CN114650209A - 一种网络架构 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种网络架构，涉及可编程网络架构领域。该网络架构包括AI模块和操作系统层，操作系统层位于AI模块中SDN层的上层；AI模块包括由下到上依次设置的底层资源层、采控平台层和SDN层；采控平台层用于采集并存储底层资源层的设备信息和设备运行状态信息，以及根据SDN层下达的对底层资源层的配置决策对底层资源层的设备进行管理和控制；底层资源层包括硬件资源单元和软件资源单元。本公开实施例，将底层资源层中硬件资源单元和软件资源单元区别开来，能够有效提升可编程架构的有效性。

Description

一种网络架构
技术领域
本公开涉及可编程网络架构技术领域，尤其涉及一种网络架构。
背景技术
随着通信技术的发展，网络应用喷薄发展，对网络的需求也逐渐从传统的两点之间实现数据传输转变为多点之间实现高安全等级的定制网服务需求，网络切片等新型网络业务受到业界的广泛关注。
为了满足上述对定制网的需求，运营商和设备商都在积极推进可编程网络的研发。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开提供一种网络架构，至少在一定程度上克服相关技术难以满足对定制网的需求的问题。
本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。
根据本公开的一个方面，提供了一种网络架构，包括：
AI模块，包括由下到上依次设置的底层资源层、采控平台层和SDN层；采控平台层用于采集并存储底层资源层的设备信息和设备运行状态信息，以及根据SDN层下达的对底层资源层的配置决策对底层资源层的设备进行管理和控制；底层资源层包括硬件资源单元和软件资源单元；
操作系统层，位于AI模块中SDN层的上层。
在本公开的一个实施例中，硬件资源单元包括NFV网元和射频模块；
采控平台层用于根据SDN层下达的对底层资源层的配置决策分别对NFV网元和射频模块的设备进行管理和控制。
在本公开的一个实施例中，SDN层，包括如下模块中的至少一种：
动态协议注入单元、路由预分配单元、云计算单元、边缘计算单元和雾计算单元。
在本公开的一个实施例中，SDN层包括动态协议注入单元；所收动态协议注入单元用于将NFV网元需要的协议通过采控平台注入到NFV网元中。
在本公开的一个实施例中，SDN层包括路由预分配单元；路由预分配单元通过大数据和机器学习，预测用户的未来路由请求，并提前将路由信息通过采控平台下发给NFV网元。
在本公开的一个实施例中，软件资源单元包括SRv6子单元。
在本公开的一个实施例中，还包括管理编排技术模块。
在本公开的一个实施例中，还包括软件与开源网络技术模块，软件与开源网络技术模块用于支撑互联网以及定制网应用。
在本公开的一个实施例中，还包括应用层；应用层位于操作系统层的上层。
在本公开的一个实施例中，应用层包括随愿网络、确定性网络、超密集网络、车联网中的至少一种。
本公开实施例所提供的网络架构，网络架构，包括AI模块和操作系统层，操作系统层位于AI模块中SDN层的上层；AI模块中采控平台层采集并存储底层资源层的设备信息和设备运行状态信息，以及根据SDN层下达的对底层资源层的配置决策对底层资源层的设备进行管理和控制；本公开实施例中将底层资源层中硬件资源单元和软件资源单元区别开来，可有效提升可编程架构的有效性。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本公开实施例中一种网络架构示意图；
图2示出本公开实施例中一种硬件资源单元结构示意图；
图3示出本公开实施例中一种SDN层结构示意图；
图4示出本公开实施例中一种软件资源单元结构示意图；
图5示出本公开实施例中另一种网络架构示意图；
图6示出本公开实施例中又一种网络架构示意图；
图7示出本公开实施例中再一种网络架构示意图；
图8示出本公开实施例中一种应用层结构示意图；
图9示出本公开实施例中一种6G可编程网络架构示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。
此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
应当理解，本公开的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本公开的范围在此方面不受限制。
需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
通过背景技术部分可知，相关技术中可编程网络架构难以满足对定制网的需求的问题。
具体地，发明人发现，现有的可编程架构存在如下问题：
当前缺乏统一的编程架构来统筹SDN(Software Defined Network，软件定义网络)、NFV(Network Functions Virtualization，网络功能虚拟化)、其它功能模块之间的关系。
