2024多模態(tài)網(wǎng)絡總體技術要求

多模態(tài)網(wǎng)絡總體技術要求目??次目??次 I前??言 III引??言 IV多模態(tài)網(wǎng)絡總體技術要求 51范圍 52規(guī)范性引用文件 53術語、定義和縮略語 53.1網(wǎng)絡模態(tài)NetworkModel，NM 53.2多模態(tài)網(wǎng)絡PolymorphIcNetwork，PINet 53.3多模態(tài)網(wǎng)元PolymorphIcNetworkElement，PINE 53.4內生安全EndogenousSafetyandSecurity,

ESS 63.5網(wǎng)絡模態(tài)共生 63.6網(wǎng)絡模態(tài)演化 63.7多模態(tài)網(wǎng)絡環(huán)境 64概述 65多模態(tài)網(wǎng)絡架構 76多模態(tài)網(wǎng)絡的功能 96.1多模態(tài)網(wǎng)絡服務層機理 96.2多模態(tài)網(wǎng)絡控制層功能 106.3多模態(tài)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)層功能 117多模態(tài)網(wǎng)絡的內生安全 128多模態(tài)網(wǎng)絡智能化管理與控制 138.1多模態(tài)網(wǎng)絡智能化管理控制總體要求 138.2多模態(tài)網(wǎng)絡全生命周期管理控制要求 149多模態(tài)網(wǎng)絡的典型應用場景 159.1互聯(lián)網(wǎng)基礎設施用網(wǎng)環(huán)境 159.2典型行業(yè)網(wǎng)絡用網(wǎng)場景 169.3移動接入網(wǎng)絡用網(wǎng)場景 169.4天地協(xié)同組網(wǎng)場景 179.5智能算網(wǎng)場景 179.6云網(wǎng)融合場景 17多模態(tài)網(wǎng)絡總體技術要求范圍本標準規(guī)定了多模態(tài)網(wǎng)絡的總體技術要求，包括架構、功能、安全性、管控、應用場景等。本文件適用于多模態(tài)網(wǎng)絡的設計、研發(fā)以及相關設備的研制、網(wǎng)絡的建設等。規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。T/ZGTXXH027-2022多模態(tài)網(wǎng)絡總體技術要求。T/ZGTXXH029—2022多模態(tài)網(wǎng)元技術要求T/ZGTXXH057-2023面向數(shù)據(jù)性能需求的多模態(tài)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)層技術要求。術語、定義和縮略語下列術語和定義適用于本文件。網(wǎng)絡模態(tài)NetworkModel，NM網(wǎng)絡模態(tài)是一種按照約定的技術體系和規(guī)范定義的網(wǎng)絡系統(tǒng)（包括技術體系、構建部署、管理運維等元素）通過標準化接口部署在網(wǎng)絡基礎設施中的抽象表述。例如：基于IPv4標識的網(wǎng)絡模態(tài)、基于IPv6標識的網(wǎng)絡模態(tài)、基于身份標識的網(wǎng)絡模態(tài)、基于內容標識的網(wǎng)絡模態(tài)、基于地理空間位置標識的網(wǎng)絡模態(tài)等。多模態(tài)網(wǎng)絡PolymorphIcNetwork，PINet多模態(tài)網(wǎng)絡是由多模態(tài)網(wǎng)元、各種介質傳輸/傳送網(wǎng)、多種或多個運行在標準化的即插即用軟硬件接口上的網(wǎng)絡模態(tài)，以及智能化的運維管理系統(tǒng)組成。相應網(wǎng)絡模態(tài)通過標準化軟硬件接口從多模態(tài)網(wǎng)元設施獲得所需的計算/存儲/交換資源，除了能夠實施期望的軟件編程操作外，還可以對網(wǎng)絡模態(tài)所分配的硬件資源進行構造/算法/性能等的軟件定義。各種網(wǎng)絡模態(tài)的技術演進，業(yè)務發(fā)展，應用創(chuàng)新及運維管理屬于原有的網(wǎng)絡體系，各自獨立部署或演進發(fā)展，網(wǎng)絡模態(tài)的技術體系與多模態(tài)網(wǎng)絡支撐環(huán)境相分離，從而在機理上可保證多模態(tài)網(wǎng)絡不但能與已有或未來的網(wǎng)絡技術體系以及多樣化的垂直行業(yè)應用相兼容，而且能充分保障多種或多個網(wǎng)絡模態(tài)間有足夠的隔離度。多模態(tài)網(wǎng)元PolymorphIcNetworkElement，PINE多模態(tài)網(wǎng)元是一種基于網(wǎng)絡全維可定義技術和一組標準化軟硬件接口，支持多種或多個網(wǎng)絡模態(tài)共生運行的物理網(wǎng)元設施。通過標準化的即插即用接口，能夠為運行其上的多種網(wǎng)絡模態(tài)定義的尋址方式、報文格式、路由協(xié)議、信令方式、計算/存儲/轉發(fā)機制、交換方式、調度策略、安全機制、服務質量、運維管理等提供技術實現(xiàn)層面的軟硬件支持，具有網(wǎng)元內軟硬件資源的智能化動態(tài)分配、管理和保障功能，能夠支撐多種或多個網(wǎng)絡模態(tài)及相關應用在網(wǎng)元設施上的獨立部署和運行或運營。多模態(tài)網(wǎng)元自身具備一體化的功能安全和網(wǎng)絡安全之內生安全屬性，能夠保證宿主環(huán)境中即使存在基于軟硬件代碼設計缺陷的網(wǎng)絡攻擊或隨機性故障，也不會影響加載其上的網(wǎng)絡模態(tài)之運行。內生安全EndogenousSafetyandSecurity,

