鄔江興，胡宇翔，李玉峰

（國(guó)家數(shù)字交換系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，河南 鄭州 450002）

1 網(wǎng)絡(luò)智慧化的背景、目標(biāo)與面臨的問(wèn)題

隨著信息通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)已成為與國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展高度相關(guān)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)提高社會(huì)生產(chǎn)力、助推經(jīng)濟(jì)社會(huì)升級(jí)轉(zhuǎn)型、創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)與就業(yè)機(jī)會(huì)等具有深遠(yuǎn)影響?；ヂ?lián)網(wǎng)在當(dāng)前社會(huì)中扮演的角色日益增多，多元化終端類型、接入方式不斷發(fā)展，人—人、人—機(jī)、機(jī)—機(jī)、網(wǎng)—網(wǎng)通信等成為常態(tài)，要求網(wǎng)絡(luò)必須為海量業(yè)務(wù)提供多元、個(gè)性、高效等服務(wù)。

然而，現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸、資源管理和運(yùn)行維護(hù)方式僵化，其單一固定甚至基于人工的配置管理和調(diào)度等機(jī)制已無(wú)法滿足網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展帶來(lái)的泛在用網(wǎng)場(chǎng)景需求，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性倍增，運(yùn)行與維護(hù)開(kāi)銷巨大。同時(shí)，現(xiàn)有用于刻畫(huà)網(wǎng)絡(luò)功能、性能等的模型和評(píng)價(jià)體系及由此構(gòu)建的資源提供和業(yè)務(wù)承載方法均面臨深刻變化，使得網(wǎng)絡(luò)效率低下、用戶體驗(yàn)差[1]。

如何使互聯(lián)網(wǎng)具備面向泛在用網(wǎng)場(chǎng)景的智慧化“無(wú)人駕駛”能力，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化、資源配置、功能管理與業(yè)務(wù)承載等方面逐漸擺脫對(duì)人力或僵化運(yùn)行機(jī)制的一味依賴，充分吸收和利用人工智能、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)的發(fā)展成果，提升用戶體驗(yàn)，降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行和維護(hù)成本，同時(shí)使得網(wǎng)絡(luò)具備自我優(yōu)化能力，改善因?yàn)槿藢?duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的認(rèn)知局限造成的服務(wù)體驗(yàn)差和運(yùn)營(yíng)效率低等不利局面，引導(dǎo)傳統(tǒng)簡(jiǎn)單、粗放的網(wǎng)絡(luò)資源管理和運(yùn)營(yíng)模式升級(jí)，已成為當(dāng)前信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)[2,3]。

網(wǎng)絡(luò)智慧化的目標(biāo)是借助人工智能等技術(shù)的蓬勃發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)資源的性能提升與廣泛普及，以網(wǎng)絡(luò)傳輸效能、節(jié)點(diǎn)運(yùn)行效能、業(yè)務(wù)承載效能和服務(wù)提供效能等為約束，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化、資源配置、功能管理與業(yè)務(wù)承載等方面進(jìn)行智能控制并自我優(yōu)化，使網(wǎng)絡(luò)具備面向泛在用網(wǎng)場(chǎng)景的智慧化“無(wú)人駕駛”能力[4,5]。此時(shí)，用戶將不再關(guān)注“用網(wǎng)過(guò)程”和“用網(wǎng)體驗(yàn)”的問(wèn)題，而是將其歸結(jié)為簡(jiǎn)單的“用網(wǎng)目的”二元問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)自主地根據(jù)用戶的“用網(wǎng)目的”決定網(wǎng)絡(luò)資源的配置方案和服務(wù)提供方式等，并智能動(dòng)態(tài)適應(yīng)用戶需求的變化，在數(shù)以億計(jì)的用戶、網(wǎng)元和業(yè)務(wù)之間進(jìn)行適配協(xié)調(diào)，使得網(wǎng)絡(luò)不僅使用便捷而且用戶無(wú)感，從而在根本上為各種類型和各種層次的業(yè)務(wù)提供多元、個(gè)性、高效的服務(wù)。

