱动柔性网络，以逐段拟合方法实现全时段网络服务化。

我们想象未来网络我们有一个憧憬，就是它应该是一个情景网络。什么是情景网络？就是如何来实现全网范围的情景网络，如何通过节点自主的拟合行为来面向局部网络也能进行情景拟合，使得全网范围内的情景拟合，能通过个体加上通信图谱达到通信企图的全网通信。再是控制还是人介入，没有办法自动介入，你的评判标准是什么？我们造出了魔方不会玩魔方的问题仍然没有解决，这里想如何从个体情景拟合实现全网的拟合。在这样的想法下生物界有一个启迪，沙丁鱼的群居，通过感知水流温度以及邻居的状态信息，通过个体自主的变化，最终使得群体的形态发生适应性的变化。那么即使是遭受危险的时候，能够形成大规模群体性的群集运动，只是在个体变化和感受相邻就可以实现大规模甚至是面向不同威胁的有序的聚集运动。我们再看一个东西椋鸟，有一些雏鸟这些鸟可能并没有迁徙的经验，个体通过相邻行动就可以引导整个鸟群进行运动，当然自然界还有很多，小马群都是在大草原上很壮观的一幕，他们怎么解决问题的，他们在处理问题、解决问题能力跟我们人是不能比的，为什么可以达成这样的效果，这恰恰是未来网络怎么才能达成这样的效果，否则还是通过人工配的话，也是达不到这种效果的。

那么在这样的情况下，我们把它归纳一下，就是通过这些启示我们感觉到全网情景拟合本质是群集行为的涌现，群体内相邻个体的信息交互并自主变化，就能实现群体形态的有序变化，即便是个体资源是有限的，一只蚂蚁、一只沙丁鱼，群体依然可以全局有序的收敛，并不会出现撞击、踩踏事件。那么为了实现全网的情景拟合收敛，也就是群体有序合作行为，我们要设计情景的邻域继承机制。我们注意到北京理工大学陈杰教授团队有很重要的成果，他这里面有两个观点，他证明了群体系统在结构上具有个体的动态加上通信拓扑的特点，加上信息的传感一旦关联特性变化，群体结构就会发生变化。第二群体系统的动力性是由简单个体的规则和局部信息产生的，群体行为是所有个体通过关联和合作和涌现的自主行动。其实控制没有那么难，就是我们在造神，就是在难度之神，实际上自然界给我们的启迪不是这样的，是可以通过有限的处理资源和有限的传输通信资源就可以构成有序关系。

情景网络是由情景驱动柔性网络产生相应的变化，通过继承机制实现全网情景拟合以优化网络服务。所以我不太赞成基于SDN的概念，未来经营者不可控，对象不可控，何谈集中控制呢？我认为这种准则是符合自然界的准则，所以情景网络的基本原理是通过节点情景拟合行为以及相邻节点的情景交互实现全网拟合收敛，我们把简单问题复杂化，这是人类最大的缺陷。

最后，邬江兴讲到，未来网络是具有情景网络的性质，就像沙丁鱼一样无论是碰到攻击都可以保持群体，群体里面有老鱼幼鱼，然而群体维护了他们的发展，我们说SDNNFV都是在玩魔方，如何实现魔方实现动力性的创新，还有待于我们做更深入的研究。