日前举办的第三届中国IPv6创新发展大会上，中国工程院院士邬贺铨在演讲中提出了一个新的概念——新质互联网。 何为新质互联网？目前还没有非常明确的定义，但和新质生产力有着脱不开的关系。 传统生产力往往通过线性的扩张实现经济增长，新质生产力追求的则是通过技术和模式创新，推动经济的跨越式发展。以跳跃式技术演进著称的人工智能技术，被认为是发展新质生产力的主阵地。 而贯穿算力生产、传输和应用全流程的网络，在AI时代扮演了关键基础设施技术底座的角色。特别是在AI已经成为经济增长的基础性力量，千行万业都在发生深刻变化的背景下，互联网技术需要同步创新升级，以满足日益增长的智能化业务需求。 由此引发的一个话题是：新质互联网“新”在哪里，要解决哪些问题，都有哪些应用场景？ 01 不只是新名词，而是时代需求 正如外界所熟知的，互联网诞生于上世纪60年代末，距今已经有55年的历史，核心基础就是大名鼎鼎的IP协议，演进出了IPv4、IPv6、IPv6+等多个版本，早已像空气和水一样成为生活中不可或缺的一部分。 既然互联网并不是什么新技术，而且有着比较清晰的演变路线，邬贺铨院士为何要提出“新质互联网”这个新名词呢？因为在大模型主导的智能化浪潮下，现有的网络技术已经无法满足新的需求，甚至已经在某种程度上成了AI发展和应用的瓶颈。 直接的例子就是大模型训练。 目前主流大模型的参数量已经达到万亿，训练的数据量从几TB增长到了几十TB，对算力的需求也从千卡扩大到了万卡。为了满足庞大的算力缺口，国内在建的智算中心已经有上百个，通过算力网络将各个智算中心连接起来，以满足持续增长的算力需求，业已成为行业内外的共识，网络层面的种种不足也因此被暴露了出来。 比如网络吞吐效率的下降。以外界热议的50万卡集群为例，仅仅是网络拓扑由二层变成了三层，路径数就从450万陡增至300亿。倘若不在算法和协议上的创新，传统哈希算法在三层网络调度情况下，整网的有效吞吐率将从50%下降到20%，极大影响算力效率。 再比如网络运力和丢包现象。目前智算业务90%的流量为“大象流”，即每条流达到10个G乃至以上。但传统网络由于负载均衡问题，只能发挥25%的网络实际运力，会造成50%的算力资源闲置；且传统网络在跨域协同训练时，丢包的敏感度比平时提升了百倍，0.1%的丢包就会导致训练效率降低50%，导致算力资源的浪费。 以及愈演愈烈的网络安全告警。进入智能化时代，攻击和防御的对抗也在不断升级。AI被黑客用于攻击后，每年新增1亿以上新的病毒变种，而且10秒钟就能够发起组织大量的僵尸阻击，发起T级别以上的DDOS攻击。面对每天10万次以上的安全告警，人工处理的方式已经疲于应对，90%以上的告警由于人工的限制，无法及时发现安全隐患。 同样被网络制约的还有消费端。 无论是生成式AI催生出的AI Agent需求，视频会议、元宇宙、云游戏等新业态，还是自动驾驶、智能制造等业务，很多体验需要保障时延在20毫秒以内。就像“忽冷忽热”的XR，每一次有新产品出现时，都会吸引不少用户的兴趣，可时延超过20毫秒就会出现眩晕，一次次因为网络“浇灭”了消费热情。 上述提到的，仅仅是智能化转型中遇到的冰山一角。只有网络吞吐率低、可靠性差、安全隐患多、时延高等问题被彻底解决，才会让生产力有新的飞跃。正如邬贺铨院士在演讲中所强调的：“新质互联网的提出是对接时代需求的深刻回应，不仅是对IPv6的进一步升级，还是面对智能时代的全面创新。” 02 不是未来时，而是现在进行时 未来的技术无法解决眼下的问题，所以在“新质互联网”的技术方向上，邬贺铨院士的初衷并非是颠覆现有的技术，理性地呼吁大家在现有IPv6的方向上持续创新，赋予新的能力和内涵，探索新的创新空间。 也就是说，“新质互联网”并不是一种未来时，而是根植新质生产力需求、解决当下网络痛点的现在进行时。 其中比较鲜明的技术方向就是IPv6+。只是当前IPv6+的重心是网络感知业务、优化信道、适应运营商的业务需求，尚未完全赋能于实体产业。这或许是邬贺铨院士提出“新质互联网”的另一重原因，呼吁业界回归互联网创新，在网络层做更大的文章。 比较乐观的是，国内的中国电信、中国移动、中国联通、中国广电均已大规模部署IPv6+相关技术。截止到2024年5月底，我国IPv6活跃用户数已达7.94亿，政府、金融、能源、交通、教育、医疗、制造等多个行业和企业已经规模化部署了IPv6+网络。期间遇到了许多旧技术解决不了的问题，正尝试用新技术和新思路去解决。 