人工智能助力未来网络发展课件

1、人工智能助力未来网络发展提 纲 第二部分 人工智能给未来网络带来新的机遇 第一部分 未来网络发展趋势和挑战 第三部分 展望 2网络功能：科研型消费型生产型第一代互联网军事与科研阿帕网第二代互联网万维网电子商务与实体经济深度融合4K/8K/VR/AR工业互联网/车联网人工智能/智能推理未来网络（第三代互联网）可扩展性安全性移动性互联网面临的主要问题19691989199020092010可控可管互联网面临严重挑战，未来网络迎来发展机遇20301G2G3G4GGSM, cdmaOne(IS-95)WCDMA, TD-SCDMA, CDMA2000LTE/LTE-Advanced, 802.16m1

2、980s 1990s 2010s 2000s AMPS, TACS5G2020s IMT202034挑战14K/8K、AR/VR、全息等新业务需求不断涌现AR/VR全息投影举例：4K/8K、AR/VR、3D全息等新需求对网络协议的新挑战Bandwidth Computations for different video formats 5目标：更高速率、更低时延ETSI White Paper: Next Generation Protocols Market Drivers and Key Scenarios , 2016.5中国：互联网+、中国制造2025美国：工业互联网德国：工业4.0英

3、国：英国制造2050日本：机器人新战略挑战2互联网与实体经济深度融合全球发达国家“重金融、轻工业”的思维开始扭转，纷纷制定国家级战略，推动互联网与传统行业融合，抢占发展制高点。2016年6月，麦肯锡咨询公司预测到2030年，中国对生产率提升可以使经济规模比目前增加5.6万亿美元。6控制/调整工业生产工厂：产生数据云网络：分析数据形成可视化结果分享结果传输数据控制信令传输结果给互联网带来的挑战：安全可靠：工业数据传输对安全性要求极高实时性：确定性时延、控制/调整工业生产信令需实时下达服务等级区分：付费不同的工厂可以得到不同的QoS服务工业异构异质网络融合技术：多协议、多接口、多格式、多数率全球工

4、业系统与高级计算、分析、感应技术以及互联网技术融合。通过智能机器间的连接并最终将人机连接，结合软件和大数据分析，重构全球工业、激发生产力。互联网与实体经济深度融合是发展必然趋势工业互联网的新需求7未来网络的概念内涵交换计算存储传输未来网络现有互联网IPV4/IPV6高效融合交换普通公路智能交通高速公路信息内容业务应用未来网络的核心要义是在现有网络架构基础上建设智能的网络高速公路8能源互联网工业互联网车联网虚拟网络（128个）“普通车道”“专用车道”“高速公路”“普通铁路”“高铁”“飞机”未来网络要适应与实体经济深度融合。9未来网络的愿景：智能、柔性、可定制推进工业互联网发展部署。加快基于IPv

5、6、工业以太网、泛在无线、软件定义网络(SDN)、5G及工业云计算、大数据等新型技术的工业互联网部署。超前布局未来网络，加快工业互联网、能源互联网、空间互联网等新型网络设施建设，推动未来网络与现有网络兼容发展。加快构建未来网络技术体系，加快建立国家级网络试验床，推进未来网络核心技术重点突破和测试验证。“互联网+”行动计划布局未来网络架构、技术体系和安全保障体系。重点突破大数据和云计算关键技术、自主可控操作系统、高端工业和大型管理软件、新兴领域人工智能技术未来网络纳入国家各类战略规划掌握新型计算、高速互联、先进存储、体系化安全保障等核心技术，全面突破第五代移动通信（5G）技术、核心路由交换技术、

6、超高速大容量智能光传输技术、“未来网络”核心技术和体系架构，积极推动量子计算、神经网络等发展10互联网面临安全、扩展、能耗等可持续发展挑战试验验证是网络研究、设备开发、应用创新的基本方法体系结构理论创新关键技术与机制突破核心设备与系统研发大规模组网验证测试业务创新与验证CENI：全面提升网络创新能力，增强网络产业核心竞争力，保障网络空间安全，确保网络可持续发展工业互联网、能源互联网等互联网与实体经济结合提出新需求与挑战实验验证是互联网研究的基本方法。网络技术的创新与应用需要一个大规模、国家级的实验网络平台。未来网络试验设施项目（CENI: China Environment for Netwo

