“下一代互联网络技术与应用”专刊序言

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周旭中国科学院计算机网络信息中心,北京 100190

Online:2020-08-20
作者简介 About authors

周旭,中国科学院计算机网络信息中心,博士,研究员,先进网络技术与应用发展部主任。“下一代互联网络技术与应用”专刊特邀执行主编。主要研究方向为未来网络架构、5G、边缘计算等。

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周旭. “下一代互联网络技术与应用”专刊序言. 数据与计算发展前沿[J], 2020, 2(4): 1-2 doi:

互联网是人类社会重要的信息基础设施,对经济社会发展和国家安全具有战略意义。随着全球技术变革不断加快,经济和社会的不断发展,互联网发展及其应用水平不断提高,领域也得到不断拓展。中国工程院院士刘韵洁曾提到,“未来网络作为战略新兴产业的重要发展方向,预计在2030年将支撑万亿级、人机物、全时空、安全、智能的连接与服务。”^[1] 关于加快我国下一代互联网及未来网络发展的工作受到国家层面的高度重视和大力支持,设立了包括国家重点研发计划“基于全维可定义的新型网络体系架构和关键技术”（“宽带通信和新型网络”2018YFB1800100）、国家重点研发计划“支撑5GB5G巨连接大流量低时延快速演进的新型网络技术研究与试验”（2019YFB1802800）等多个重点专项建设项目,并取得了阶段性成果。基于此,《数据与计算发展前沿》组织发表了“下一代互联网络技术与应用”专刊,共计 15 篇论文,收录了展示我国下一代互联网络技术的前沿发展态势和创新技术及应用成果等方面的高水平研究论文。

本专刊旨在梳理总结下一代互联网络技术的发展规律与未来趋势,提供同类项目进行战略规划和决策参考。本期出版专刊中的7篇论文,是为专刊下辑,这 7 篇论文分别从软件定义网络、边缘计算、5G应用等方面阐述下一代互联网络领域的发展现状。

其中, 周旭等在《融合边缘计算的新型科研云服务架构》一文中重点分析了数据驱动的科研范式的发展趋势给网络与计算带来的挑战,以及科学计算场景下对边缘计算的具体需求,同时给出国内外对于边缘计算的研究进展。在此基础上,提出一种融合边缘计算的新型科研云服务架构,阐述该架构的基本功能,并给出相关典型应用场景与服务能力。该架构能够满足科学计算在数据传输优化、虚拟组网、5G融合接入、边云协同算力网络和边缘云科研应用服务等多场景需求。基于计算存储网络融合路线,整合边缘计算、5G网络、人工智能、网络虚拟化等技术,将能够形成异构融合、云边协同的新型云服务网络架构。^[2]

高志鹏等在《边缘智能：人工智能向边缘分布式拓展的新触》一文中介绍了边缘智能的起源与概念,梳理了边缘智能的研究趋势与发展动态,然后归纳了目前存在的三种主要矛盾,最后概括了当前针对边缘智能矛盾的四个研究方向,并列举了典型的边缘智能场景。作为正处于技术储备阶段的新型技术,边缘智能的发展多数由产业驱动,学术界缺乏对其标准化、一体化的研究思路,暂时无法论述未来的发展。尽管处于发展初期,边缘智能在未来将成为智能产业发展的催化剂,促进整个工业体系的升级转型。^[3]

虞红芳等在《一种灵活精确的SDN交换机南向协议性能测试系统》一文中给出一种灵活精确的SDN交换机南向协议性能测试系统,采用软硬件结合的架构保证了系统良好的可扩展性、灵活的流量构造能力以及纳秒级的时间测量精度。基于FAST架构,本文以OpenFlow协议为例实现了灵活精确的SDN交换机南向协议性能测试系统,并针对新华三交换机进行了一系列OpenFlow协议性能测试。文章中所提出的方案仅适用于单个交换机无加密南向协议的性能测试,针对SDN交换机集群性能测试所需的场景模拟以及加密南向协议的解密突破仍需进一步探索。通过针对新华三交换机进行了OpenFlow流表性能测试,客观地评价了该交换机的实际性能,验证了本测试系统的可用性。^[4]

徐雷等在《5G网络切片管理系统及运营商行业实践探讨》一文中提出一种5G网络切片管理系统,阐述其功能架构并进行分析,同时对切片热点情报进行整理与分析。通过5G网络切片管理系统的研究工作,在运营商5G网络切片商用落地阶段,从架构、功能、业务开展多等方面提供参考性选型建议。^[5]

雷波等在《CPN：一种计算/网络资源联合优化方案探讨》一文中给出一种计算/网络资源联合优化方案：算力网络（Computing Power Network,CPN）,阐述基于CPN的实验验证平台的整体架构,并给出了相关关键技术以及典型应用示例。CPN将计算资源信息与网络资源信息有机关联在一起,能够针对客户需求提供联合优化方案以及组织相应的资源调度工作。计算/网络资源联合优化涉及多个领域的研究,CPN作为一种新型解决方案,还面临很多的挑战,需要根据业务需求与商业模式的发展,不断地完善和发展。^[6]

李薰春等在《5G网络音视频传输标准概述》一文中通过对3GPP标准进行研究,梳理介绍了基于5G系统的流媒体通用服务架构、5G媒体分发系统和其中需要进一步研究的问题。3GPP的编解码和媒体工作组针对5G中的流媒体系统架构、协议、编解码、格式等提出了相关的技术规范和技术报告,对于运营商或者服务提供商在5G中部署流媒体传输具备指导意义。3GPP关于媒体传输的标准很多,而且在不断的发展,受限于参照的标准数量,无法全面详细描述所有媒体形式的传输架构。5G音视频传输标准的研究对于提高网络音视频传输的体验质量有重要意义,有必要紧跟3GPP标准,结合运营商和服务提供商的具体情况实现部署。^[7]

李铭轩等在《面向算力网络的边缘资源调度解决方案研究》一文中从算力网络架构出发,基于云原生的资源调度机制,阐述了轻量化、多集群的分级边缘资源调度方案。基于轻量级的云原生平台,实现了面向算力网络的前端海量边缘设备的统一纳管,并且能够在多种架构的嵌入式平台进行部署。作为面向算力网络整体技术架构,“云、边、端”中前端设备的统一资源调度平台,如何实现云边协同、人工智能算法等在前端嵌入式集群中的实现和部署,使其前端设备更具自主性是其下一步需要解决的重要问题。面向算力网络的前端嵌入式资源调度方案可以广泛应用于物联网、车联网、智慧城市等领域,进一步实现前端设备的自主处理能力,解决我国智能产业领域创新能力和支撑不足等现实问题。^[8]

本专刊由中国科学院计算机网络信息中心周旭研究员指导推进。希望该专刊的出版能够起到“抛砖引玉”的作用,吸引更多力量发展下一代互联网络的技术与应用,以期为国家互联网领域战略性新兴产业的相关规划及政策制定提供决策参考。