ESS內生安全是指在系統(tǒng)或網(wǎng)絡的構建和設計中，通過內建的機制和特性來實現(xiàn)安全保障，而不是僅依賴外部和后期的防護措施，從而確保系統(tǒng)從基礎上就是安全的，并能有效抵御各種潛在的威脅和攻擊。網(wǎng)絡模態(tài)共生SymbiosisofMultimode，SM網(wǎng)絡模態(tài)共生指一種網(wǎng)絡模態(tài)共存的狀態(tài)，在該狀態(tài)下在網(wǎng)絡業(yè)務需求、網(wǎng)絡模態(tài)狀態(tài)和多模態(tài)網(wǎng)絡環(huán)境資源間建立了一種最優(yōu)化的映射關系，實現(xiàn)了網(wǎng)絡業(yè)務的最優(yōu)承載、網(wǎng)絡資源的最優(yōu)利用和網(wǎng)絡模態(tài)多樣性的最優(yōu)表達，其中最優(yōu)化的網(wǎng)絡模態(tài)共存狀態(tài)稱之為網(wǎng)絡模態(tài)共生。網(wǎng)絡模態(tài)演化EvolutionofPolymorphicNetwork，EPN當網(wǎng)絡業(yè)務或多模態(tài)網(wǎng)絡環(huán)境資源發(fā)生變化時，網(wǎng)絡模態(tài)共生狀態(tài)被破壞，需對網(wǎng)絡業(yè)務與網(wǎng)絡模態(tài)、網(wǎng)絡模態(tài)與網(wǎng)絡資源的映射關系進行調整以達到新的網(wǎng)絡模態(tài)共生狀態(tài)，這種因業(yè)務或資源變化而進行的由一種網(wǎng)絡模態(tài)共生狀態(tài)向另一種網(wǎng)絡模態(tài)共生狀態(tài)躍遷的過程稱之為網(wǎng)絡模態(tài)演化。多模態(tài)網(wǎng)絡環(huán)境PolymorphicNetworkEnvironment，PNE多模態(tài)網(wǎng)絡環(huán)境是一種基于全維可定義技術的可共生共存、動態(tài)并發(fā)、演進變革融合的一體化網(wǎng)絡支撐環(huán)境，既能保障各類業(yè)務及網(wǎng)絡技術體制的自持發(fā)展，又能實現(xiàn)多元網(wǎng)絡的智能、高效、安全一體化部署和管理，具有與特定網(wǎng)絡體制及相關業(yè)務無關的全維可定義技術物理環(huán)境與生態(tài)概述隨著網(wǎng)絡技術和應用的不斷發(fā)展，特別是大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等的出現(xiàn)和應用，互聯(lián)網(wǎng)迎來了加速裂變式的新一輪革命，促使社會各方面發(fā)生顛覆性變化，并深刻改變著人類世界的空間軸、時間軸和思想維度。然而，面對“人-機-物”萬物互聯(lián)時代的來臨以及百年未遇的國際政治經(jīng)濟技術大變局，導致基于IP的互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展面臨諸多的不確定性和難以克服的挑戰(zhàn)。人工智能技術的進步使得自動駕駛網(wǎng)絡、生成式網(wǎng)絡的視線成為可能。高效性、時敏性、安全性、移動性、可擴展性、廉價性、多樣化/智能化的垂直應用等諸多因素所致，亟待突破當前網(wǎng)絡技術發(fā)展桎梏，急需開拓新道路，探索新的技術路線。為突破傳統(tǒng)網(wǎng)絡的單一承載結構發(fā)展模式，形成面向多元化垂直行業(yè)需求的多元化網(wǎng)絡發(fā)展范式，多模態(tài)網(wǎng)絡旨在將網(wǎng)絡技術體系與支撐環(huán)境分離，最大程度釋放新興應用驅動的網(wǎng)絡技術體系創(chuàng)新活力，極大降低新型網(wǎng)絡體系的應用部署與服務提供門檻。多模態(tài)網(wǎng)絡采用網(wǎng)絡全維可定義技術，構建新一代信息通信網(wǎng)絡基礎設施，營造各種網(wǎng)絡體系共生共存、安全可信/開放開源的多樣化網(wǎng)絡生態(tài)，以可編程“即插即用”接口適配各類網(wǎng)絡體系與垂直行業(yè)應用場景，可從根本上改變既有網(wǎng)絡技術體系與應用部署上的排他性演進方式，創(chuàng)建支持進化與突變兼容并蓄的網(wǎng)絡技術發(fā)展范式。具體而言，多模態(tài)網(wǎng)絡的主要目標如下：（1）多模態(tài)功能呈現(xiàn)。多模態(tài)網(wǎng)絡面向專業(yè)化、個性化服務承載需求，基于全維可定義的網(wǎng)絡結構進行網(wǎng)絡各層功能的多模態(tài)呈現(xiàn)，支持尋址路由、交換模式、互連方式、網(wǎng)元形態(tài)、傳輸協(xié)議等的全維度定義和多模態(tài)呈現(xiàn)。通過各種網(wǎng)絡模態(tài)間的互聯(lián)互通、協(xié)同組合、無縫切換，提高網(wǎng)絡服務的多元化能力和對于用戶需求的個性化適應能力。（2）全方位覆蓋。多模態(tài)網(wǎng)絡以多樣化通信手段為基礎，使網(wǎng)絡互聯(lián)的空間覆蓋范圍延伸到自海底至深空的寬廣空間范圍，打破衛(wèi)星網(wǎng)絡、天基網(wǎng)絡、地基網(wǎng)絡、海洋網(wǎng)絡之間的互聯(lián)壁壘，形成覆蓋陸、海、空、天等的超廣域互聯(lián)網(wǎng)絡。（3）全業(yè)務承載。多模態(tài)網(wǎng)絡通過網(wǎng)絡功能要素的全方位解構，以網(wǎng)元設備、協(xié)議控制、承載方式、網(wǎng)絡接口等全要素開放和結構定義，極大增強網(wǎng)絡對于上層業(yè)務需求的適應能力，通過各種網(wǎng)絡元素的靈活組合最終實現(xiàn)對具有高可靠低時延、全息信息傳送、大容量巨連接等全業(yè)務承載，實現(xiàn)網(wǎng)絡層面的結構可重構、資源自配置、能力自調整。