《网络2030的新服务和新能力》摘译

为满足未来新型应用对网络服务的新需求，国际电联的电信尺度部（ITU-T）于2018年建立了2030网络焦点组（FG NET-2030），研究面向2030年及以后的未来网络架构、需求、用例和网络功效。2019年10月，该组公布了《网络2030的新服务和新能力》陈诉。在最新一期赛迪译丛中，赛迪智库无线电治理研究所对该陈诉举行了编译。

陈诉界说了网络2030服务相关的专业术语和整体驱动因素，进一步形貌了多种新型网络服务的驱动因素，分析了各种新服务和新功效的性能目的和需求，并指出了现有网络服务技术与新型网络服务技术之间存在的差距。驱动因素网络2030服务的主要驱动因素包罗以下几个方面：① 工业和机械人自动化；② 全息媒体和多媒体技术；③ 自动化和关键基础设施；④ 应用法式及其需求的多样性；⑤ 服务问责机制的要求；⑥ 区分差别水平的失真容限。网络2030基本服务实时和准时服务1驱动因素网络2030服务需要遵循严格的可量化时延目的，即支持“高精度”通信服务。以触觉类应用为例，为保证往返控制环路能够使在不到10毫秒的时间内转达反馈，触觉应用要求端到端网络时延上限为5毫秒。

如果不能满足这么短的时延保证，不仅用户的体验质量会下降，应用自己也可能会变得毫无意义。2服务概述网络2030服务中的时延高精度是指数据包交付具有准确的时延。在交付时对数据包的时延设定了上下限的服务称为“实时” 和“准时”服务。实时服务确保以不凌驾所要求时延的方式交付数据包，服务可以在时延期限之前的任何时间送达数据包。

典型应用是支持缓冲功效的多媒体应用。准时服务确保数据包在特定的时间规模内被送达，即同时具有最大时延和最小时延限制。

实时服务可被视为准时服务的一种特殊情况。3现有差距网络2030服务需要解决的差距涉及支持时延目的的能力，这些目的已被准确量化为服务请求的一部门。现有的网络体系结构，如互联网服务质量（QoS）体系结构、时间敏感网络（TSN）、确定性网络体系结构（DetNet）等，都不足以满足网络2030服务对时延目的的要求。协调通信服务1驱动因素为了应对网络中通报路径的异构性，实现完全同步的运行，网络服务需要某种机制能够同时向各方提供所需信息。

2服务概述网络2030服务中的协调通信服务将凭据应用的时间、顺序或应用界说属性等相互依赖的约束条件，在多个数据流之间举行协作。支持协调通信服务的网络需要明确跨越多个流的种种依赖性或约束条件，并凭据这些约束条件聚合多个流的数据，进而出现给一个或多个用户。3现有差距对协调服务的要求比力庞大。

如果完全留给应用来协和谐治理流会导致端点的肩负过大，端点缓冲区和内存受限也会导致无法完成多个流之间的协调。此外，网络内部的动态变化给应用治理端点的协调服务带来了更多难题。现有的基于服务器的协调一般接纳存储转发模式，路径带宽效率低下，内容的宁静性也受到质疑。

网络中的群组通信由组播路由器（PIM协议）以努力而为的方式举行支持，该协议既不携带任何依赖关系的信息，也不主动举行协调。定性通信服务1驱动因素随着网络带宽越来越高，网络服务倾向于用更大的数据包来提供线速数据传输。因此，重传的数据量将比已往更大。

然而“事情保留”原则认为系统应尽可能只执行一次事情并保留效果，以制止多次重复相同的处置惩罚步骤。因此，数据包某一部门的错误或丢失不应该影响已经吸收到的部门。为了保持这类应用的流通和实时通信，需要接纳新的网络数据传输方案。

