刘强 科技日报记者 乔地
“在万物互联的产业互联网时代，IP网络越来越难以满足多样化场景对服务质量的极致需求，多模态智*网慧**络PINet代表着未来网络技术与产业的发展方向！”8月7日，中国工程院院士邬江兴告诉科技日报记者。
作为国家数字交换系统工程技术研究中心（NDSC）主任，邬江兴带领科研团队历经13年刻苦攻关，在最近提出了刷新信息基础设施技术物理形态的晶上系统，并由此建立了多模态智*网慧**络PINet。
中国工程院院士邬江兴
邬江兴说，现在的网络状况就是千军万马过IP这个独木桥，传统的互联网正在成为数字经济发展的瓶颈。因为IP协议的初衷原本只是为了解决互联的问题，并且最初的网络是基于彼此信任的，没有考虑网络攻击的行为，只是提供基础的数据服务。陈旧的设计目标、同质化与排他性、低效能的发展模式无法满足人机物智能互连、Cyberspace时代的应用需求，也无法支持非线性智能的涌现。
寻址路由技术是互联网传递信息的手段。当前互联网依赖基于IP的单一寻址路由技术传递信息，是一种“千军万马过独木桥”的“尽力而为”服务，并不能为用户提供可靠、确定的服务。
而多模态寻址路由技术从自然界物种多样性出发，引入了“身份”“地理空间位置”“内容”等反映用户需求的语义标识，使得互联网在传递信息时就能感知到用户的服务需求，从而向用户提供精确的服务。
互联网正在经历荣光后的衰败
“50岁”的Internet，在多媒体通信时代拥有辉煌历史。它用30多年时间取代了X25分组数据网的地位，用了不到40年的光景将综合业务数字网ISDN赶下王位，40多年后开启了终结有线电视网视频服务霸主地位的进程，新世纪第二个十年开始又使移动通信网全盘IP化。
“互联网在智能物联时代还能保持繁荣吗？”邬江兴说：“答案显然是否定的！”
近年来，“智慧城市”“数字孪生城市”“中国智造”“数字经济”等新生发展理念层出不穷，社会经济的数字化、智能化发展方向深入人心。作为数字信息的“高速路”，互联网在当前社会中承担的任务日益增多：多元化终端类型、接入方式不断发展，人-人、人-机、机-机、网-网通信等成为常态，要求网络必须为海量业务提供多元、个性、智慧、高效、稳定的服务。
邬江兴院士说，“网络空间首先要解决好基础网络问题，严格来说，我们还不具备控制互联网的能力，亟须自主创新开启新型网络。”
邬江兴认为：“没有网络安全就没有国家安全，面临这样的形势，应该两条腿走路，一方面继续建设传统互联网，另一方面就是要创新发展多边共治网络，这是网络经济时代国际政治博弈的必然要求，具有与格洛纳斯、伽利略、北斗导航系统相同的全球性战略意义，是成就强国梦不可或缺的战略性技术。”
多模态智*网慧**络PINet
随着摩尔定律放缓、登纳德缩放比例定律失效，计算数据和计算能力的剪刀差越来越大，新一代网络服务从主要依赖工艺进步向主要依赖体系结构创新转变。
目前，全球有很多新型网络技术的研究者，出现了不少研究成果，例如云、可重构网络、标识映射网、软件定义网络、内容中心网络、网络功能虚拟化等等。如今的局面是“满地珍珠但没有项链”，所以新型网络技术缺项链，不缺珍珠，急需主线串珠成链，进而构建多元化网络环境。
美国在2017年发布了DCOMP计划，综合使用智能手机、平板电脑、联网车辆、物联网终端等计算资源。邬江兴院士告诉科技日报记者，“DCOMP计划，就是要升级互联网的核心技术，改造互联网的协议，将计算融合到通信，这需要重新思考我们习以为常的模型和架构。”
