導(dǎo)讀：
■ 現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施核心技術(shù)受制于人，網(wǎng)絡(luò)主權(quán)與數(shù)據(jù)安全的基礎(chǔ)建立在別人的墻基上，始終是我們最大的隱患。
■ 創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)發(fā)展范式，構(gòu)建多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，可從根本上跳出別人預(yù)設(shè)陣地，打造獨(dú)創(chuàng)、獨(dú)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，支持“雙循環(huán)”的加速形成。
■ 初步判定，全球在未來15年內(nèi)，會(huì)出現(xiàn)關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系演進(jìn)變革的窗口期，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)體系正處于根本性轉(zhuǎn)型發(fā)展的前夜，抓住機(jī)遇勇于創(chuàng)新，完全可能在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展范式方向上取得創(chuàng)新突破并獲得引領(lǐng)地位，實(shí)現(xiàn)彎道超車，獲得網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的影響力和主導(dǎo)權(quán)。
隨著信息網(wǎng)絡(luò)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的深度融合，已經(jīng)發(fā)展了50多年的互聯(lián)網(wǎng)開始暴露“基因缺陷”，功能、性能、安全性、可擴(kuò)展性等問題愈發(fā)凸顯。為解決現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)瓶頸問題，我國開始探索基于新發(fā)展范式構(gòu)建多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，并啟動(dòng)“十四五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)與通信”重點(diǎn)專項(xiàng)攻關(guān)。
“在萬物互聯(lián)的產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)越來越難以滿足多樣化場景對時(shí)延、抖動(dòng)等服務(wù)質(zhì)量需求，多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境代表了信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。”近日，記者專訪中國工程院院士、之江實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域首席科學(xué)家鄔江興，走近我國自主創(chuàng)新的多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是實(shí)現(xiàn)信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展范式創(chuàng)新的抓手
記者：什么是多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境？
鄔江興：目前，5G網(wǎng)絡(luò)缺乏豐富應(yīng)用場景的一個(gè)主要原因就是缺乏針對垂直行業(yè)應(yīng)用特點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。類似5G，眼下各類新興網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的需求不斷變化且各不相同，在標(biāo)識(shí)定義、交換體制、路由協(xié)議等方面的設(shè)計(jì)也千差萬別，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)分離的互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展范式遏制了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用部署環(huán)境的構(gòu)建，已成為各類新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的桎梏。
多樣化的業(yè)務(wù)需要多元化的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系支撐。我們針對各垂直行業(yè)和應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)體系與恒定時(shí)延、時(shí)間敏感、時(shí)延抖動(dòng)、無錯(cuò)傳輸、遠(yuǎn)程同步等差異化的業(yè)務(wù)性能需求，提出了多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境使得這些多元化的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系能在統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施（即底座網(wǎng)絡(luò)）中共生共存，并通過“即插即用”底座接口實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系的智能化部署，從而用多元化的技術(shù)體系適配各類型個(gè)性化、專業(yè)化應(yīng)用需求。
多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境可以理解為一種新型的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，就好比數(shù)百萬個(gè)通信塔/基站及其互聯(lián)設(shè)施服務(wù)3G、4G、5G網(wǎng)絡(luò)那樣，這個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施能支撐電信運(yùn)營商、工業(yè)企業(yè)、服務(wù)提供商等各類企事業(yè)單位基于標(biāo)準(zhǔn)或自有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系的數(shù)字通信與智能計(jì)算，支持各種應(yīng)用和業(yè)務(wù)在這樣一個(gè)“網(wǎng)絡(luò)之網(wǎng)絡(luò)”的基礎(chǔ)設(shè)施中部署和運(yùn)行。