针对智算中心算力利用率低的问题，中国移动提出了“以网强算”的思路，基于全调度以太网技术方案构建新型智算中心网络：在高带宽方面，提出将800GE作为智算中心组网的重要代际节点；在高性能方面，创新了以太网转发机制，实现了高精度负载均衡、网络层原生无损及低延迟……预计在万卡集群上，可以提高25%的算力性能。 针对跨域协同训练的传输问题，中国移动、中国电信和中国联通均提出了“广域高吞吐”相关技术，基于协议层的创新，将窗口的触发机制、新型的传输协议、拥塞算法等进行组合，并先后完成了技术的验证。以中国移动为例，将贵州天眼采集的数据传输到北京计算，中间跨越2200公里的距离，依然能够实现6.2Gbps的稳定传输。 针对产业端和消费端普遍关心的时延问题，中国移动和中国联动正在攻关算力路由。由于计算时延和网络时延同量级，仅在网络层优化，很难将时延控制在20毫秒以内。算力路由的方案是将算力的因子引入路由中，改变过去只以距离向量来计算，而是加入算力因子、多维信息进行路由联合优化，通过算网融合进一步优化时延。 可以看到，除了自身网络和业务发展需求，三大运营商均已聚焦产业趋势，攻克核心技术。不只是运营商，参与其中的还有设备商、互联网企业、应用提供商、终端制造商等等。 一个不应被忽略的信息是，就在第三届中国IPv6创新发展大会的“IPv6+”创新发展分论坛上，中国信息通信研究院、中国电信研究院、中国移动研究院、中国联通研究院、华为、国家信息中心、中国石油、国网信通、中国科学院等联合启动了“新质互联网创新发展计划”，将深入挖掘技术需求、探索技术方向、推动技术标准。 言外之意，围绕新质互联网的创新和探索，产业界正在合力驱动，不断为新质生产力注入新动能。 03 新路标已定，创新正照进现实 按照技术创新的一般规律，大多始于需求驱动，然后在价值被验证后逐步规模化应用。沿循这样的轨迹，当“新质互联网”成为网络演进的新路标，各种创新将如繁花绽放，改变每一个人的生活方式。 至少就现阶段来看，“新质互联网”的技术创新和落地部署正在有条不紊的进行，价值也已经在一些场景被验证。 作为首家推进IPv6+和SRv6试点部署的大型国有银行，中国银行将“新质互联网”的部署和创新提升到了金融科技战略高度，建立了一个灵活、高效、智能的网络架构，通过动态算路、动态感知、多重防御等手段，实现了网络资源带宽的动态优化配置，并确保了时延、敏感业务的高效运行。 同为“新质互联网创新发展研究计划”参与方的国家电网，2021年就建成了以IPv6为架构的业务承载网，将SRv6、SDN等新技术应用到电力数据网中。对内实现了国家电网3D数据中心和27家省市数据中心的高速互联；对外重构了CDN加速网络及智能DNS系统，降低了用户访问的路径和时延。 像中国银行、国家电网一样的企业还有很多，他们走在数智化转型的最前沿，最早认识到了新质互联网的价值。 倘若将智能化比作一台汽车的话，算力、算法和数据构成了汽车的引擎，网络就是它的动力传输系统，如果动力传输系统太落后，即使是再强劲的引擎，汽车也跑不快。 理解了这一点，就不难读懂中国银行、国家电网等企业抢先布局的原因，同时也提供了一个窥探新质互联网应用场景的窗口。借用中国信通院技术与标准研究所副所长曹蓟光的观点，新质互联网的应用场景主要有两个： 第一，实现高质量的算力和数据。新质互联网将打破网络吞吐率、运力、丢包率等瓶颈，一些碎片化的算力将化零为整，极大地提升算力的利用率，降低算力成本，加快智能制造、机器人、自动驾驶等新业态的普及。 第二，高性能连接新的网络实体。从以前的联人、联物，到联接更多的数字人和智能体。可以想象，一个人可能有多个智能体在云端为他服务，安排他的衣食住行并控制预算，全方位提升生活与工作的效率和舒适度。 由此再来理解“新质互联网”的价值，既是新质生产力，也在适配不同行业的业务承载需求，支撑各行各业的数智化转型。一张高速、高效、灵活、智能的网络，和大模型、芯片、大数据等“根技术”一样，是人们进入智能化时代不可或缺的基石，焕发创新活力是必由之路。 04 写在最后 互联网诞生至今的55年里，核心技术没有发生太大的变化，现在已然到了和AI结合向新质互联网演进的关键节点。 既是机遇，也是挑战。需要产业上下游在设备、协议、管控、安全等多维度持续协同创新，满足更多的业务诉求，挖掘更多的应用场景，以技术为桥梁，开启智能化时代的网络新篇章。 |
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