（4）全生命周期演化。業(yè)務的動態(tài)性、多樣性和非確定性以及網(wǎng)絡拓撲和資源的時變性，使得網(wǎng)絡模態(tài)間存在多種類型的復雜博弈關系。多模態(tài)網(wǎng)絡應具備全生命周期的演化機制，根據(jù)業(yè)務發(fā)展趨勢和資源變化動態(tài)調整業(yè)務-模態(tài)-資源的映射關系，在全生命周期內持續(xù)滿足高資源服務質量、高業(yè)務資源效率、高模態(tài)可擴展性的預期目標。（5）智能化管理與控制。多模態(tài)網(wǎng)絡借助人工智能和軟件定義網(wǎng)絡等技術的蓬勃發(fā)展以及網(wǎng)絡資源的性能提升與廣泛普及，以網(wǎng)絡傳輸效能、節(jié)點運行效能、業(yè)務承載效能和服務提供效能等為約束，在結構優(yōu)化、資源配置、功能管理與業(yè)務承載等方面進行智能控制并自我優(yōu)化，使網(wǎng)絡具備面向泛在用網(wǎng)場景的智慧化“無人駕駛”能力。（6）內生安全設計。多模態(tài)網(wǎng)絡以內生安全的網(wǎng)絡構造機制，應對網(wǎng)絡中軟硬件設計過程中不可避免的安全漏洞及后門等安全威脅，在不依賴任何先驗知識和附加安全措施的情況下，不僅能夠有效抑制目標對象內部傳統(tǒng)的不確定擾動影響，也能在基于漏洞后門等人為擾動下維持系統(tǒng)服務功能和性能的魯棒性，從而在很大程度上抵消網(wǎng)絡元素廣義魯棒控制功能缺位對互聯(lián)網(wǎng)服務品質造成的負面影響，具有“高可靠、高可信、高可用”三位一體的廣義魯棒控制屬性。綜上，多模態(tài)網(wǎng)絡支持目前業(yè)務和未來新業(yè)務的不同服務質量需求，功能靈活可擴展，可滿足泛在互聯(lián)、融合異構、可信可管可擴等需求，支持現(xiàn)有網(wǎng)絡兼容演進和適于規(guī)模應用的新型網(wǎng)絡通信基礎設施。多模態(tài)網(wǎng)絡架構多模態(tài)網(wǎng)絡旨在打造一個具有開放融合基因、人工智能基因、多模態(tài)基因和內生安全基因的全新網(wǎng)絡體系架構。其中，開放融合基因通過以全維可定義的全新開放架構適配多元化、個性化業(yè)務需求，吸收整合新興技術助力網(wǎng)絡發(fā)展；人工智能基因為網(wǎng)絡多元業(yè)務需求智能適配多樣化服務，支撐網(wǎng)絡的智慧化傳輸、管理和運維，顯著提升網(wǎng)絡效能；多模態(tài)基因以多模態(tài)尋址與路由支撐更加多元化的高性能服務，支持多樣化網(wǎng)絡模態(tài)共生與演進發(fā)展，促進網(wǎng)絡空間和現(xiàn)實物理空間的服務融合；內生安全基因以廣義魯棒控制構造為核心，滲透到網(wǎng)元構造、網(wǎng)絡控制和服務提供等各環(huán)節(jié)，從而構建高魯棒、高可信、高可用網(wǎng)絡。圖1多模態(tài)網(wǎng)絡功能層次參考模型多模態(tài)網(wǎng)絡從網(wǎng)絡構造的角度來提升網(wǎng)絡的功能、性能、效能、安全等性質，將“結構可定義”貫穿網(wǎng)絡的各個層面，采用軟硬件協(xié)同處理、資源動態(tài)組合、網(wǎng)絡基線元素動態(tài)互聯(lián)、網(wǎng)絡重構等網(wǎng)絡功能元素的細粒度控制與靈活組合手段，建立從底層到上層全維度可定義的靈活、通用“魔方”網(wǎng)絡結構，實現(xiàn)網(wǎng)絡結構按照功能、性能、效能、安全等需求定義。進一步地，多模態(tài)網(wǎng)絡支持尋址路由、交換模式、互連方式、網(wǎng)元形態(tài)、傳輸協(xié)議、數(shù)據(jù)處理等的全維度定義和多模態(tài)呈現(xiàn)，支持互聯(lián)網(wǎng)的演進式發(fā)展，從根本上滿足網(wǎng)絡智慧化、多元化、個性化、高頑健、高效能的業(yè)務需求。多模態(tài)網(wǎng)絡的功能層次參考模型如圖1所示。按照功能特性，多模態(tài)網(wǎng)絡可以劃分為三個功能平面，分別為全維可定義平面、智慧平面和內生安全平面。其中，全維可定義平面將傳統(tǒng)網(wǎng)絡的七層參考模型整合為數(shù)據(jù)層、控制層和服務層，支持從底層到上層全維度可定義的數(shù)據(jù)轉發(fā)、異構互連、尋址路由、資源調度和功能編排等，支持IP、內容、地理空間、身份等多模態(tài)標識的協(xié)同尋址路由；智慧平面實施“感知-決策-適配”一體的網(wǎng)絡智慧化運行；內生安全平面以基于動態(tài)異構冗余的網(wǎng)絡構造技術為手段，進行威脅感知、主動干預和異常清洗等。同時，從多模態(tài)網(wǎng)絡的全生命周期劃對其切分，可進一步包含三個切面，分別為共生切面、生成切面與演化切面，分別從網(wǎng)絡模態(tài)的共生狀態(tài)針對以上分析，多模態(tài)網(wǎng)絡體系架構將傳統(tǒng)網(wǎng)絡的七層參考模型整合為數(shù)據(jù)層、控制層和服務層三個層面，其主要架構如圖2所示。多模態(tài)網(wǎng)絡在數(shù)據(jù)層包含多種異構的多模態(tài)網(wǎng)元，為整個網(wǎng)絡的全維可定義特性、多模態(tài)異構兼容性、智慧感知性和內生式安全性提供基礎功能支撐和保證；控制層主要實現(xiàn)多模態(tài)尋址與路由等功能，服務層提供網(wǎng)絡智慧化資源調度與業(yè)務承載。同時，三個層面的功能實現(xiàn)都建立在網(wǎng)絡內生安全基礎上，從而保證整體網(wǎng)絡架構的安全可靠性?；谏鲜黾軜?