网络演进发展带来的机遇和挑战以及各国应对策略

网络演进发展带来的机遇和挑战 以及各国应对策略 刘韵洁 2009 8 21 提 纲 第二部分 网络融合已成为业界共识 第三部分 未来网络发展的前景 （一）网络融合的背景 （二）国内外网络融合的发展概况 承载网的融合 控制与业务的融合 移动与固网的融合（ 三网融合 第一部分 网络发展面临的形势 （一）社会对网络的依赖将无处不在 （二）流量需求的增长远远高于业务收入的增长 （三） （一）社会对网络的依赖将无处不在 问题的提出： 009年提出“智慧地球”的概念 从 “ 互联网 ” 到 “ 物联网 ” ，让科技真正更深刻的渗透并融入经济生活、社会生活的主体中来，提供可持续发展的可能，能而有慧，让智慧引导地球，就是 “ 智慧地球 ” 的主旨。 智慧社会的实施将是全球信息化的一个里程碑 智慧社会将使得网络就像人体的血管、神经将延伸到社会的每个细胞，对网络的可扩展性、安全性、可靠性以及服务质量等将提出更高的要求。 （二）网络流量的增长越来越快，利润空间越来越小 B 10 20 30 40 50 60 2000 2001 2002 2003 2004 $0 $10 $20 $30 $40 $50 B 互联网流量以每年 80%速度增长 流量需求的增长远远高于业务收入的增长 *1 01 0 , 0 0 02 0 , 0 0 02005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012PB/n te r n e t V i d e o T VI n te r n e t V i d e o o I PV i d e o C o m m u n i c a ti o n sG a m i n W e b / D a 2012 年视频流量将占总流量的 50% 20071% 2007 2007动互联网创造新的商业模式 移动互联网催生出越来越多的手机应用类型，而这些应用也越来越多的使用网络 结合了互联网内容和移动网络位置信息的交友网络是极为典型的移动互联网应用 大量的 互联网 应用被移植到无线互联网 (终端 )上， 并融合了无线、移动特色 个人应用 : 基于位置的社交网络，移动在线视频 1）域间路由收敛变慢，网络稳定性下降 根据 界网关协议）更新频率平均达到 6次 /s，一天累计 50万次以上。 2）网络设备成本增加 2006年 11月， 特网架构委员会）在阿姆斯特丹召开的会议上上认为：路由增长速度已超过硬件性能的提升速度。 3）设备能耗增加过快 互联网能耗已占全球耗电量 且每年 8% 10%的增长。 4)计 012年耗尽 1. 带来的问题： 每秒更新和撤消前缀路由速率 （来源： ） （来源： ） （三）网络中的问题越来越严重 据统计，由于网络安全问题（恶意攻击、病毒等），造成的损失全球每年约 1800亿。 现有的 接入地址不真实，源数据难标识和验证。 目前互联网的安全不是一个系统性的解决方案，基本处于被动应对状态。 美国成立白宫网络安全办公室，五角大楼成立了网络司令部。 英国随即宣布成立网络安全办公室和网络安全行动中心，开始组建“网络兵团”。 2. 安全性问题 A B C D E 路由器技术的问题 不能测试，不能感知网络实时状态 路由器间不能交换网络实时状态信息 法只根据网络的静态拓扑结构数据库进行 即：没有流量工程 没有操作维护管理 资源管理功能 3. 不可控、不可管、 由器 解决思路 (1)： 在路由器中增加 掌握网络资源情况：中继电路带宽、各节点端口及交换容量、优先队列数据和网络拓扑确定的路径等 在网络运行过程中发生故障和拥塞或新的资源呼叫时，对网络资源进行及时调整的功能 通过增强的 术，实现对承载的每一类业务分配相应的资源，实现了在一个 路由器改造的技术方案已开始被业界接受 在路由器上增加 能的技术方案，现已被 行业的大公司所采纳 2005年 ,两公司联合向 交的双向失效检测 准就是 图所示） 行业对此方案已有广泛的认同。华为 也在按此思路改造其设备 2005 以上技术思路已成为设备制造商的解决方案 解决思路 （ 2） 重叠网络是一种运行在一个或多个已存在网络之上的网络，提供特定的附加功能。其将在一个或多个方面改变下层网络的性能、功能或特性。 