記者：為什么需要多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境？
鄔江興：在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展初期，最多時(shí)有上百種網(wǎng)絡(luò)。這些網(wǎng)絡(luò)互不相通，就像有上百種方言，IP協(xié)議解決了這些網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通的問題。如今，IP協(xié)議逐漸發(fā)展為互聯(lián)網(wǎng)“大一統(tǒng)”的協(xié)議，用于承載所有業(yè)務(wù)，就像小馬拉大車，越來越難以滿足多樣化場景對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的需求：
網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度急劇膨脹，背離了“簡單就是美”的設(shè)計(jì)初衷。截至2020年底，RFC（關(guān)于互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)資料匯編）數(shù)量已達(dá)8000多項(xiàng)，遠(yuǎn)超2000年時(shí)的2000余項(xiàng)；主流的核心級(jí)路由器軟件代碼量普遍達(dá)到上億行。
雖然目前的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)理論上可以實(shí)現(xiàn)大部分功能，但性能卻遠(yuǎn)低于期望品質(zhì)。進(jìn)入產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)的對象不僅是人，還有傳感器、機(jī)器設(shè)備、控制裝置等。人們上網(wǎng)時(shí)對網(wǎng)絡(luò)時(shí)延不太敏感，但機(jī)器/工業(yè)系統(tǒng)則需要低時(shí)延高可靠的網(wǎng)絡(luò)性能保障。
堆疊式發(fā)展的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，功能安全與網(wǎng)絡(luò)安全問題相互交織，無論是軟硬件代碼中存在的未知漏洞后門、病毒木馬等安全威脅，還是隨機(jī)性失效引發(fā)的可靠性問題都日趨嚴(yán)重。迄今為止，還沒有一體化的理論與技術(shù)解決辦法。
在算力網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，僅以信息或數(shù)據(jù)的端到端傳送為目標(biāo)的互聯(lián)網(wǎng)，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足云計(jì)算、邊緣計(jì)算和分布式計(jì)算等一系列新興服務(wù)的需要。一網(wǎng)獨(dú)大，意欲解決所有應(yīng)用的愿望理論上就不可能實(shí)現(xiàn)。
正是為解決現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)存在的諸多問題，我國自主創(chuàng)新，提出了基于網(wǎng)絡(luò)發(fā)展新范式的多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
記者：多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為什么是實(shí)現(xiàn)信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展范式創(chuàng)新的抓手？
鄔江興：網(wǎng)絡(luò)發(fā)展范式是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)某一階段所依據(jù)的思維視角、理論基礎(chǔ)、方法論和實(shí)踐規(guī)范，是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的世界觀和方法論。目前，網(wǎng)絡(luò)發(fā)展大致經(jīng)歷了“網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)一體化”“綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)”“網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)分離”三種范式，我們目前處于“網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)分離”的發(fā)展范式階段。
為適應(yīng)多元化網(wǎng)絡(luò)及多樣化應(yīng)用共生與共存、演進(jìn)與變革、功能安全與網(wǎng)絡(luò)安全兼容并蓄的時(shí)代要求，必須建立網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系與支撐環(huán)境相分離的發(fā)展范式，即信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展第四范式，將現(xiàn)有或未來的各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系以模態(tài)的形式，實(shí)現(xiàn)多種網(wǎng)絡(luò)模態(tài)在同一技術(shù)物理環(huán)境內(nèi)的共生共存、獨(dú)立演進(jìn)與變革、模態(tài)間安全隔離和內(nèi)生的安全防護(hù)功能等。
多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境既能保障各類業(yè)務(wù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系的自我完善和發(fā)展，又能實(shí)現(xiàn)多元網(wǎng)絡(luò)的智能、高效、安全一體化部署和管理，因此它是實(shí)現(xiàn)信息網(wǎng)絡(luò)“技術(shù)體系與支撐環(huán)境相分離的發(fā)展范式”的抓手。
多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境研發(fā)已有基礎(chǔ)
記者：我國在多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境研發(fā)方面都有哪些布局？