，多模態(tài)網(wǎng)絡可以為網(wǎng)絡用戶提供高可靠、低時延、高帶寬、全方位的網(wǎng)絡接入服務。圖2多模態(tài)網(wǎng)絡的總體架構多模態(tài)網(wǎng)絡的功能PINet的本質是在全維可定義的網(wǎng)絡結構基礎上，由業(yè)務需求自頂向下逐層進行功能擬合直至實現(xiàn)資源細粒度劃分的過程。多模態(tài)網(wǎng)絡的工作過程可以表述為3層擬合過程，分別實施由業(yè)務需求驅動的業(yè)務與服務擬合、服務與路由擬合、路由與資源擬合，具體介紹如下。1)多模態(tài)網(wǎng)絡服務層：業(yè)務與服務擬合。采用服務動態(tài)編排與業(yè)務自適應承載等機制，將多樣化、個性化的用戶業(yè)務需求擬合至多模態(tài)網(wǎng)絡的服務模型，形成網(wǎng)絡服務策略。2)多模態(tài)網(wǎng)絡控制層：服務與路由擬合。采用多模態(tài)尋址路由的互聯(lián)互通和按需切換等機制，形成滿足具體業(yè)務服務質量和網(wǎng)絡動態(tài)行為特征等要求的路由。3)多模態(tài)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)層：路由與資源擬合。對基礎網(wǎng)絡的拓撲、協(xié)議、軟硬件、接口等進行全維度定義，將路由功能映射為精細化、可定義的網(wǎng)絡資源組合。多模態(tài)網(wǎng)絡服務層機理多模態(tài)網(wǎng)絡的服務層主要實施用戶業(yè)務需求與網(wǎng)絡服務能力之間的擬合，實現(xiàn)網(wǎng)絡運行、功能編排等自適應的承載。具體來說，服務層首先將用戶網(wǎng)絡業(yè)務需求進行抽象化建模，依據(jù)業(yè)務基本參數(shù)與效益期望等指標對用戶發(fā)起的業(yè)務進行詳細規(guī)劃，并依賴業(yè)務與服務之間的擬合關系實現(xiàn)業(yè)務需求到智慧化服務策略的映射，采用服務動態(tài)編排與業(yè)務自適應承載等機制，形成智慧化網(wǎng)絡服務策略。業(yè)務需求模型主要包括業(yè)務基本參數(shù)與效益期望。服務模型包括服務性能指標與必要的功能需求。多模態(tài)智慧網(wǎng)絡服務層的總體工作機理可表述為量化業(yè)務描述指標，通過業(yè)務描述到網(wǎng)絡服務模型之間的映射關系實現(xiàn)業(yè)務需求的網(wǎng)絡服務定制。多模態(tài)網(wǎng)絡的服務層功能如圖3所示，其工作流程如下：圖3多模態(tài)網(wǎng)絡的服務層功能首先，服務層對用戶業(yè)務需求進行描述，并進行抽象化建模，送入業(yè)務需求分析模塊；然后，業(yè)務需求分析模塊依據(jù)業(yè)務基本參數(shù)和效益期望等指標對用戶發(fā)起的業(yè)務進行功能分解，并詳細規(guī)劃，形成業(yè)務需求模型。其中，業(yè)務基本參數(shù)包括業(yè)務的一些基本需求信息，包括用戶源節(jié)點，服務目的節(jié)點，業(yè)務等級等參數(shù)；效益期包括網(wǎng)絡效益期望、用戶效益期望和運維效益期望等。服務層依據(jù)業(yè)務需求分析模塊形成的業(yè)務需求模型與網(wǎng)絡服務模型進行擬合，實現(xiàn)網(wǎng)絡服務能力的個性化定制。其中服務模型包括服務性能指標與必要的功能需求。性能指標主要包括吞吐率、時延、丟包率、抖動、誤碼率等網(wǎng)絡基本指標；功能需求指完成個性化網(wǎng)絡服所需網(wǎng)絡功能，包括網(wǎng)絡功能依賴資源類型、網(wǎng)絡功能依賴服務功能鏈、安全性等需求。為完成服務層中業(yè)務需求與網(wǎng)絡服務能力的擬合，并在全生命周期內形成最優(yōu)的擬合關系，服務層的主要功能包括但不限于：業(yè)務需求抽象、業(yè)務聚類、協(xié)同感知、網(wǎng)絡評測、態(tài)勢預測、演化博弈、資源編排、模態(tài)配置等。多模態(tài)網(wǎng)絡服務層的北向接口主要完成對業(yè)務的注冊與感知，支持業(yè)務根據(jù)需求模板描述其需求；多模態(tài)網(wǎng)絡服務層的南向接口主要完成網(wǎng)絡模態(tài)的演化策略的下發(fā)和智能運維策略的下發(fā)，并實現(xiàn)各個模態(tài)運行狀態(tài)的收集。多模態(tài)網(wǎng)絡控制層功能多模態(tài)網(wǎng)絡的控制層主要負責實現(xiàn)多模態(tài)尋址路由等功能，對上承載服務層，對下控制數(shù)據(jù)層。多模態(tài)網(wǎng)絡的控制層融合了現(xiàn)實應用中多樣、多變的路由服務并進行抽象歸納，建立由IP標識、內容標識、身份標識和地理空間標識等多模態(tài)異構標識空間尋址與路由模型，針對不同路由的服務特性靈活承載服務層需求，從而實現(xiàn)上層業(yè)務不同網(wǎng)絡狀態(tài)、用戶需求、服務類型和安全等需求的自主智能網(wǎng)絡標識空間模態(tài)切換方法。圖4多模態(tài)網(wǎng)絡的控制層功能多模態(tài)網(wǎng)絡的控制層，可以提供基于多樣化應用的業(yè)務特征要求和網(wǎng)絡動態(tài)行為驅動構建的，具有多種模態(tài)承載能力的尋址路由機制。從滿足業(yè)務要求的角度看，多模態(tài)路由要求網(wǎng)絡路由應當呈現(xiàn)出功能支持多樣化、安全功能支持多樣化、服務質量功能支持多樣化等的多模態(tài)特性。多模態(tài)網(wǎng)絡的控制層功能如圖4所示，其工作流程如下：[1]首先控制層收到服務層形成的服務需求矩陣，對服務需求矩陣進行抽象分析，并送入路由模態(tài)特征描述模塊。