应用层 重叠网络 解决组播、安全、 这种“打补丁”的方式还能维持多久？ 目前南北两网长期拥塞严重，如何保证智慧社会以及工业化与信息化融合战略的实施？建议在各个省会城市直接互联，负载超过容量的 70时无条件扩容。 中国的互联网是全球第一大网，为何还是要向美国互联网结算？而美国 8个互联网之间互不结算。 反思与建议 美国有家 互联网服务提供商 美国的 根据 布的数据，美国 规模差距比较 直接 到达其他网络 24,360,394 2222 44,899,115 2433 19,326,194 1443 26,279,187 2146 大数 44,899,115 2,433 小数 19,326,194 1,443 大差距占比 57% 41% 13% 中国电信 70,058,196 82 国联通 35,058,196 47 距占比 49% 43% 2% 提 纲 第二部分 网络融合已成为业界共识 第三部分 未来网络发展的前景 （一）网络融合的背景 （二）国内外网络融合的发展概况 承载网的融合 控制与业务的融合 移动与固网的融合（ 三网融合 （三）我们的机遇 第一部分 网络发展面临的形势 （一）社会对网络的依赖将无处不在 （二）流量需求的增长远远高于业务收入的增长 （三） (一 ) 网络融合的背景 视频网 话音网 移动数据网 传统数据网 目前各网络分离存在 综合承载网络 多种业务接入 网络控制点 演进 一个业务建一个网络 多个业务建多个网络 一个统一网络平台 同时提供多种业务 互联网 视频网 移动数据网 互联网 传统数据网 话音网 ？ 70 年代 80 年代 90 年代 目前 基于电路交换 综合业务数字网 联网 基于路由器技术 于 综合业务数字网 带 分组技术 多业务 功能分离服务质量 平等接入 广泛的移动性 下一代网络 电信界、 业务 开发 业务互通 业务开通 业务 一致性 竞争力 信运营商的困扰：复杂的网络 高昂的成本 网络的重叠：多个无线网络， 3G；个数据网络 不同的设备商 超过数千个网络节点 数十个网络、业务平台 网络融合是业界长期追求的目标，也是个长期的过程 网络融合的动力是降低成本，增加利润，同时也是用户的需求、业务发展的需求 网络融合涉及网络承载网、业务控制、终端、应用等各个领域 网络融合成为全球业界的共识 著名咨询公司 004年咨询报告中指出：全球 20家收入最大的电信公司中有 17家也开始采用 （二）承载网的融合 网络融合案例 1 大型全业务运营商；数据业务遍布全球 150个左右国家。 历经多次公司并购 ( )， 曾拥有数量庞大的网络。 其网络融合效果良好，经验值得借鉴。 单业务、叠加网络的模式被融合的统一网络架构所取代 节省了数十亿投资 多张物理网 一个业务一张网 一张物理网 , 多个逻辑网 (边缘 ) 同时支撑新老业务 R 数据，语音 据，语音，视频 据，语音，视频 音 + P P P P 008 - 2010 P to a to on of (VZ 007. ? 讨论中 M X A&M/T 0082009 H 国电信） 21进 从多个单业务网络到单个多业务网络 更少的网络设备 简化网络管理 快速服务提供 中华电信网络 8 3 1阶段整合计划 3G 现有网络 G 一阶段 中华电信网络 8 3 1阶段整合计划 3G P 单一网络服务架构 中华电信网络 8 3 1阶段整合计划 在一个统一的网络平台上通过设计多个逻辑虚拟专网实现多业务 每个虚拟专网根据对应的业务确立自己的 虚拟专网之间互相隔离，解决了网络可靠性问题 实现了电信网、计算机网和视频网的业务融合，为网络融合提供了一条可行的技术途径 率先在全国 330个城市 实现语音、视频、互联网、数据和 网络融合 在一个物理网络平台上如何同时运行多个业务网 （三）控制与业务的融合 解决业务体系垂直独立，实现彻底的分层融合 垂直独立的业务体系 一资源：共享数据、单一用户属性、完整的用户体验 统一汇话控制 接入独立 消除多中业务解决方案 支持全球漫游 业务的连贯性和持续性 简化、汇聚应用 不同网络，同一应用 应用与网络独立 降低开发和实现成本 M SS P of to y y s 2007年 12月开通 应用：基本 击拨号 ( D 优势：更可靠的网络体验，更高的网络容量 