基于X86的NFV网元的普适性随之而来的是软件的定制化，以及由于网络场景的不同带来的射频单元与通用网元的分离，例如蜂窝网络和WiFi网络，卫星网络之间的射频单元并不相同。当前可编程网络架构没有明确和统筹硬件与硬件之间，以及硬件和软件的关系。
由于NFV网元设计初衷是通用性，这种设计虽然降低了网元对专有芯片的依赖，便于升级和运维，但是，由于网络应用的多样性，软件在支撑网络编排为用户提供定制化服务的过程中所占有的重要性日益提高，所以，有别于传统的与特定芯片和网元深度绑定，在可编程网络中，软件资源和协议资源需要得到更大的重视，当前的网络架构没有体现出对软件资源和协议资源在这方面的重视。
由于可编程网络面对“空天地海”广域覆盖，所涵盖的网络数量和种类都规模空前，所以，在网络支撑互联网以及定制网应用中，软件和应用程序，以及网络和网络应用之间需要很好开源和标准等统一的支撑。
传统的AI(Artificial Intelligence，人工智能)在可编程网络架构中只参与到控制器决策过程中，但是，6G(6th Generation Mobile Networks，第六代移动通信技术)网络中，AI渗透到从应用层到芯片层的各个角落。
SDN架构通过全局视野，有效降低由于决策的分布式带来的局部最优问题，但是，SDN架构需要通过高精度的数据感知服务和高效的底层控制平台来实现网络的高效感知和控制，采控平台对于控制器对整个网络的监管和控制至关重要，已有的可编程网络架构缺少统一的采控平台。
针对以上问题分析，本公开提出一种网络架构，通过合理规划可编程网络的各单元的关系，使得可编程系统更加高效，为6G可编程网络提供架构基础。
下面结合附图及实施例对本示例实施方式进行详细说明。
图1示出本公开实施例中一种网络架构示意图，如图1所示，本公开实施例中提供的网络架构100，包括AI模块110和操作系统层120。
AI模块110，包括由下到上依次设置的底层资源层111、采控平台层112和SDN层113。
上述操作系统层120，位于SDN层113的上层。
采控平台层112用于采集并存储底层资源层111的设备信息和设备运行状态信息，以及根据SDN层113下达的对底层资源层111的配置决策对底层资源层的设备进行管理和控制。
上述底层资源层111包括硬件资源单元1111和软件资源单元1112。
上述操作系统层120，可以是高速并行网络操作系统。
SDN架构需要通过高精度的数据感知服务和高效的底层控制平台来实现网络的高效感知和控制，采控平台对于控制器对整个网络的监管和控制至关重要。
本公开实施例在AI模块110中设置了采控平台层112用于采集并存储底层资源层111的设备信息和设备运行状态信息，以及根据SDN层113下达的对底层资源层111的配置决策对底层资源层的设备进行管理和控制，解决了相关技术中可编程网络架构缺少统一的采控平台的问题。
NFV使得网元变得更加通用化，而网元的定制化由原来的硬件定制转变为软件定制，在这个基础上，传统的架构不足以体现软件尤其是协议的重要性和特殊性，本公开实施例提供的网络架构将硬件资源和软件资源区别开来，提升可编程架构的有效性。
在一些实施例中，如图2所示，硬件资源单元200可以包括NFV网元201和射频模块202，将NFV网元201和射频模块202独立设置。
该示例中的硬件资源单元200可以应用上述实施例中描述的网络架构，也就是图1所示的硬件资源单元1111。
也就是说，本公开实施例提供的网络架构将传统架构的有线网元和无线网元设备的硬件部分统一纳管到NFV网元202和射频模块202。
随着NFV网元功能的提升，网元的硬件部分和射频部分逐渐以模块化和标准化，本公开实施例所提出的架构能够更清晰的表达这种趋势，代表着未来可编程网络的发展方向。
相应地，上述实施例中的采控平台层可以具体用于根据SDN层下达的对底层资源层的配置决策分别对NFV网元和射频模块的设备进行管理和控制。
在一些实施例中，上述实施例中的SDN层可以包括如下模块中的至少一种：动态协议注入单元、路由预分配单元、云计算单元、边缘计算单元和雾计算单元。
作为一个示例，如图3所示，SDN层300包括动态协议注入单元301、路由预分配单元302、云计算单元303、边缘计算单元304和雾计算单元305。
上述实施例中，动态协议注入单元301可以用于将NFV网元需要的协议通过采控平台注入到NFV网元中。
上述实施例中，路由预分配单元302可以通过大数据和机器学习，预测用户的未来路由请求，并提前将路由信息通过采控平台下发给NFV网元。
上述实施例中，云计算单元303、边缘计算单元304和雾计算单元305可以用于为SDN层提供算力支撑。
在一些实施例中，如图4所示，软件资源单元400可以包括SRv6子单元401。
这里，软件资源单元400可以应用于上述实施例，相当于图1所述实施例中的软件资源单元1112。
SRv6(Segment Routing IPv6，基于IPv6转发平面的段路由)也就是SR(SegmentRouting)+IPv6，是新一代IP承载协议。其采用现有的IPv6转发技术，通过灵活的IPv6扩展头，实现网络可编程。