2服务概述定性通信服务致力于解决可靠传输协议的时延和事情保留问题。定性通信服务允许发送方按相对优先级对数据包中的有效载荷举行分组，然后允许网络在需要时选择性地抛弃优先级较低的部门。支持定性通信服务的网络需要具备区分用户有效载荷各部门以及各部门优先级的能力，同时允许转发节点、吸收节点设备抛弃优先级较低的部门。网络2030定性通信服务是对整个数据包丢失的一项实质性革新，它可以使数据包中的部门内容实时地交付，进而实现更精致的带宽调治，从而解决拥塞和数据包损坏的问题。

3现有差距现有的传输解决方案仅在完整的数据包上运行，并使用重传机制来应对由于拥塞或链路错误导致的数据丢失，在较大的颗粒度上维护流的完整性。网络2030综合服务触觉通信服务1驱动因素触觉互联网将对涉及触觉的远程基础设施和设备举行实时监视、治理和控制。触觉通信将与远程医疗、在线沉醉式游戏、远程协作等应用融合，配合组成工业4.0的主干应用领域。

触觉互联网将为触觉通信提供一种实时转达触觉和动觉的前言，为用户提供真正的身临其境的操控感。2服务概述触觉通信服务都需要网络具有极低的时延。人脑对差别的感受输入具有差别的反映时间，一般是触觉1ms、视觉10ms、音频100ms。

从人类操作执行器到提供触觉反馈的往返时间约莫为5毫秒或更短。如果凌驾这个时间，这种服务就没有任何意义了。

触觉通信服务通常涉及以下信道： • 触觉反馈信道将触觉数据从一个或多个远程触觉传感器 （如机械手臂中的传感器）通报到触觉执行器（如数据手 套），进而将触觉通报给用户 • 控制信道用于操作远程执行器（如机械手臂） • 远程位臵的实时视觉馈送（如高分辨率视频、VR、全息图） • 远程位臵的实时音频馈送 • 远程位臵的实时遥测馈送3现有差距当前存在的主要差距涉及网络以足够低的时延来支持基本服务来实现触觉反馈信道的能力，以及通过极低的丢失率到达较高可靠性的触觉应用的能力，即缺少满足性能的网络2030基本服务。此外，跨更大的网络和更辽阔的地理区域的触觉通信会因信号传输无法凌驾光速而受到距离方面的限制。全息通信服务1驱动因素作为用户与盘算机系统举行交互的一种方式，全息图早已进入了人类的想象。

随着全息显示技术取得了长足的进步，全息应用正逐渐成为现实。例如，全息集会将远程参会者的全息图投影到当地集会室中。技术人员能够与位于远程位臵的物品或设备的全息伪像举行交互。

此外，沉醉式娱乐、游戏、体育等都是很好的全息通信用例。2服务概述全息通信网络是用于传输包罗全息数据（即可用于渲染全息图像的数据）的流。全息通信服务一般包罗以下信道：• 全息数据信道承载具有严格的时延要求的流，某些信道可能具有差别的服务质量要求。• 附加信道指示如何合成来自多个全息数据信道的图像。

• 反向信道指示如何凭据用户视角的转移来控制部门全息图像的泛起和消失。3现有差距当前存在的主要差距为网络以足够低的时延和足够高的带宽来支持基本服务，从而实现全息数据交付的能力，即缺少满足性能的网络2030基本服务。

此外，现有技术尚不支持聚合带宽（一组流之间共享带宽并动态分配带宽的技术）。未来网络服务的其他方面除了支持上述新服务外，未来的网络2030服务还要有能力满足以下方面的一些要求。1服务接口网络2030服务接口将接纳演进的方式生长，以便连续支持包罗套接字在内的众所周知的种种接口。而网络服务接口也将需要思量新的网络服务参数。

2可编程性和灵活的开发周期网络2030需要新的网络编程模型和可编程网络硬件的支持，其网络可编程性将越发进步，开发周期将越发灵活，从“开发—运营”模式转变为“流 —运营”模式，即网络在流量级别上的动态可编程模式。3可治理性为了能够提供和运营网络2030服务，网络需要在以下两个可治理性方面有所进步：一是确保网络2030能提供高精度服务的可治理性。