30万户家庭 2010年底，目标 300万用户 制下的 2007年 6月开通 应用： 2010年底，目标 30万用户 阶段 1 : 固网 /宽带 /移动业务捆绑在 “ IT 阶段 2 : 互动性固网 /宽带 /移动业务通过业务平台实现互联互通 阶段 3 : 无缝固网 /宽带 /移动业务通过多模 终端和共享接入方式实现 通过 构 整合 2004 2005 2006 2007 2008 于 合业务 业务平台融合 接入使能的融合 网络融合 国电信）全业务运营的基础：网络融合 分阶段按计划实施网络融合是 法国电信）网络融合的技术选择： 8 2 4 M 4 7 2 5 E 4 1 W Z 1 3 3 4 9 5 S I S 7 S 3 1 3 P 11 7 1 2 2 6年 施网络融合计划 T 6%，技术上依赖于 2007年 7月， 350,000 2.3 2005年， 8%股份， 2006 0% 20078%易完成后 随后 通过收购 展全业务运营，与 合业务的技术选择： 通过 通过 通过 动融合的创新型业务进一步提升市场竞争能力 为可以挑战 时面临着更大的竞争压力 通过 供融合业务，降低 高竞争力 德电（匈牙利）： M/P M P T MS （四） 移动与固网的融合（ 有线带宽是无限的 ： 从 80年代以来，光纤通信的带宽平均每 5年提高 10倍，价格平均每 3年下降一半。潜力非常巨大！ 无线带宽是有限的，但应用是无限的 ： 可用的无线频谱资源有限，无线资源将更加紧张。 3目标与阶段 统一视频 统一接入统一认证 统一平台 统一消息 统一通讯录 统一支付 统一号码 统一套餐统一帐单 平台融合 控制融合 阶段 V：融合数据库 阶段 务平台、数据库互通 阶段 I： 阶段 入认证融合 阶段 载网络融合 阶段 制融合 阶段 合业务平台 3G 008 2009 2010 2011 接入融合 阶段 庭网关、家庭网络 2012 网络融合四阶段 室内环境将成为无线宽带的主战场 移动网络对 固定网络的渗透 多媒体数据业务 逐步增长 3业务以室内为主 固定网络呈下降趋势 用户选择更多地偏向移动网络 用户希望得到更好的室内无线覆盖 数据业务处于主体地位 手机电视、电影、游戏下载等业务将持续增长 数据业务的增长对网络容量提出了更高的要求 50%70%的数据业务发生在室内环境 高频率无线信号的穿透能力不理想 固定网络和 移动网络逐步增长 无线数据业务 应用不广 2业务以室外为主 23G 时代 2001 2006: 数据业务占整体收入的不足 20% 大部分业务发生在室外环境 相关技术实现 免执照移动接入 间建立一个宽带 许用户在 宽带接入和 能 100%利用现有核心网资源，增加设备只有 需部署 成熟的标准，获得业界的广泛支持，已成为 3来 平衡现网和演进核心网的投资，低成本实现 可运营控制（ ） ，支持无缝切换，改善用户体验，并能支持多种业务（双模，固定 本质上是通过 目前的应用与未来的发展 免执照移动接入 大部分运营 商选择 于 以 目前的应用 着眼网络融合，有效提升网络覆盖质量 定宽带 移动网络 室内无线信号质量不高 定移动有效融合 室内无线信 号用户独享 通过 动、宽带业务综合在一起，开创网络及业务融合之路 基于 取基于 低离网率，提高 提供更好的通信质量，手持设备、家用设备方便接入互联网 网络运营成本上优势明显 特点 成本 应用 宏峰窝基站 积大、功率高，用于室外覆盖 6万美元 +基站运维 运营商安装，全国广覆盖 微蜂窝基站 积较小、功率高，用于室外覆盖 2万美元 +基站运维 室外盲点、忙点补充 微微蜂窝基站 型、功率低，用于室内覆盖信号源 2000美元 结合室内分布系统进行室内覆盖 毫微蜂窝基站 体积很小、功率非常低，室内应用 200 300美元 用户在家庭环境自行安装，即插即用 随着用户话务量的逐步增长，宏基站的扩容及维护成本逐步上升， 五）三网融合 国务院批转发展改革委关于 2009年深化经济体制改革工作意见的通知 落实国家相关规定，实现广电和电信企业的双向进入，推动 “ 三网融合 ” 取得实质性进展（工业和信息化部、广电总局、发展改革委、财政部负责） 二九年五月十九日 三网融合的实施阶段 第一阶段 解决广电、电信在网络和业务层面互相准入，以提高网络资源利用率、提高投资回报率、丰富服务内容、提高服务质量，促进行业技术发展。 