鄔江興：“十三五”期間，科技部在國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃中先后啟動(dòng)了“多模態(tài)智慧網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)與原理平臺(tái)”項(xiàng)目、“多模態(tài)智慧網(wǎng)絡(luò)環(huán)境（PINE）及驗(yàn)證應(yīng)用示范”課題等，由國內(nèi)二十余家科研機(jī)構(gòu)開展協(xié)同攻關(guān)，圍繞多模態(tài)網(wǎng)元、模態(tài)開發(fā)與組網(wǎng)等開展先導(dǎo)性驗(yàn)證。
目前，多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境作為網(wǎng)信領(lǐng)域發(fā)展的抓手，已成為我國科技發(fā)展重要任務(wù)。我國在“十四五”期間啟動(dòng)國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)與通信”重點(diǎn)專項(xiàng)，開展多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)核心芯片、設(shè)備、關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng)新環(huán)境研究，為我國產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展提供重要支撐。
記者：之江實(shí)驗(yàn)室搭建的多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境目前進(jìn)展如何？
鄔江興：之江實(shí)驗(yàn)室牽頭承擔(dān)了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“多模態(tài)智慧網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)與原理平臺(tái)”項(xiàng)目，聯(lián)合信息工程大學(xué)、北京交通大學(xué)、清華大學(xué)、中國信息通信研究院、中國電信、廣東省新一代通信與網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新研究院、烽火通信、邁普通信等優(yōu)勢團(tuán)隊(duì)，在多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和機(jī)理設(shè)計(jì)、新型網(wǎng)元與多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)原理平臺(tái)研制、多模態(tài)共生控制與網(wǎng)絡(luò)管理運(yùn)維等方面取得重要突破，在業(yè)界率先研制出多模態(tài)智慧網(wǎng)絡(luò)原理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)容、身份、地理位置、工控和IP等5種不同技術(shù)體系在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中的共生共存、獨(dú)立演進(jìn)與變革，并可支持以軟件定義方式靈活新增和擴(kuò)展更多網(wǎng)絡(luò)模態(tài)。
該平臺(tái)的研發(fā)，有力支撐了多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)科研實(shí)驗(yàn)，為后續(xù)進(jìn)一步開展試驗(yàn)網(wǎng)組網(wǎng)與應(yīng)用示范，以及“十四五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)專項(xiàng)相關(guān)任務(wù)布局等提供了有力的先導(dǎo)性技術(shù)支撐。
記者：多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的核心技術(shù)突破有哪些？
鄔江興：我們研究突破了多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的三大技術(shù)，即網(wǎng)絡(luò)基線全維可定義、網(wǎng)絡(luò)智慧化管控和網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生安全構(gòu)造。
一是網(wǎng)絡(luò)基線全維可定義技術(shù)。新興網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)形態(tài)層出不窮，對底層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的承載能力不斷提出新的挑戰(zhàn)，而傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)單一、功能封閉，硬件設(shè)備通常無法及時(shí)完成更新和升級(jí)，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力和應(yīng)用業(yè)務(wù)需求之間長期存在“代溝”。網(wǎng)絡(luò)基線全維可定義技術(shù)打造完全透明的基礎(chǔ)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)元設(shè)備、協(xié)議控制、網(wǎng)絡(luò)資源、節(jié)點(diǎn)能力、網(wǎng)絡(luò)接口、轉(zhuǎn)發(fā)控制、承載方式等要素的全方位開放，為開展網(wǎng)絡(luò)模型部署和運(yùn)行提供基礎(chǔ)環(huán)境。
二是網(wǎng)絡(luò)智慧化管控技術(shù)。多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境支持各種用網(wǎng)需求以網(wǎng)絡(luò)模態(tài)的形式進(jìn)行智能加/卸載或運(yùn)行。在引入人工智能技術(shù)后，可建立“感知、決策、適配”一體化的網(wǎng)絡(luò)智慧化管理與控制機(jī)制，各種網(wǎng)絡(luò)模態(tài)的技術(shù)演進(jìn)、業(yè)務(wù)發(fā)展、應(yīng)用創(chuàng)新及運(yùn)維管理均屬于網(wǎng)絡(luò)模態(tài)或技術(shù)體系的創(chuàng)建者或擁有者，各自均可以獨(dú)立部署或演進(jìn)發(fā)展。
三是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生安全構(gòu)造技術(shù)。當(dāng)前，鏈路與節(jié)點(diǎn)故障、系統(tǒng)漏洞等新型互聯(lián)網(wǎng)安全威脅層出不窮。網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生安全構(gòu)造技術(shù)依據(jù)“結(jié)構(gòu)決定安全”“系統(tǒng)大于部分之和”的理念，構(gòu)造出新型擬態(tài)防御技術(shù)，從而打破網(wǎng)絡(luò)未知威脅的周期性作用，可提高網(wǎng)絡(luò)空間的整體安全性。