現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)以分布式通信為理論基石，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了以傳輸協(xié)議、轉(zhuǎn)發(fā)方式和路由控制三大基線技術(shù)為基礎(chǔ)的互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)體系[6]?；诜植际骄W(wǎng)絡(luò)獲得的高度可擴(kuò)展性和頑健性優(yōu)勢(shì)是互聯(lián)網(wǎng)取得巨大成功的原因之一。然而，受限于廣域分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)計(jì)算、感知等能力，全局化的網(wǎng)絡(luò)視圖獲取以及優(yōu)化決策等一直無(wú)法實(shí)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)智慧化難以發(fā)揮預(yù)期效果。同時(shí)，廣域網(wǎng)絡(luò)知識(shí)的表示和利用、規(guī)?；M織、知識(shí)傳遞等問(wèn)題依然未能得到有效解決。如何在分布式互聯(lián)網(wǎng)中引入智慧化機(jī)制設(shè)計(jì)，探尋面向用戶體驗(yàn)的互聯(lián)網(wǎng)資源全局協(xié)調(diào)控制之道，是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)智慧化發(fā)展亟待解決的難題。

2 來(lái)自生物界的啟迪：群集運(yùn)動(dòng)

群集運(yùn)動(dòng)是自然界中常見(jiàn)的現(xiàn)象，如編隊(duì)遷徙的鳥(niǎo)群、結(jié)隊(duì)巡游的魚(yú)群、協(xié)同工作的蟻群、聚集而生的細(xì)菌群落等[7,8]。群集運(yùn)動(dòng)的共同特征是一定數(shù)量的自主個(gè)體通過(guò)相互合作和自組織，在集體層面上呈現(xiàn)出有序的復(fù)雜協(xié)同運(yùn)動(dòng)和行為等“群體智能”，表現(xiàn)出確定的集體“意向”或“目的”。這種集體合作能夠使生物群體在覓食生存、逃避天敵等方面獲得單獨(dú)個(gè)體所難以實(shí)現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)，完成復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)任務(wù)。

圖1所示為沙丁魚(yú)的群集運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。沙丁魚(yú)通過(guò)感知水流、溫度等環(huán)境信息以及鄰居狀態(tài)的變化，個(gè)體自主變化并最終使得群體形態(tài)發(fā)生適應(yīng)性變化；在遭受威脅時(shí)，仍能形成大規(guī)模有序的群集運(yùn)動(dòng)。圖2所示為椋鳥(niǎo)的群集運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，成千上萬(wàn)只椋鳥(niǎo)在空中集體行動(dòng)，根據(jù)需要時(shí)而匯集時(shí)而散開(kāi)，少數(shù)個(gè)體在發(fā)現(xiàn)覓食地或掌握歸巢遷徙路線時(shí)，可引導(dǎo)整個(gè)群集向指定方向行動(dòng)。

圖1 沙丁魚(yú)群集運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象

圖2 椋鳥(niǎo)群集運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象

群集運(yùn)動(dòng)這種高度協(xié)調(diào)且有序的集體運(yùn)動(dòng)模式內(nèi)在機(jī)制如下。

首先，群體系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上具有“個(gè)體動(dòng)態(tài)+通信拓?fù)洹钡奶攸c(diǎn)。群體系統(tǒng)的整體運(yùn)行動(dòng)力由個(gè)體的動(dòng)態(tài)和個(gè)體間的通信拓?fù)渌鶝Q定，系統(tǒng)中個(gè)體之間通過(guò)局部信息交換相互作用，調(diào)整自身動(dòng)態(tài)行為：組成群體系統(tǒng)的每個(gè)個(gè)體都具有一定的自主能力，包括一定程度的自我運(yùn)動(dòng)控制、局部范圍內(nèi)的信息傳感、處理和通信能力等；同時(shí)，由于個(gè)體的自主運(yùn)動(dòng)和局部信息傳感能力，當(dāng)個(gè)體間進(jìn)入或離開(kāi)彼此的傳感區(qū)域和通信范圍時(shí)，它們之間的關(guān)聯(lián)特性會(huì)發(fā)生改變，從而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)隨時(shí)間不斷變化。

其次，群體系統(tǒng)的運(yùn)行動(dòng)力是由簡(jiǎn)單的個(gè)體行為規(guī)則和局部交互信息產(chǎn)生的。從自然界中的種種群體現(xiàn)象來(lái)看，群體行為完全可以在簡(jiǎn)單個(gè)體行為的基礎(chǔ)上，通過(guò)系統(tǒng)的自組織而實(shí)現(xiàn)全局有序收斂，不會(huì)出現(xiàn)“撞擊、踩踏”等現(xiàn)象。群體中的每個(gè)個(gè)體都遵循相同或相似的簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)規(guī)則，這些規(guī)則通常只規(guī)定個(gè)體如何根據(jù)所獲得的局部信息做出相應(yīng)的基本反應(yīng)，而與群體運(yùn)動(dòng)行為或目標(biāo)一般并無(wú)直接的關(guān)系。群體行為是所有個(gè)體通過(guò)關(guān)聯(lián)合作而涌現(xiàn)出的自組織運(yùn)動(dòng)，不同的關(guān)聯(lián)方式會(huì)產(chǎn)生不同的群體行為。