第二阶段 根据下一代网络技术演进的方向，电信、广电的网络经过改进提升，分别提供综合的多种业务，真正实现网络和业务的融合。 提 纲 第二部分 网络融合已成为业界共识 第三部分 未来网络发展的前景 （一）网络融合的背景 （二）国内外网络融合的发展概况 承载网的融合 控制与业务的融合 移动与固网的融合（ 三网融合 （三）我们的机遇 第一部分 网络发展面临的形势 （一）社会对网络的依赖将无处不在 （二）流量需求的增长远远高于业务收入的增长 （三） 下一代互联网的挑战 互联网是一个巨大的成功，但是 以增量式改进当今设计的方法，我们能够满足明天的需求吗 ? 10到 15年以后，全球网络的需求是什么，那个网络是什么样 ? 构想未来的目的是帮助我们看得比今天更远 如果能够从零开始，我们今天如何重新构想明天的全球网络 ? 不是为了变革而变革，目的是解放思想 引自 : 省理工学院 改变未来互联网的社会和经济因素 审视未来互联网的经济、社会和规章因素 经济学家、政策制定者、社会学家和技术人员需要审视广泛的因素 互联网越来越大的驱动创新、领导经济增长和社会和谐的作用 挑战不仅有来自技术上的制约，更越来越多地涉及到经济和社会因素 引自 :美国自然科学基金 /经济协作开发组织 研讨会 , 2007年 1月 31日 技术驱动力 引自 : 省理工学院 新的网络技术 新的计算技术 互联网是在个人计算机时代成长起来的 蜂窝通信工业在独立的发展 明天 :传感器 , 移动电话 , 嵌入式处理器 , 一百美元的便携式电脑 丰富的业务和服务器 设计的变化将极大地影响个人的选择，控制和创新 以内容为核心的联网 从通道变为平台 旧的互联网 :为发布数据而提供通信通道 未来的互联网 : 建立协作的平台和业务 通信通道将成为信息和业务平台的有机组成部分 网际基础设施和下一代互联网将合二为一 将可能对新的经营模式产生重大影响 引自 : 通道变为平台 解决思路：从头再来（ 任何技术体系都有它的生命周期 进方式难以从根本上解决 从头再来：不受 建全新的网络体系结构 美欧日相关项目介绍 美国 欧洲 日本 前瞻和实施 一个共享设施，以便 同时探索广泛的实验网络和分布式业务 实验网络之间以及与互联网之间的互连 真正的用户来使用实验业务 观察 、 测量和记载实验结果 新的路由器体系结构正在开发之中 将成为美国的第三个研究和教育网络 引自 : 美国自然科学基金 (球网络研究环境 ) 球网络研究环境 ) 行动计划由美国 家科学基金会 )制订并提供支持， 2005年 8月 22日正式公布， 2007年 6月正式启动行动计划，现有众多著名企业、高校和科研院所参与其中。 个是研究计划，一个是全球实验设施。这个设施就是为了确保计划的完成设置的平台，主要是用来有规模性地开发新的网络体系结构的平台。 泛征求各方意见和设计思想，参考其他下一代网络研究项目并开展多项合作，目前在未来网络设计与构架方面的研究处于世界领先地位，占据绝对优势。 示为：物理底层、 和用户服务。如图所示： 为未来网络的础设施供应商和服务提供商。服务提供商根据不同的用户要求提供不同的 租赁设施供应商的物理基础设施。设施供应商的 够为服务提供商的每个 与其他的 理、转发、路由、安全、管理等等功能。实现 网络分割为切片 ,网络虚拟化 ,可编程 移动无线网络 传感器网络 边缘站点 引自 : 美国自然科学基金 盟未来互联网项目的网络和业务基础设施 网络和业务基础设施是经济发展和我们的社会进步的支撑点 目前商业运营的移动终端有 20亿个，互联网有 10亿个用户，另外还有 4亿个可以通过互联网操作的设备 这成为所有领域经营开发的决定因素 不断增长和变化的需求 用户控制的素材和业务 网络 、 业务和设备的融合 现有技术能够，也必须极大地改进 支持更大的规模 、 更多的灵活性 、 更安全可靠 引自 :欧盟 盟未来互联网项目 协调和支持 基于实验的研究 4C， 实验平台 ， 本 & 目标：重新设计网络体系结构 实验床： 外项目的共同策略 支持多方面、开放性的未来网络技术研究 同步建设基于网络虚拟化技术的大规模实验平台 通过实验和实际应用逐步发展出未来的网络体系结构 发展成为未来运营性网络的基础