二是确保网络2030大规模运营的可治理性。4宁静性除传统的IP网络宁静机制外，网络2030服务还需要其他网络宁静机制的掩护。从网络的角度来看，网络信息宁静涉及验证数据由网络所交付的服务可能对时延敏感，因此必须开发高效的授权和完整性掩护机制以满足网络高速传输的性能。与此同时，新的网络宁静机制不应显著增加数据包的巨细。

上述问题的一种解决方案是设计同态加密形式，在不袒露任何数据内容的情况下，以隐私掩护的方式对加密的数据包头和信道数据包执行网络操作。5弹 性网络弹性是指网络系统在面临种种网络故障或网络攻击时，能够继续提供和维持可接受的网络服务水平的能力。网络弹性主要通过以下几种方法提供：一是逻辑和物理网络实体的冗余和多样性。从主实体到备用实体的切换必须很是快，约莫微秒甚至更少。

二是使用网络协议来提供快速重新收敛，并在发生网络故障事件之后维持现有网络毗连的可用性。三是通过数据包复制、网络编码和纠错来克服数据包丢失。6无损传输对于要求高精度和低时延的任务关键型应用而言，制止数据丢失并实现无损网络传输服务是其重要目的。

只管任何网络服务都无法保证数据零丢失，但应尽可能清除由单个网络设备或链路故障而造成的数据丢失。为实现无损网络传输服务，经常会导致较高的网络成本。

可能的解决方案包罗机械学习和人工智能（AI）等技术。7隐 私网络2030对隐私服务具有以下要求：匿名化、用户数据不透明、宁静存储、流匿名化。可能接纳的一些解决方案：一是通过更强的加密技术，更改数据包花样，使数据包中的信息对窃听者来说不具重要性。

二是制止在网络服务中恒久使用牢固的网络地址，以防止被追踪。三是制定有关PII界说、数据所有者的能力和许可的法例，以进一步弥补现有法例针对隐私的毛病。

四是除传统的有效负载加密手段外，对数据包头使用同态加密形式举行加密，允许以隐私掩护模式执行种种网络操作，而不会袒露数据包头中携带的用户身份信息等元数据8可信度网络2030服务需要一种新的机制来评估和验证种种处置惩罚数据包的网络节点的可信度，以及数据包自己的完整性。可能接纳的一些机制包罗：一是引入可信度评分，依靠网络宁静机制来验证、授权和确保数据包完整性和网络节点的可信度。二是制定针对网络节点超出可信接受规模时的数据处置惩罚规则。9计费和服务交付确认 就所需的服务级别而言，网络2030服务对网络提出了极高的要求。

为验证网络服务提供商答应的服务水平是否兑现，就需要网络计费技术的进步。例如：服务水平的丈量要足够准确，需要提供服务证明（包罗服务水平交付证明）以对网络服务举行计费和收费。新的实用型网络服务统计技术有待进一步掘客。

陈诉中使用的术语举例• 网络服务：由网络提供的服务，使发送方和吸收方能够相互通信和交流信息。• 基本网络服务：基本网络服务是一种在网络系统节点上部署的专用服务，该网络系统节点在两个或多个应用法式系统节点之间通报服务，该服务无法进一步剖析。例如，IP数据包的路由和转发是现有的一项基本网络服务。

• 综合网络服务：通过其他网络服务的组合提供的网络服务， 一般由多个基本服务组成。• 高精度网络服务：对服务质量级别做出明确、严格、精准界说的并提供支持的网络服务。• 流：从数据源到目的地的一组共享通用属性的数据包序列。• 数据流：可以打包数据并映射到一个（或多个）流，以通过网络服务举行通报的应用级此外流。

• 并发流：协调服务中，具有相互依赖关系的一组流。• 成员流：并发流中所包罗的各个流。• 时延：从发送方发送数据包开始（即从数据包的第一位）到吸收方完全吸收到数据包为止（即到数据包的最后一位）所经由的时间。

• 丢失率：在给定时间距离内，流中未到达服务要求的数据包数量与流中包罗的数据包总数的比率。• 服务接口：用户或应用使用网络服务时的毗连的接口。更多内容，请关注民众号“ccid-2014”。

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