下一个十年，未来智能网络是互联网转型新战场

作者：中国科学技术大学校长助理 吴枫

今天， 互联网 又重新站在了新的转折点上。

AI、IOT物联网等新技术的爆发式应用，5G商用、新基建政策的加速推进，云计算市场的快速增长等都使网络数据呈几何倍数增长。现有互联网的可扩展性、移动性、安全性、可靠性等正面临巨大的挑战，网络的可持续发展成为全球关注的焦点。

在国内，新基建下网络的创新式发展和变革，将成为推动产业升级和转型的基础 性生产力，而智能化网络的构建恰恰是提升生产力的突破口，毫无疑问，未来智能网络将成为又一国家战略技术。

同时也要看到，未来智能网络相关技术尚未成熟，从实验室走向产业尚需一个过程，通过充分联合产业代表，以产学研合作推动科研成果高速转化，将是未来智能网络走向完善成熟的关键一环。

中国科学技术大学校长助理 吴枫

产业发展与新基建的加速

随着数字化基础设施在网络上不断的“加码”式奔跑，升级转型的各行各业清晰的意识到：传统网络在算力、融合性、算法上远远无法适应新业务的需求，只有克服现有互联网体系结构缺陷，研究出适合未来网络应用创新的关键技术以及网络核心设备和系统，才可以助力新技术业务的发展。

实际上，构建未来智能网络体系架构，并不是最近才开始的。早在数年前，国与国、企业与企业之间的竞技赛已悄然打响。

首先，这是大国博弈的又一重要阵地。

我们国家虽然是网络大国，却并不是网络强国，在传统互联网领域，核心技术一直垄断在西方国家手里。

用新的网络体系架构适应新技术的应用，研发出未来网络核心的设备和系统成为各国网络布局的核心。其中，由于网络的复杂性，建设未来网络试验设施，更成为推动未来网络技术创新和体系演进的必要前提，也因此成为世界大国博弈的战略要地。

早在2005年开始，美国、欧盟、日本等已抢先进行了未来网络领域基础研究布局。十二五期间，我国在《国家重大 科技 基础设施建设中长期规划(2012~2030年)》中提出未来网络试验设施的建设任务CENI，联合南京总中心未来网络创新研究院、清华大学、合肥分中心中国科学技术大学、深圳分中心深圳电信研究院多股社会力量，共同加码智能网络建设，为突破未来网络基础理论和承载新一代互联网实验提供支撑。

其次，政策明朗，新基建加速智能演进。

新基建抢占行业应用风口的背后，是创新业务模式的根本性改变。

新兴业务服务由于多种智能化技术的加持，需要网络具备更多的可扩展性、移动性、安全性、能耗、服务质量以及可靠性。然而，现有的互联网设计是网络的简单转发，智能在云或边缘，网络无感知、无认知、无自我解释能力。

这个问题怎么解决？智能网络便在此应运而生。

简单来说，智能网络通过综合业务需求与网络状态，利用人工智能技术，演算出最适合业务需求的网络资源分配方案，并对业务趋势进行预测，能快速自动适应未来业务变化，这就为业务的可持续化打下了最坚实的基础。

应该说，将人工智能与网络空间融合，实现网络空间领域的智能感知，是历史赋予互联网发展的新的使命和机遇。

智能网络设施赋能未来网络智能化演进

过去30年间，计算机算力提升超过了100万倍。以深度学习和海量算力为支撑的第三次人工智能浪潮为网络智能化创造了新的机遇，通过将人工智能与网络空间融合，实现智能感知、智能通信、智能安全以及智能网络应用，支撑网络空间自主运行，实现其自管理、自恢复和自保护。

对此，CENI项目中，以智能网络为长期课题的中国科学技术大学未来网络团队提出了感知、计算、存储一体化智能网络的基本思路，以此实现智能感知传输、计算引领传输和存储帮助传输。

网络智能化演进首先需要实现网络感知，积累网络知识，在网络控制面和数据面基础上形成知识面来指导网络自主高效运行。网络具备自主运行的智能，本质上是要形成感知、学习、决策和执行的闭环，通过感知网络状态和应用需求，智能适配网络和应用，提供自动化的网络服务策略，包括网络自主运维、网络自优化、网络可视化、态势预测和网络自保护，构建基于知识驱动的智能网络。

网络智能要落地网络设施，关键问题是网络的核心设备要能承载网络专用智能算法。为此，中国科学技术大学未来网络团队和紫光股份旗下新华三集团共同研发了感知、计算、存储一体化的智能交换机iSwitch，通过在智能交换机集成高性能的CPU和GPU来实现算力升级，采用了多项创新的设计，突破了基础架构的融合极限。

首先在未来网络大运算能力要求上，其具备的123T的浮点运算能力，相比之前的网络处理器，性能得到了指数级别的提升，解决了以往制约网络智能化的算力问题，可以支持同时执行1000种以上的模型训练，充分满足复杂网络的AI需求。

其次，从智能应用的角度上来看，iSwitch具备的这些动态化感知智能能力从根本上解决了业务部署中面临的复杂难题，能帮助现有网络在组网上实现从刚性结构向未来智能网络的柔性结构转变。基于iSwitch智能能力，未来网络还将在控制上从一维资源向多维资源转变，服务上从尽力而为传输向内容智能服务转变，安全上从被动修补式防御向全链条主动安全转变。

洞见与落地，生态共赢

未来智能网络是互联网转型的关键突破口，中国科学技术大学未来网络团队联合新华三集团推出的智能交换机iSwitch可以说恰恰是撕开这一突破口的利器，也是双方在推进未来智能网络进程中“产学研”合作价值迸发的佐证：

通过与行业顶尖企业合作打通技术研发端与产业应用端的通路，并进而以企业落地实践反哺技术研发，克服科研成果曲高和寡的弊端。中科大与新华三在基础网络设备上实现共同研发和落地即证明，这是一条行之有效的解决路径。

对于中国的未来智能网络而言，下一步，即针对新的网络体系机构、关键技术、核心设备及新型应用的长期测试与评估已经开启，而这更需要调动更多资源，集合科研院校、产业代表等为代表的多方力量协力推进。

目前，中国科学技术大学国家重大科技基础设施已经成立合肥运行管控中心，构建了三大系统，其中包括可提供覆盖8个城市13个节点的深度可编程网络的基础网络系统、可提供试验快速部署专用工具和测量工具的创新试验系统以及开放服务系统，同时实现与国内对等未来网络实验设施系统对接，对标国际未来网络试验平台开展国际化合作，接轨全球化发展共享网络试验资源。

值得一提的是，该未来智能网络实验装置将与第三方自治实验设施联盟，引入真实的实验用户与业务内容，对于未来智能网络的大规模部署来说，来自产业的力量至关重要。

一句话，中国未来智能网络创新需要共赢共生。开放与协作，是激发更大变革力量的加速马达。

相信，随着新基建更加深入的落地推进，以互联网为基础形成的网络空间将继续发展成为继海、陆、空、太空之后的人类第五疆域。包括中科大、新华三集团在内的产学研生态合作伙伴将携手共同抓住互联网技术更新换代带来的历史机遇，牵手更多产业链合作伙伴，持续推进未来智能网络的技术创新与生态合作，协力推动中国IT产业的整体崛起，助力网络强国建设与信息安全战略落地。