最后，群體系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制的基本任務(wù)是實(shí)現(xiàn)期望的系統(tǒng)構(gòu)形和整體運(yùn)動(dòng)方式，如以確定的隊(duì)形按照預(yù)期的速度和方向前進(jìn)，進(jìn)而完成躲避攻擊、尋找食物、長(zhǎng)途遷徙等任務(wù)。實(shí)際群集中的個(gè)體是完全獨(dú)立和自主的，它們執(zhí)行運(yùn)動(dòng)決策和狀態(tài)更新時(shí)會(huì)受到視線遮蔽、自身信息處理能力局限等因素的影響，個(gè)體對(duì)于鄰居狀態(tài)的了解是不全面的，加之行為決策的隨機(jī)性或動(dòng)作執(zhí)行誤差等不確定性因素的存在，必然導(dǎo)致個(gè)體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)協(xié)同過(guò)程具有很強(qiáng)的隨機(jī)性。因此在特定任務(wù)（如躲避攻擊等）下，除了個(gè)體之間的相互作用規(guī)則外，有時(shí)需要賦予某些“需求”最強(qiáng)烈的個(gè)體以特殊的規(guī)則和信息，引導(dǎo)群體完成任務(wù)。

綜上所述，生物界的群集運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象帶來(lái)的啟示可以總結(jié)為以下4個(gè)方面：

· 群集行為本質(zhì)上是群體內(nèi)相鄰個(gè)體間的信息交互并自主變化，從而實(shí)現(xiàn)群體形態(tài)變化的過(guò)程；

· 個(gè)體需具備基本的智能屬性，即感知、決策和執(zhí)行；

· 即便個(gè)體資源有限、智能有限，群體依然能夠?qū)崿F(xiàn)全局有序收斂，不會(huì)出現(xiàn)“撞擊、踩踏”等現(xiàn)象；

· 個(gè)體的調(diào)整結(jié)果向鄰域的傳遞效應(yīng)表現(xiàn)出幾何級(jí)傳遞規(guī)模、爆炸式傳遞速度特性，使整體快速收斂。

當(dāng)前，生物界群集運(yùn)動(dòng)已經(jīng)在人類社會(huì)中有了初步實(shí)踐和應(yīng)用，典型案例就是無(wú)人駕駛汽車技術(shù)：個(gè)體車輛通過(guò)感知周圍狀態(tài)、實(shí)時(shí)分析決策實(shí)現(xiàn)實(shí)際的加速、拐彎、剎車等動(dòng)作調(diào)整，完成車輛個(gè)體的自動(dòng)駕駛，而所有車輛完成感知、決策到調(diào)整3步過(guò)程后，將實(shí)現(xiàn)整體交通系統(tǒng)的高效、有序行駛。

生物界群集運(yùn)動(dòng)給智慧網(wǎng)絡(luò)發(fā)展帶來(lái)了啟迪：能否在分布式網(wǎng)絡(luò)中導(dǎo)入群集運(yùn)動(dòng)模式，在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間建立簡(jiǎn)單的協(xié)作機(jī)制，使互聯(lián)網(wǎng)具備面向泛在用網(wǎng)場(chǎng)景的智慧化“無(wú)人駕駛”能力，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化、資源配置、功能管理與業(yè)務(wù)承載等方面具備自我優(yōu)化能力，改善因?yàn)槿藢?duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的認(rèn)知局限造成的服務(wù)體驗(yàn)差和運(yùn)營(yíng)效率低等不利局面。

3 情景網(wǎng)絡(luò)的基本概念

將群集運(yùn)動(dòng)應(yīng)用到互聯(lián)網(wǎng)需要滿足3個(gè)條件：第一，網(wǎng)絡(luò)個(gè)體間需要進(jìn)行信息交互并根據(jù)交互信息自主決策；第二，網(wǎng)絡(luò)個(gè)體需要具備基本的智能屬性，即感知、決策和執(zhí)行；第三，網(wǎng)絡(luò)個(gè)體按照某種一致性規(guī)則相互作用，且節(jié)點(diǎn)狀態(tài)隨著時(shí)間演化而趨于一致。