[2]路由模態(tài)特征描述由不同路由模態(tài)的尋址方式、路由算法、魯棒特性等模態(tài)參數(shù)組成，其通過對服務需求矩陣進行分析并轉化為可識別的尋址路由形態(tài)描述，確保不同類別的業(yè)務流由滿足其性能要求的特定路由形態(tài)予以承載。[3]多模尋址/路由模塊針對形成的尋址路由形態(tài)描述，調用對應的網(wǎng)絡模態(tài)或模態(tài)組合，針對不同類別的業(yè)務流實現(xiàn)多種模態(tài)的路由承載，從而形成多模態(tài)路由機制。[4]控制層服務路徑建立后，路徑的傳送能力繼續(xù)受認知功能的監(jiān)測。若不能滿足應用需求或達到路由調整的約束條件，則執(zhí)行新一輪的多模態(tài)路由計算。多模態(tài)網(wǎng)絡的控制層功能包括但不限于：網(wǎng)絡拓撲采集、路由計算、模態(tài)QoS感知、數(shù)據(jù)層資源感知、異構資源調度、模態(tài)生成、模態(tài)規(guī)劃、模態(tài)部署等。多模態(tài)網(wǎng)絡控制層北向接口主要接收服務層下發(fā)的模態(tài)演化策略和智能運維策略，并上報網(wǎng)絡拓撲信息、模態(tài)運行狀態(tài)等監(jiān)測信息；多模態(tài)網(wǎng)絡控制層南向接口主要實現(xiàn)對數(shù)據(jù)層各多模態(tài)網(wǎng)元的控制與管理，接口包括但不限于模態(tài)部署接口、路由配置接口等，同時具備網(wǎng)元、網(wǎng)絡模態(tài)狀態(tài)的測量接口。多模態(tài)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)層功能多模態(tài)網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)層對基礎網(wǎng)絡的網(wǎng)絡基線能力進行動態(tài)映射和重構，并進一步映射為對各類拓撲、協(xié)議、軟/硬件、接口等的全維度定義，從而為多元化、個性化應用提供了精細化、可定義的網(wǎng)絡組件和服務，為實現(xiàn)未來網(wǎng)絡智慧化、高魯棒、靈活性、多樣性等特性提供基礎支撐。圖5多模態(tài)網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)層功能開放架構下的全維可定義構件及其運行平臺首先應具有良好的穩(wěn)定性，即相關構件能夠在保持新的網(wǎng)絡協(xié)議或應用增量部署的同時也能夠保證原有應用的正常運行；其次，構件必須具有可變化的內在結構，也就是說包處理的方式以及網(wǎng)絡協(xié)議的運行方式可以動態(tài)改變；最后，在構件結構可變的基礎上，構件要能夠以某種“柔性”的方式對其結構進行調整，進一步地，柔性是構件針對應用要求對其內在結構、資源做出隱性調整，以實現(xiàn)網(wǎng)絡服務效果對應用需求的動態(tài)、緊密跟隨。多模態(tài)網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)層功能如圖5所示，其工作流程如下：數(shù)據(jù)層對控制層形成的路由服務路徑進行網(wǎng)絡基線能力需求分析，包括交換模式、協(xié)議體系、交換機制等進行描述，形成對應的網(wǎng)絡基線能力需求池。對網(wǎng)絡基線能力需求進行進一步分解，化解為各類資源的需求分析，對實現(xiàn)網(wǎng)絡基線所需計算資源需求、帶寬資源需求、存儲資源需求、轉發(fā)方式等進行描述，形成資源需求視圖；[3]服務方案制定模塊感知網(wǎng)絡資源，生成網(wǎng)絡資源視圖，依據(jù)資源需求分析模塊形成的資源需求視圖，對網(wǎng)絡資源視圖和資源需求視圖進行擬合決策，制定服務方案。其中，網(wǎng)絡資源視圖包括節(jié)點狀態(tài)信息、資源服務能力和功能實例定義。其中，節(jié)點狀態(tài)信息包括節(jié)點位置、節(jié)點類型、節(jié)點可信度、節(jié)點故障率以及節(jié)點所包含的信息類型、信息內容；資源服務能力包括計算（邏輯運算、浮點運算等）、存儲（RAM存儲、TCAM存儲等）、傳輸（帶寬、時延、丟包率等）；功能實例包括節(jié)點的資源服務能力，即計算功能實例（邏輯運算、浮點運算等）、存儲功能實例（RAM存儲、TCAM存儲等）、傳輸功能實例（帶寬、時延、丟包率等），以及節(jié)點上包含的服務功能鏈實例。[4]網(wǎng)絡資源分配模塊根據(jù)制定的服務方案，調度網(wǎng)絡底層資源，形成資源服務實例，重構為各類網(wǎng)絡基線能力，并根據(jù)業(yè)務需求實現(xiàn)網(wǎng)絡基線能力的可定義互連，進而承載網(wǎng)絡業(yè)務。多模態(tài)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)層的北向接口主要實現(xiàn)網(wǎng)絡模態(tài)部署、多模態(tài)路由信息的收集，并上報網(wǎng)元、網(wǎng)絡模態(tài)的運行信息。多模態(tài)網(wǎng)絡的內生安全多模態(tài)網(wǎng)絡通過在架構中引入動態(tài)異構冗余特性，采用基于“相對正確公理”的威脅感知機制動態(tài)改變網(wǎng)絡系統(tǒng)結構及運行環(huán)境，將隨機性失效和人為蓄意擾動轉化為概率可控的事件；在此基礎上，該技術采用基于多模裁決的策略調度和負反饋控制機制，使功能等價條件下的執(zhí)行體結構表征具有不確定性，從根本上抑制隨機性失效和人為蓄意擾動，從而獲得網(wǎng)絡的內生安全效應。