通過這三大技術(shù)，多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境能夠使網(wǎng)絡(luò)的功能形態(tài)靈活高效地適應(yīng)復(fù)雜多變的社會(huì)發(fā)展需求，突破了技術(shù)體系迭代“總把新桃換舊符”“推倒重來”的缺陷，給網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系及其業(yè)務(wù)和性能發(fā)展提供了充分的創(chuàng)新空間，讓傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的“高延遲”“高成本”“難管控”等問題成為歷史。
推動(dòng)多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境落地應(yīng)用
記者：我們需要多久才能應(yīng)用多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境？將有望在哪些領(lǐng)域最先應(yīng)用？
鄔江興：實(shí)際上，多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境在現(xiàn)實(shí)社會(huì)的應(yīng)用已經(jīng)在不斷推進(jìn)中，各種新型網(wǎng)絡(luò)模態(tài)在諸多行業(yè)網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)得到部署和應(yīng)用，如身份標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)、地球剖分網(wǎng)絡(luò)、分布式計(jì)算網(wǎng)絡(luò)等，這些應(yīng)用已經(jīng)展現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力和應(yīng)用效果。
結(jié)合目前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用發(fā)展趨勢，多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境有望在離用戶創(chuàng)新側(cè)最近的領(lǐng)域率先部署和應(yīng)用，如云網(wǎng)融合基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、行業(yè)專網(wǎng)、天地協(xié)同網(wǎng)絡(luò)等。
我相信，多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境將對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和應(yīng)用產(chǎn)生革命性影響，其在信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中的應(yīng)用會(huì)越來越廣泛，將深度融合于金融、能源、工業(yè)等經(jīng)濟(jì)社會(huì)領(lǐng)域中，有效提升社會(huì)的創(chuàng)新力和生產(chǎn)力。
記者：應(yīng)用多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境將對國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生哪些深遠(yuǎn)影響？
鄔江興：現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施核心技術(shù)受制于人，網(wǎng)絡(luò)主權(quán)與數(shù)據(jù)安全的基礎(chǔ)建立在別人的墻基上，始終是我們最大的隱患。尤其是在中美博弈的新形勢下，要加快構(gòu)建以國內(nèi)大循環(huán)為主體、國內(nèi)國際雙循環(huán)相互促進(jìn)的新發(fā)展格局。
創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)發(fā)展范式，構(gòu)建多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，可從根本上跳出別人預(yù)設(shè)陣地，打造獨(dú)創(chuàng)、獨(dú)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，支持“雙循環(huán)”的加速形成。
初步判定，全球在未來15年內(nèi)，會(huì)出現(xiàn)關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系演進(jìn)變革的窗口期，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)體系正處于根本性轉(zhuǎn)型發(fā)展的前夜，抓住機(jī)遇勇于創(chuàng)新，完全可能在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展范式方向上取得創(chuàng)新突破并獲得引領(lǐng)地位，實(shí)現(xiàn)彎道超車，獲得網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的影響力和主導(dǎo)權(quán)。
記者：推動(dòng)多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境應(yīng)用，需要哪些政策措施？
鄔江興：結(jié)合當(dāng)前國內(nèi)外發(fā)展形勢和新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)，建議從三個(gè)方面制定相應(yīng)政策和措施：
一是由國家主管部門牽頭，建立跨部門、跨區(qū)域、跨機(jī)構(gòu)的組織協(xié)調(diào)機(jī)制，科學(xué)決策和統(tǒng)籌部署推進(jìn)多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和應(yīng)用研發(fā)任務(wù)；二是依托重大科研平臺(tái)開展任務(wù)協(xié)同攻關(guān)，有機(jī)整合“產(chǎn)學(xué)研測用”優(yōu)勢科技資源，為自主創(chuàng)新科研成果在國家建設(shè)中落地提供支撐；三是探索科研任務(wù)和項(xiàng)目組織實(shí)施的新模式，推動(dòng)多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境研發(fā)的“揭榜掛帥”“賽馬制”等措施，充分激發(fā)各類創(chuàng)新主體的活力和研發(fā)動(dòng)力。