SRv6简化了网络协议类型，具有良好的扩展性和可编程性，可满足更多新业务的多样化需求，提供高可靠性，在云业务中有良好的应用前景。
SRv6是基于IPv6转发平面的SR技术，其结合了SR源路由优势和IPv6简洁易扩展的特质，具有其独特的优势。
图5示出本公开实施例提供的一种网络架构示意图，如图5所示，本公开实施例中提供的网络架构500，包括AI模块510、操作系统层520和管理编排技术模块530。
AI模块510，包括由下到上依次设置的底层资源层511、采控平台层512和SDN层513。
上述操作系统层520，位于SDN层513的上层。
采控平台层512用于采集并存储底层资源层511的设备信息和设备运行状态信息，以及根据SDN层513下达的对底层资源层511的配置决策对底层资源层的设备进行管理和控制。
上述底层资源层511包括硬件资源单元5111和软件资源单元5112。
在该实施例中，AI模块510与上述实施例中的AI模块相似，操作系统层520与上述实施例中的操作系统层相似，相关介绍详见上文，在此不再赘述。
与上述实施例中不同的是，本公开实施例中网络架构500，还包括管理编排技术模块530。
图6示出本公开实施例提供的一种网络架构示意图，如图6所示，本公开实施例中提供的网络架构600，包括AI模块610、操作系统层620和软件与开源网络技术模块630。
AI模块610，包括由下到上依次设置的底层资源层611、采控平台层612和SDN层613。
上述操作系统层620，位于SDN层613的上层。
采控平台层612用于采集并存储底层资源层611的设备信息和设备运行状态信息，以及根据SDN层613下达的对底层资源层611的配置决策对底层资源层的设备进行管理和控制。
上述底层资源层611包括硬件资源单元6111和软件资源单元6112。
在该实施例中，AI模块610与上述实施例中的AI模块相似，操作系统层620与上述实施例中的操作系统层相似，相关介绍详见上文，在此不再赘述。
与上述实施例中不同的是，本公开实施例中网络架构600，还包括软件与开源网络技术模块630。软件与开源网络技术模块630可以用于支撑互联网以及定制网应用。
由于可编程网络面对“空天地海”广域覆盖，所涵盖的网络数量和种类都规模空前，所以，在网络支撑互联网以及定制网应用中，软件和应用程序，以及网络和网络应用之间需要很好开源和标准等统一的支撑，本公开实施例提供的网络架构突出了软件与开源网络技术在构建6G可编程网络中的重要作用。
图7示出本公开实施例提供的一种网络架构示意图，如图7所示，本公开实施例中提供的网络架构700，包括AI模块710、操作系统层720和应用层730。
AI模块710，包括由下到上依次设置的底层资源层711、采控平台层712和SDN层713。
上述操作系统层720，位于SDN层713的上层。
采控平台层712用于采集并存储底层资源层711的设备信息和设备运行状态信息，以及根据SDN层713下达的对底层资源层711的配置决策对底层资源层的设备进行管理和控制。
上述底层资源层711包括硬件资源单元7111和软件资源单元7112。
在该实施例中，AI模块710与上述实施例中的AI模块相似，操作系统层720与上述实施例中的操作系统层相似，相关介绍详见上文，在此不再赘述。
与上述实施例中不同的是，本公开实施例中网络架构700，还包括应用层730。应用层730位于操作系统层720的上层。
在一些实施例中，应用层可以包括随愿网络、确定性网络、超密集网络、车联网中的至少一种。
作为一个示例，如图8所示，应用层800，可以包括随愿网络801、确定性网络802、超密集网络803、车联网804。
图9示出了本公开实施例提供的一种6G可编程网络架构示意图。
如图9所示，该6G可编程网络架构900，包括AI模块910、操作系统层920、应用层930、管理编排技术模块940、软件与开源网络技术模块950。
AI模块910，包括底层资源层911、采控平台层912和SDN层913。
其中，底层资源层911上面是采控平台层912，采控平台层912上面是SDN层913，SDN层913上面是操作系统层920。
这里，操作系统层920可以是高速并行网络操作系统。
底层资源层911，包括硬件资源单元9111和软件资源单元9112。
NFV使得网元变得更加通用化，而网元的定制化由原来的硬件定制转变为软件定制，在这个基础上，传统的架构不足以体现软件尤其是协议的重要性和特殊性，本公开实施例的架构将硬件资源和软件资源区别开来，提升可编程架构的有效性。
前文中，硬件资源单元9111包括NFV网元91111，射频模块91112；软件资源单元9112，包括新型SRv6子单元91121。
本公开实施例的架构将传统架构的有线网元和无线网元设备的硬件部分统一纳管到新型NFV网元和射频模块，因为随着NFV网元功能的提升，网元的硬件部分和射频部分逐渐以模块化和标准化，本公开所提出的架构能够更清晰的表达这种趋势，代表着未来可编程网络的发展方向。
