面向业务和网络协同的未来IP网络架构演进.docx资源-CSDN文库

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1 引言

以 IP 技术为基础的互联网创建 50 余年来，取得了巨大的成功。新应用的创

新层出不穷，应用不断向深度和广度拓展。面向未来 5～10 年，互联网从消费

互联网向产业互联网的演进最为令人期待； VR、AR、全息通信等新媒体应用也

同样值得关注。6G 面向万物智联，提出了感知互联网、AI 服务互联网、行业服

务互联网等应用场景和需求。

但在面向未来的需求，尤其是产业互联网的需求时，现有的 IP 网络存在着

很大的技术局限性。这些局限性包括确定性传输能力、网络安全能力、算网融

合能力、移动性支持能力等。此外，现有网络的智能化水平和对业务的精准支

持能力也亟待提升。

对于 IP 网络技术在未来 5～10 年如何演进，业内有多条研究路线，基本上

可以分为颠覆型和演进型两大类型。本文提出，传统 IP 网络技术尽管存在一些

问题，但其基本设计原则和架构是有生命力的，没有必要做颠覆性的改变。面

向未来的业务需求，除了提升网络基础能力，还需要对 IP 网络架构设计做一些

改进，解决业务和网络的协同问题。

2 传统 IP 网络架构的成功与不足

在互联网诞生之初，主要是实现计算机网络的互联，整体目标围绕着建立

主机间的通信连接。之后互联网逐步推进，规模逐步扩大，业界基于互联网推

进过程中的问题总结，逐步形成了一些有共识的原则。在 1996 年 IETF 发布的

RFC1958 Architectural Principles of the Internet 中，首次提出了互联网设计

需要遵循的一些原则，指出互联网的首要目标是提供连通性， IP 协议是工具，

智能应该在网络的两端，而不是隐藏在网络中。2002 年，IETF 对互联网的设计

原则进行了升级，发布了 RFC3439 Some Internet Architectural Guidelines

and Philosophy，对互联网设计原则做出了更为明确的解读。

（1）端到端原则

互联网的复杂性属于边缘，互联网的 IP 层应保持尽可能简单。

（2）分层解耦原则

互联网层间应该尽可能避免内部交互； IP 应该要做到和传输的物理介质以

及对应的物理编址无关；不要多层实现重复功能设计。

（3）最优成本设计原则

IP 不追求最高效率，而是追求最优成本的设计，应避免逐场景去寻求局部

最优设计。

（4）避免过度设计

网络应该避免过度设计，如为了达到 5 个 9 （即 99.999%）的可靠性，可

以从整体网络解决方案出发，而不是对于网络中的每个组件都提出对应的要求。

（5）分组交换原则

网络不需要维护每个连接状态，这样可以确保网络的可伸缩性并有助于提

高成本效益。

这些原则是互联网获得巨大成功以及互联网体系得以发扬壮大的根源，本

文认为其中最为重要的两大设计原则就是端到端原则和分层解耦原则。由于端

到端和分层解耦的架构设计，极大降低了互联网业务的创新门槛，增加了业务

部署的便利。这种架构使得业务可以脱离网络而独立发展，新业务的开发和部

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