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未来网络技术与发展趋势综述

2021-02-28黄韬刘江汪硕张晨刘韵洁

通信学报 2021年1期

黄韬,刘江,汪硕,张晨,刘韵洁

(1.北京邮电大学网络与交换国家重点实验室,北京 100876;2.网络通信与安全紫金山实验室,江苏 南京 211111)

1 引言

互联网是人类历史上最重要的基础设施之一。互联网已经从最初的科研型网络发展成消费型网络,目前正在向生产型网络转变,未来网络发展迎来新的机遇。在互联网过去几十年的发展过程中,涌现出一系列优秀的技术和标准,如 TCP(transmission control protocol)/IP(Internet protocol)、OSPF(open shortest path first)、BGP(border gateway protocol)、MPLS(multi-protocol label switching)、IPv6(Internet protocol version 6)、BBR(bottleneck bandwidth and RTT)、QUIC(quick UDP Internet connection)、SDN(software defined network)、NFV(network function virtualization)、VxLAN(visual extensible local area network)等,以及移动通信网络领域的3G/4G/5G 网络相关技术等,这些技术为互联网的发展演进提供了重要支撑,做出了历史性贡献。然而,随着互联网功能从“信息传输”向“产业服务”转变,传统互联网技术正迎来新的挑战。

从需求驱动角度看,新的业务将对未来网络提出更高的要求。业界预测,未来网络将需要满足超低时延(毫秒级)、超高通量带宽(>1 Tbit/s)、超大规模连接(>1 000 亿连接)等需求。例如,在消费型业务领域,AR(augmented reality)/VR(virtual reality)/3D 通话、全息传送、交互式游戏等沉浸式业务将对网络低时延、大带宽性能提出更高要求;在工业互联网领域,精仪制造、远程工控、数字孪生等生产性业务则要求网络具备更好的低时延、低抖动能力;在车联网领域,自动驾驶、车路协同、无人车、无人机、无人船等新兴业务则会对网络提出低时延、高可靠的双重需求。此外,参考Gartner近期发布的2020 年十大技术性趋势,超级自动化、透明度和可追溯性、授权边缘、分布式云、自主设备、实用区块链、AI(artificial intelligence)安全等技术和应用将对互联网提出更高要求,推动未来网络向智能化、柔性化和可定制化方向发展。

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