上述采控平台层912将底层资源层911的设备信息和设备运行状态信息采集并存储，采控平台层912根据上层SDN层下达的对底层硬件资源层的配置决策和意图对底层资源层的设备进行管理和控制；
上述SDN层913包括动态协议注入单元9131、路由预分配单元9132、云计算单元9133、边缘计算单元9134、雾计算单元9135。
上述动态协议注入单元9131是控制器将NFV网元91111需要的协议通过采控平台注入到NFV网元91111中；
上述路由预分配单元9132通过大数据和机器学习，预测用户的未来路由请求，并提前将路由信息通过采控平台下发给NFV网元91111；
上述云计算单元9133、边缘计算单元9134、雾计算单元9135为SDN层913提供算力支撑。
本公开实施例提供的网络架构中包括管理编排技术模块940和软件与开源网络技术模块950，由于可编程网络面对“空天地海”广域覆盖，所涵盖的网络数量和种类都规模空前，所以，在网络支撑互联网以及定制网应用中，软件和应用程序，以及网络和网络应用之间需要很好开源和标准等统一的支撑，本公开实施例的架构突出了软件与开源网络技术在构建6G可编程网络中的重要作用。
所属技术领域的技术人员能够理解，本公开的可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本公开的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。
因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等)执行根据本公开实施例的方案。
在本公开的示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。其上存储有能够实现本公开上述方案的程序产品。
本公开中的计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
在本公开中，计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。
这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。
可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
在一些示例中，计算机可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
在具体实施时，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。
程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。
在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。
本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种网络架构，其特征在于，包括：
AI模块，包括由下到上依次设置的底层资源层、采控平台层和SDN层；所述采控平台层用于采集并存储所述底层资源层的设备信息和设备运行状态信息，以及根据所述SDN层下达的对底层资源层的配置决策对所述底层资源层的设备进行管理和控制；所述底层资源层包括硬件资源单元和软件资源单元；
操作系统层，位于所述AI模块中所述SDN层的上层。
2.根据权利要求1所述的架构，其特征在于，所述硬件资源单元包括NFV网元和射频模块；
所述采控平台层用于根据所述SDN层下达的对底层资源层的配置决策分别对所述NFV网元和射频模块的设备进行管理和控制。
3.根据权利要求1所述的架构，其特征在于，所述SDN层，包括如下模块中的至少一种：
动态协议注入单元、路由预分配单元、云计算单元、边缘计算单元和雾计算单元。
4.根据权利要求3所述的架构，其特征在于，所述SDN层包括动态协议注入单元；所收动态协议注入单元用于将NFV网元需要的协议通过采控平台注入到NFV网元中。
5.根据权利要求3所述的架构，其特征在于，所述SDN层包括路由预分配单元；所述路由预分配单元通过大数据和机器学习，预测用户的未来路由请求，并提前将路由信息通过采控平台下发给NFV网元。
6.根据权利要求1所述的架构，其特征在于，所述软件资源单元包括SRv6子单元。
7.根据权利要求1所述的架构，其特征在于，还包括管理编排技术模块。
8.根据权利要求1所述的架构，其特征在于，还包括软件与开源网络技术模块，所述软件与开源网络技术模块用于支撑互联网以及定制网应用。
9.根据权利要求1所述的架构，其特征在于，还包括应用层；所述应用层位于所述操作系统层的上层。
10.根据权利要求9所述的架构，其特征在于，所述应用层包括随愿网络、确定性网络、超密集网络、车联网中的至少一种。
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