7、rk Innovations)11建设一个先进的、开放的、灵活的、国际化的、可持续发展的大规模通用试验设施。满足“十三五”和“十四五”期间国家关于下一代互联网、网络空间安全、天地一体化网络等重大科技项目的试验验证需求，获得一批超前于产业5-10年的创新成果，引领产业发展。PVRPVRPVRPVRPVRPVRPVR边缘网络传感器网络4G/5G网络WLAN云数据中心试验工具与测量设施网络测量平台流量仿真系统安全攻击模拟器边缘网络传感器网络4G/5G网络WLAN4个云数据中心（南京北京合肥深圳）骨干交换网络覆盖40个城市40/100G12CENI项目总体建设目标1）为我国网络领域的基础科研创新提供环

8、境；2）支撑运营商、设备商、互联网公司面向新型应用需求的各类创新试验重要研究方向与突破端到端可控的SDN网络实验验证光网络与IP网络融合实验验证具有QoS保障的确定性网络实验验证服务低时延的端局云/边缘计算实验验证基于SDN/NFV的智能内容分发实验验证面向未来的工业互联网实验验证网络人工智能实验验证未来物联网(IOT)实验验证13端到端可控的SDN网络网络操作系统提供智能选路、带宽随需调整、即时开通、全球网络接入能力。企业到企业（internet或专线）企业到公有云企业到私有云和托管云公有云到私有云和托管云14网络操作系统（CNOS）系统架构可扩展性：10K+数量级的设备规模可根据带宽、时延

9、、抖动、误码选择不同的路由全局流量的优化和动态调度TE路径的对称故障检测基于租户自动选择隧道网络端到端配置一致性检查和回滚分布式集群扩展和多种南北向接口兼容厂商、白盒等主流设备，支持混合组网技术指标：15服务能力：分钟级链路开通、端到端QoS保障持续整合：网络操作系统不仅仅是一套软件，更是一个网络统一调度和管理平台，一个整合设备系统和应用服务的生态体系融合控制、自动学习：数据采集和监控，大数据与人工智能开放互联：开放API，标准规范，网络横向纵向统一管理高效可扩展：集中式控制与分布式架构深度融合超融合控制统一设计数据采集和监控智能分析网络优化和排障网络操作系统CNOS16CENI网络操作系统(

10、CNOS)系统特点控制平面：Super Controller： 业务编排统一资源分配和管理统一业务调度，路径计算，流量调度（TE隧道）异构厂商控制器HA和数据同步业务配置的事务回放设备控制器：思科控制器华为控制器设备配置的下发和回滚转发平面：思科ASR9K华为路由器REST APIMPLS VPN + Segment Routing TE + BFD应用场景运营商级骨干网络17应用场景数据中心跨域互联网络控制平面：Terra Edge +TerraCore控制器： 业务编排（自动化配置和回滚）统一资源分配和管理统一业务调度：路径计算，流量调度，流量优化拓扑自学习设备发现和inventory管理

11、智能监控（condition，statistics，state，summary）转发平面：WAN：基于ASR9K路由器 + vPEAccess：CPE+vPEREST API + CLISR-TE + BFD + PBTS18 面向新型业务需求的超大规模无损数据中心PoD 1PoD NAlibabaControllerVendorControllerDSW(DC Switch)PSW(Pod Switch)ASW(Access Switch)POD Scale: 2xPSW, 16xASW, 384xServerSite Scale: 44xPoD, totally 8 DSW, 88xPSW