早在2007年，NDSC就提出可重构柔性网络体系，牵头承担国家“新一代高可信网络”重大专项，组建全球首个可重构柔性试验网；2009年，NDSC提出互连协议、互连拓扑、互连模式等均可软件定义的软件定义互连技术体系；2013年，研制出“结构适应应用”的高效能拟态计算机；2016年构造决定安全的拟态防御内生安全理论，完成全链条创新。2020年，提出刷新信息基础设施技术物理形态的晶上系统。
NDSC主任、邬江兴院士还从多元化的自然界生态中发现：“元素相同，按照不同构造方式组成的物体功能、形态等却可以千差万别”。比如：碳原子按照不同的结构可以分别形成金刚石和石墨，金刚石坚硬无比，而石墨却清脆柔滑。
PINet的系统形态
基于以上技术积淀，邬江兴院士将自然界多元化构造思想发展到网络空间，在国家重点研发计划项目的支持下，原创性地提出了“多模态智*网慧**络PINet”发展方案。
该项目由国内十家优势科研机构联合承研，力争通过两至三年的集体攻关，在多模态网络的基础功能平台、寻址路由系统、智慧化管理运维系统等方面实现创新突破，通过构建具有相当规模的真实网络平台，在智慧城市、工控网络、科学实验等方面开展应用，通过从网络架构体系上进行自主创新，使网络的功能形态能够灵活高效地适应复杂多变的社会发展需求，让网络中的“延迟大、成本高、不安全、难管控”等问题成为历史，形成具有重要国际影响力的“中国智造”方案，助力孵化具有国际竞争力的创新型企业，为我国网络强国战略提供核心能力支撑。
PINet的创新特征
PINet的运行逻辑
PINet的智慧化、多元化、个性化、高鲁棒、高效能等设计目标与我国“新基建”宏伟蓝图高度契合，致力于为我国下一代互联网发展提供自主创新方案，有望成为我国“新基建”快速发展的使能利器。
PINet的技术特征
PINet使能“新基建”的“四*法大**宝”
除了多模态寻址路由技术，邬江兴说，多模态智*网慧**络使能“新基建”的核心技术还有“三*法大**宝”，即网络全维可定义、网络智慧化管控和网络内生安全构造。
PINet的“四*法大**宝”
首先是网络全维可定义技术。新兴网络业务形态层出不穷，对底层网络设备的承载能力不断提出新的挑战，而传统网络基础结构僵化、功能封闭，硬件设备通常无法及时完成更新和升级，导致网络服务能力和应用业务需求之间长期存在“代沟”的问题。网络全维可定义技术采用“搭积木”的方式构造“变形金刚”式的网络，实现网络功能的智能动态加载，从而使网络能够快速适应新兴业务需求，为互联网发展提供不断演进发展的平台方案。
第二是网络智慧化管控技术。当前，传统基于静态策略模式的网络配置和事无巨细的人工运维等方式受限于对复杂网络认知的局限性，已无法满足复杂网络环境下的网络资源调度与适配需求。网络智慧化管控技术借助人工智能、大数据分析等技术，为互联网设计“智慧大脑”，使得互联网具备“自动驾驶”能力，在数以亿计的用户、设备和业务之间进行智慧适配协调，从而提升用户体验，降低网络运行和维护成本等。
三是网络内生安全构造技术。当前，互联网安全已经成为严重威胁国家政治、军事、经济等关键难题。而该问题迟迟得不到根本性解决的主要原因，就在于互联网经常会受到各类未知威胁或扰动，如链路与节点故障、系统后门与漏洞等，从而导致其性能降低甚至功能丧失。网络内生安全构造技术依据“结构决定安全”“系统大于部分之和”的理念，通过基于动态异构冗余的网络构造与功能重构，给网络攻击者布下“*魂迷**阵”，从而打断网络未知威胁或漏洞的持续作用周期，在不安全的环境下实现互联网的整体安全效果。
邬江兴最后告诉科技日报记者，多模态智*网慧**络旨在建立具有自主知识产权的互联网架构，有望为构建“智慧高效、安全可信”的新一代互联网提供一整套自主创新方案，为“新基建”发展下的产业升级、创业就业等经济数字化转型提供有力的技术支撑，为我国发展增添澎湃新动能。
编辑：张琦琪
审核：管晶晶