網(wǎng)絡內生安全構造技術具有如下特性：將針對目標對象執(zhí)行體漏洞后門的、人為的、確定性的不確定擾動，轉變?yōu)橄到y(tǒng)層面擾動效果不確定的事件；將系統(tǒng)效果不確定的擾動事件變換為概率可控的可靠性問題；基于擬態(tài)裁決的策略調度和多維動態(tài)重構負反饋機制，能夠呈現(xiàn)出擾動發(fā)起者視角下的“測不準”效應；借助“相對正確”公理的邏輯表達機制，可以在不依賴擾動信息或行為特征情況下感知不確定擾動；將非傳統(tǒng)擾動因素變換或歸一化為經(jīng)典的可靠性和魯棒性問題并處理。多模態(tài)網(wǎng)絡內生安全構造技術的實現(xiàn)路線主要分為網(wǎng)元擬態(tài)構造技術（節(jié)點層面）、網(wǎng)絡擬態(tài)構造技術（網(wǎng)絡層面）以及服務擬態(tài)構造技術（服務提供層面）。其中，網(wǎng)元擬態(tài)構造技術中，擬態(tài)節(jié)點依據(jù)網(wǎng)絡運行態(tài)勢的動態(tài)感知實現(xiàn)異構化、冗余化網(wǎng)絡功能的動態(tài)加載和資源的動態(tài)編排，采用面向異構冗余單元的表決邏輯或調度策略，對節(jié)點資源進行動態(tài)映射與編譯管理，動態(tài)改變系統(tǒng)的組成結構或運行機制；網(wǎng)絡擬態(tài)構造技術主要實現(xiàn)過程為在網(wǎng)絡地址、拓撲、路由等要素中引入動態(tài)化、冗余化、異構化等機制，實現(xiàn)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸或流量調度等系統(tǒng)視在結構的動態(tài)適配和可信裁決，擾亂攻擊者攻擊鏈，在保證原有系統(tǒng)網(wǎng)絡配置完整的前提下最小化操作管理，從而獲得網(wǎng)絡內生安全效應；服務擬態(tài)構造技術針對上層應用中存在的的潛在漏洞等安全問題，對于服務功能進行異構化實現(xiàn)，通過冗余功能多模決策。多模態(tài)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)層的內生安全要求包括但不限于：①多模態(tài)網(wǎng)元提供內生安全的北向接口，可隔離各類非法網(wǎng)絡配置，實現(xiàn)網(wǎng)絡功能呈現(xiàn)與網(wǎng)絡控制的一致性；②多模態(tài)網(wǎng)元提供內生安全的流水線處理邏輯，在數(shù)據(jù)包處理過程中可抵御各類漏洞/后門攻擊；③多模態(tài)網(wǎng)元具備網(wǎng)絡威脅自動檢測與恢復能力，可在遭受網(wǎng)絡攻擊后快速重構。多模態(tài)網(wǎng)絡控制層的內生安全要求包括但不限于：①多模態(tài)網(wǎng)絡控制單元應基于內生安全的硬件平臺承載，防止因硬件漏洞實現(xiàn)對網(wǎng)絡控制單元的剖破襲；②多模態(tài)網(wǎng)絡控制單元應基于集群實現(xiàn)異構冗余部署，防止單節(jié)點故障對網(wǎng)絡功能造成影響；③多模態(tài)網(wǎng)絡控制單元提供內生安全的北向接口，可截斷各類非法網(wǎng)絡策略的下發(fā)。多模態(tài)網(wǎng)絡服務層的內生安全要求包括但不限于：①多模態(tài)網(wǎng)絡管控系統(tǒng)提供內生安全的北向接口，防止網(wǎng)絡業(yè)務注冊過程中實現(xiàn)對管控系統(tǒng)的破擊；②多模態(tài)網(wǎng)絡管控系統(tǒng)若使用人工智能手段實現(xiàn)網(wǎng)絡管控，則實現(xiàn)的智能管控系統(tǒng)應具備抵御數(shù)據(jù)安全攻擊的能力；③多模態(tài)網(wǎng)絡管控系統(tǒng)在實現(xiàn)網(wǎng)絡模態(tài)共生、生成、演化的全生命周期內應具備負反饋能力，具備及時發(fā)現(xiàn)模態(tài)演化過程的各類非法攻擊的能力。多模態(tài)網(wǎng)絡智能化管理與控制多模態(tài)網(wǎng)絡智能化管理控制總體要求多模態(tài)網(wǎng)絡環(huán)境借助人工智能和軟件定義網(wǎng)絡等技術的蓬勃發(fā)展以及網(wǎng)絡資源的性能提升與廣泛普及，以網(wǎng)絡傳輸效能、節(jié)點運行效能、業(yè)務承載效能和服務提供效能等為約束，在實時感知業(yè)務與資源狀態(tài)的基礎上構建“感知-決策-適配”一體的智慧化管理控制閉環(huán)，實現(xiàn)網(wǎng)絡資源與上層服務的高效自適應適配與擬合，在結構優(yōu)化、資源配置、功能管理與業(yè)務承載等方面進行智能控制并自我優(yōu)化，使網(wǎng)絡具備面向泛在用網(wǎng)場景的智慧化“無人駕駛”能力，從而優(yōu)化網(wǎng)絡功能/性能，提升用戶體驗，降低網(wǎng)絡運行和維護成本，從根本上為各種類型和各種層次的多模態(tài)網(wǎng)絡業(yè)務提供多元、個性、高效的服務。通過與人工智能技術的深度融合，多模態(tài)網(wǎng)絡能夠從近似于人類自然語言描述的需求出發(fā)，自主地根據(jù)用戶的“用網(wǎng)目的”決定網(wǎng)絡資源的配置方案和服務提供方式等，并智能動態(tài)適應用戶需求的變化在數(shù)以億計的用戶、網(wǎng)元和業(yè)務之間進行適配協(xié)調，使得網(wǎng)絡不僅使用便捷而且用戶無感，從而在根本上為各種類型和各種層次的業(yè)務提供多元、個性、高效等服務。網(wǎng)絡人工智能技術可根據(jù)自身的網(wǎng)絡狀態(tài)與具體需求，結合大數(shù)據(jù)、深度學習、增強學習等技術使得網(wǎng)絡具有自主策略定制能力，以最優(yōu)運行效果為導向自主生成細粒度差異化的智能網(wǎng)絡策略。