12、VM Scale: 30 VM per Server, 300K VM per DC REST APINETCONFTo DC Router96*40GE4*40GERegion1Region240GE Link10GE Link GE Link基于Overlay和Underlay分层架构实现网络流量调度Overlay层，基于SDN实现，高效扩展、负载均衡、带来的流量优化Underlay层,基于三层IP硬件交换机实现VXLAN虚拟机规模: 单数据中心30万虚机19提 纲 第二部分 人工智能给未来网络带来新的机遇 第一部分 未来网络发展趋势和挑战 第三部分 展望 20人工智能发展状况与战略意义人

13、工智能（AI）是一种具有巨大社会和经济效益的革新性技术。人工智能有可能彻底改变我们的生活、工作、学习、发现和沟通的方式。科学杂志预测，到2045年，全球平均会有50%的劳动岗位被人工智能技术替代，在中国这个数字将达77%。根据IResearch的研究，中国2020年的AI市场规模将达到90亿元。21未来网络与人工智能：机遇与挑战未来网络服务于人工智能人工智能应用于未来网络时代双擎、驱动创新、推动发展22人工智能应用于未来网络：“智能型”网络随着网络规模扩大，以及计算、存储、路由等网络资源的开放，充分利用人工智能、神经网络、大数据分析等技术，实现网络由傻瓜型向智能型转变。Data Driven

14、Networking， Knowledge-Defined Networking“傻瓜型”网络 “智能型”网络23人工智能应用于未来网络现状2014年，Google，Facebook等公司提出智能数据中心，利用人工智能帮助数据中心节能。 2017年，AT&T实验室提出SDN+AI，借助人工智能技术管理其ONAP平台 欧盟2016年，Horizon 2020 FIRE计划开始新项目CogNet，将人工智能技术应用于5G网络中 2017年，ETSI标准组织成立ENI（Experiential Network Intelligence）小组2016年，日本KDDI实验室利用人工智能实现了网络检错美国

15、日本241) 美国AT&T基于AI的软件定义网络软件定义网络 + 人工智能 = 更好的网络ECOMP平台：2020年前实现75%以上的设备虚拟化，并加入人工智能技术。AIMazin Gilbert:(AT&T LAB VP)对于消费者而言，我们在网络中引入人工智能的技术，配合SDN/NFV技术，在我们下一代网络中，可以广泛地支持无人机、汽车、家用电器和机器人等。252) 美国Google优化管理数据中心(DeepMind)数据中心 + DeepMind = 更聪明节能的IDC帮助Google数据中心节省了40%的能源，将电源使用效率（PUE）提升了15%几千个传感器去收集温度、电量、耗电率、设

16、定值等各种数据数据中心管控训练关注未来平均PUE的神经网络把未来平均PUE定义成建筑物总耗电量与IT总耗电量的比例训练另两个深度神经网络集合，分别用于预测数据中心未来的温度和下一小时压力开启机器学习建议和关闭机器学习建议的测试结果263) 欧洲Horizon 2020基于AI的5G网络自动化管理CogNet项目：基于机器学习技术实现5G网络的自动化管理CogNet项目旨在解决5G网络中的以下挑战：网络资源优化部署网络安全&网络弹性网络性能下降问题能源效率大数据管理网络流量管理274) 美国MIT基于AI的网络攻击智能监测 (AI2)AI2可以检测85%的网络攻击，误报率降为现有方案的1/5大数据行为分析平台从安全分析师获得反馈的机制异常值检测方法的集合监督学习模块对数据处理，检测异常36 亿份日志记录安全分析师处理、给出反馈分析黑客攻击模式，预测未来攻击AI2能不断地产生新的模型，在数小时内可以改进网络侦查策略28提 纲 第二部分 人工智能给未来网络带来新的机遇 第一部分 未来网络发展趋势和挑战 第三部分 展望 29未来网络的AI应用领域未来网络将可以在不同维度使用AI技术提高网络性能降低网络运营成本提升不同应用、人群的网络使用满意度网络大脑、智慧决策网络测量、流量预测物理拓扑、组网设计动态路由、协议优化30挑战：指数级增长的网络状态数量、有限的