智慧化管理控制使得多模態(tài)網(wǎng)絡具備自我優(yōu)化能力，改善因為人對復雜網(wǎng)絡環(huán)境的認知局限造成的服務體驗差和運營效率低等不利局面，引導傳統(tǒng)簡單、粗放的網(wǎng)絡資源管理和運營模式升級。多模態(tài)網(wǎng)絡智能化管理與控制應包括以下具體功能：智能感知、智能運維、智能異常檢測、智能編排等。智能感知針對信息復雜多變現(xiàn)狀建立網(wǎng)絡基礎設施測量基準，針對多模態(tài)網(wǎng)絡業(yè)務特性構建全維度統(tǒng)一的測量體系，針對多模態(tài)尋址路由網(wǎng)絡具有多協(xié)議層次的特性應具備多協(xié)議層次多異構資源的感知方法，主要感知對象包括網(wǎng)絡模態(tài)狀態(tài)與網(wǎng)元資源狀態(tài)，其中網(wǎng)絡模態(tài)狀態(tài)包括但不限于：網(wǎng)絡模態(tài)部署位置、網(wǎng)絡模態(tài)支撐的業(yè)務數(shù)量、網(wǎng)絡模態(tài)QoS等，網(wǎng)元資源狀態(tài)包括但不限于：網(wǎng)元計算資源、網(wǎng)元存儲資源、網(wǎng)元轉發(fā)資源等;在智能感知中應分利用多模態(tài)網(wǎng)元的靈活特性，利用多模態(tài)網(wǎng)絡的服務層、控制層和數(shù)據(jù)層接口以較低的額外開銷實現(xiàn)網(wǎng)絡全維度狀態(tài)的精確可定義感知。智能運維應充分考慮全維結構可定義和多模態(tài)尋址路由帶來的資源異構性，基于模態(tài)多樣、規(guī)律復雜的全維測量數(shù)據(jù)，運用深度增強學習等方法獲得相應的模態(tài)演化策略，生成相應的演化結果并通過控制層實施，最終實現(xiàn)業(yè)務多維承載、資源最大利用、服務全生命周期保障的運維目標。智能異常檢測著眼全維結構可定義和多模態(tài)尋址路由帶來的資源異構性，在模態(tài)多樣、規(guī)律復雜的全維測量數(shù)據(jù)基礎上，從設備故障風險、網(wǎng)絡運行風險、服務性能風險等角度對網(wǎng)絡運維管理進行評估，基于深度學習、自然語言處理等手段，支持可定義的全流程運行監(jiān)控、智能網(wǎng)絡運行自趨優(yōu)化和自愈控制，實現(xiàn)基于人工智能技術的多模態(tài)網(wǎng)絡智慧化運維管理。智能編排實現(xiàn)由僵化執(zhí)行算法向業(yè)務導向承載的轉化?；趯崟r更新的業(yè)務數(shù)據(jù)來訓練編排模型，進而建立一套在線自適應編排方案，增強多模態(tài)網(wǎng)絡的服務彈性，提升資源利用效率、保障網(wǎng)絡業(yè)務性能。多模態(tài)網(wǎng)絡全生命周期管理控制要求針對多模態(tài)網(wǎng)絡中網(wǎng)絡模態(tài)的全生命周期管理，可將多模態(tài)網(wǎng)絡的智能管理控制進一步劃分為共生切面、生成切面和演化切面，其運行邏輯如圖X所示。演化切面以網(wǎng)絡全生命周期的SMV最優(yōu)化目標為導向，實現(xiàn)基于微觀博弈與宏觀反饋的網(wǎng)絡模態(tài)共生與演化決策；生成切面聚焦網(wǎng)絡模態(tài)生成與控制，實現(xiàn)基于全局狀態(tài)感知的網(wǎng)絡模態(tài)部署與管控；共生切面面向網(wǎng)絡模態(tài)共生與實例化，實現(xiàn)網(wǎng)絡模態(tài)與異構資源間的動態(tài)、靈活、高效組織與調度。圖6多模態(tài)網(wǎng)絡全生命周期管理控制運行邏輯多模態(tài)網(wǎng)絡的典型應用場景多模態(tài)網(wǎng)絡環(huán)境具有高覆蓋性和應用廣泛的基礎設施特性，對下兼容各種接入技術，對上支持不同應用類型，其應用場景重點包括但不局限于如下四中?；ヂ?lián)網(wǎng)基礎設施用網(wǎng)環(huán)境互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展和廣泛應用滋生了種類繁多的網(wǎng)絡功能和業(yè)務。然而，現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)的設計思路是為每種業(yè)務設計專用的網(wǎng)絡協(xié)議（如VxLAN、GTP、NSH等），且協(xié)議之間通過堆棧方式嵌套，激化了報文線速處理和內層信息可見之間的矛盾，這一現(xiàn)狀導致網(wǎng)絡中協(xié)議類型冗雜、大量隧道共存，大大增加了網(wǎng)絡運行和維護的難度。另一方面，當前網(wǎng)絡設備與網(wǎng)絡功能緊耦合，網(wǎng)絡功能的部署需要高額的投資成本和運營成本，而且會造成底層網(wǎng)絡拓撲結構的變化，對網(wǎng)絡的穩(wěn)定性帶來影響，難以有效支撐新型網(wǎng)絡更加復雜、靈活的業(yè)務。多模態(tài)網(wǎng)絡能夠提供全面、細粒度的功能組件以實現(xiàn)各種網(wǎng)絡業(yè)務，極大降低了網(wǎng)絡運行和維護的開銷，同時提供能夠適配更多業(yè)務場景的網(wǎng)絡可編程能力，支持新協(xié)議和新功能的快速部署，在有限的硬件資源條件下最大化網(wǎng)絡功能的效用，滿足新型網(wǎng)絡更加復雜、靈活的業(yè)務需求。同時，PINet并不改變現(xiàn)有網(wǎng)絡設備中協(xié)議交互機制，支持與現(xiàn)有網(wǎng)絡的混合組網(wǎng)和互聯(lián)互通，有利于形成開放、融合的新型網(wǎng)絡創(chuàng)新生態(tài)環(huán)境，是一種可演進發(fā)展和增量部署的互聯(lián)網(wǎng)基礎設施升級方案。當網(wǎng)絡中需要為新業(yè)務部署協(xié)議時，傳統(tǒng)網(wǎng)絡設計專用的網(wǎng)絡協(xié)議，新協(xié)議與原有協(xié)議以堆棧的方式嵌套，在每個節(jié)點上形成復雜的協(xié)議棧，節(jié)點需要花費大量的計算和存儲資源對協(xié)議棧進行管理和調用，降低了報文處理速度，導致網(wǎng)絡性能下降。而PINet將網(wǎng)絡協(xié)議/功能分解為細粒度的協(xié)議/功能組件，支持網(wǎng)絡協(xié)議/功能的按需部署，每個節(jié)點只需要儲存一個協(xié)議/功能組件庫，當新業(yè)務出現(xiàn)時，通過多個協(xié)議組件的有序組合定義該業(yè)務對應的網(wǎng)絡協(xié)議，不需要儲存和調用復雜的協(xié)議棧，降低了網(wǎng)絡運行和維護的開銷，增強了網(wǎng)絡的靈活性。典型行業(yè)網(wǎng)絡用網(wǎng)場景傳統(tǒng)行業(yè)與網(wǎng)絡基礎設施的融合，催生了與互聯(lián)網(wǎng)不同的行業(yè)網(wǎng)絡，工業(yè)網(wǎng)絡是其中的典型代表。工業(yè)網(wǎng)絡是工業(yè)系統(tǒng)與感知、連接、傳輸、計算和分析等IT和網(wǎng)絡技術相融合的結果。工業(yè)網(wǎng)絡是支撐數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展和實體經(jīng)濟轉型的新型基礎設施，通過構建工業(yè)環(huán)境下人、機、物全面互聯(lián)的關鍵基礎設施，實現(xiàn)工業(yè)設計、研發(fā)、生產(chǎn)、管理、服務等產(chǎn)業(yè)全要素的泛在互聯(lián)，從而提高效率，推動整個制造服務體系智能化。以工廠內網(wǎng)用網(wǎng)場景為例，工廠內網(wǎng)絡實現(xiàn)工廠內生產(chǎn)裝備、信息采集設備、生產(chǎn)管理系統(tǒng)和人等生產(chǎn)要素的廣泛互聯(lián)；工廠外網(wǎng)絡實現(xiàn)生產(chǎn)企業(yè)與智能產(chǎn)品、用戶、協(xié)作企業(yè)等工業(yè)全環(huán)節(jié)的廣泛互聯(lián)；工業(yè)云平臺負責海量數(shù)據(jù)匯聚與建模分析、制造能力標準化與服務化、工業(yè)知識軟件化與模塊化以及各類創(chuàng)新應用的開發(fā)與運行。與傳統(tǒng)網(wǎng)絡不同的是，工業(yè)網(wǎng)絡對網(wǎng)絡智能提出了更高的需求，需要根據(jù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設計、工藝、研發(fā)、生產(chǎn)、物流、供應鏈、監(jiān)測、管理、診斷、維護、銷售和服務等環(huán)節(jié)不同的業(yè)務需求，進行資源和服務質量的智能定制和管控。同時工業(yè)網(wǎng)絡的安全指標比互聯(lián)網(wǎng)更加苛刻，需要確定性毫秒級時延、需要高可靠的網(wǎng)絡隔離性、需要具備識別和抵御來自內外部安全威脅的能力，實現(xiàn)網(wǎng)絡安全與物理安全的真正融合。多模態(tài)網(wǎng)絡為工業(yè)網(wǎng)絡提供了三大智能化閉環(huán)，分別是生產(chǎn)控制優(yōu)化閉環(huán)、運營決策優(yōu)化閉環(huán)和應用創(chuàng)新優(yōu)化閉環(huán)，通過數(shù)據(jù)感知、分析決策和控制執(zhí)行實現(xiàn)對產(chǎn)品生產(chǎn)、工廠運營和應用創(chuàng)新的智能化改造。其中生產(chǎn)控制優(yōu)化閉環(huán)作用于工廠內網(wǎng)，根據(jù)工廠內部人力、設備和物料等資源規(guī)劃產(chǎn)品生產(chǎn)方式；運營決策優(yōu)化閉環(huán)作用于工廠外網(wǎng)，根據(jù)工廠能力、用戶需求、物料供應等信息設計工廠的運營機制；應用創(chuàng)新優(yōu)化閉環(huán)作用于工業(yè)云平臺，以智能化生產(chǎn)、網(wǎng)絡化協(xié)同、個性化定制、服務化延伸等創(chuàng)新方向為目標對整個工業(yè)網(wǎng)絡進行管理和控制，調整和優(yōu)化產(chǎn)業(yè)鏈和價值鏈。此外，多模態(tài)網(wǎng)絡從網(wǎng)絡構造層面將傳統(tǒng)網(wǎng)絡的附加式安全模塊替代為網(wǎng)絡內生性安全能力，在應用、數(shù)據(jù)、控制、設備、網(wǎng)絡等方面滿足工業(yè)網(wǎng)絡苛刻的安全需求。無論對已知風險還是未知威脅導致的確定或不確定擾動效果，PINet都能將其變換為概率可控的可靠性問題，并且借助成熟的可靠性理論和方法解決，維持系統(tǒng)服務功能和性能的魯棒性，在滿足工業(yè)需求的安全技術和管理體系的同時，識別和抵御安全威脅，化解各種安全風險。移動接入網(wǎng)絡用網(wǎng)場景以車聯(lián)網(wǎng)場景為例，其以智能網(wǎng)聯(lián)汽車為中心，分別形成了車與云、車與車、車與路、車與人和車內五種通信形式。其中車外通信的核心需求在于各通信主體在移動過程中的網(wǎng)絡保障，特別是對確定性時延有嚴格的需求，以支撐車體定位、控制信號的實時性，滿足未來調度系統(tǒng)的性能要求。這就要求網(wǎng)絡能夠保證IP地址在移動中發(fā)生變化、切換的時候，上層業(yè)務不中斷而且?guī)缀鯖]有時延影響，以保證車輛安全駕駛及用戶體驗。車內網(wǎng)絡可以與車外網(wǎng)絡交互游戲數(shù)據(jù)、視頻資源、實時路況等信息，給駕駛員和乘客提供交互性娛樂設施、高清視頻播放、路線導航、自動駕駛等多樣化服務，還可以利用