本文從自然界群集運(yùn)動(dòng)獲得啟迪，提出一種基于節(jié)點(diǎn)自我感知、自主決策、自動(dòng)調(diào)整的智慧網(wǎng)絡(luò)全域資源協(xié)調(diào)擬合方案——情景網(wǎng)絡(luò)（situational-section fitting network，SiFiNet），網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)感知鄰域節(jié)點(diǎn)及自身狀態(tài)（情景），采用數(shù)學(xué)擬合方法對(duì)感知的情景進(jìn)行分析并依據(jù)給定的規(guī)則形成決策，驅(qū)動(dòng)柔性網(wǎng)絡(luò)資源執(zhí)行相應(yīng)調(diào)整，并將這種機(jī)制向鄰域擴(kuò)散，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)域范圍內(nèi)的群體目標(biāo)一致性，在無(wú)業(yè)務(wù)模型條件下改善全網(wǎng)域用戶端到端體驗(yàn)并提升資源利用率等。圖3和圖4表示群集運(yùn)動(dòng)中生物個(gè)體之間交互模式和情景網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)個(gè)體之間交互模式的類比關(guān)系，鳥(niǎo)類個(gè)體感知鄰居的位置為Xi,j，依據(jù)Xi,j和自身位置Xi進(jìn)行自身位置調(diào)整，實(shí)現(xiàn)規(guī)模有序的群體移動(dòng)；相似地，情景網(wǎng)絡(luò)中的智能節(jié)點(diǎn)感知鄰居節(jié)點(diǎn)的帶寬資源Xi,j，依據(jù)Xi,j和自身情況Xi進(jìn)行流量調(diào)整，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)域流量均衡。

圖3 群集運(yùn)動(dòng)交互模式

圖4 情景網(wǎng)絡(luò)交互模式

情景網(wǎng)絡(luò)是一種由情景擬合驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)資源自適應(yīng)分配的智慧網(wǎng)絡(luò)，其在給定分布式網(wǎng)絡(luò)資源和拓?fù)潢P(guān)系條件下，使得網(wǎng)絡(luò)資源依據(jù)不同業(yè)務(wù)的暫態(tài)需求而自適應(yīng)分配，在時(shí)/空兩個(gè)維度上進(jìn)行細(xì)粒度逼近式情景擬合，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)以柔性變化的內(nèi)在結(jié)構(gòu)和虛擬化的資源管理等手段實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力與業(yè)務(wù)客觀要求盡可能相匹配的效果，即使沒(méi)有精確的業(yè)務(wù)或服務(wù)分布模型，情景網(wǎng)絡(luò)也可以通過(guò)部署有限數(shù)量“情景擬合自動(dòng)駕駛”網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)達(dá)成“資源利用率和服務(wù)質(zhì)量?jī)?yōu)化”之目標(biāo)。

結(jié)合當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)智慧化發(fā)展的需求和制約，情景網(wǎng)絡(luò)借用群集運(yùn)動(dòng)思想，基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)控制、群體動(dòng)力學(xué)、混沌運(yùn)動(dòng)與混沌控制等領(lǐng)域的豐富理論研究成果，提出分布式網(wǎng)絡(luò)協(xié)作解決之道，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的智慧表達(dá)、感知—決策—執(zhí)行和端到端時(shí)延保障的一致性模式，改變Internet盡力而為的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)模式，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)域、端到端范圍內(nèi)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)自動(dòng)優(yōu)化。情景網(wǎng)絡(luò)并不是對(duì)現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)“推倒重來(lái)”，而是通過(guò)增量式添加節(jié)點(diǎn)決策協(xié)議和節(jié)點(diǎn)間感知協(xié)議等“基因修補(bǔ)”方式，為互聯(lián)網(wǎng)引入分布式協(xié)調(diào)的新基因，實(shí)現(xiàn)基于服務(wù)體驗(yàn)的網(wǎng)絡(luò)資源自動(dòng)協(xié)調(diào)與優(yōu)化目標(biāo)。

4 情景網(wǎng)絡(luò)核心機(jī)理

為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力與業(yè)務(wù)客觀要求相匹配的效果，對(duì)于分布式網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)智能網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，需要通過(guò)感知鄰域節(jié)點(diǎn)及自身的情景、分析情景形成決策并按照決策對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源執(zhí)行相應(yīng)調(diào)整。在此以群集運(yùn)動(dòng)的一階連續(xù)一致性模型為例進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)帶寬調(diào)整，如圖5所示，其中iρ表示節(jié)點(diǎn)i的帶寬資源，ρi,j表示周圍個(gè)體的帶寬資源，rij表示個(gè)體間的期望參數(shù)，ijα為權(quán)重參數(shù)。節(jié)點(diǎn)感知鄰居節(jié)點(diǎn)的帶寬資源，按圖5中所示決策函數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，做出接近期望值的決策并執(zhí)行，以實(shí)現(xiàn)帶寬均衡的目的。

圖5 智能網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)工作流程

情景網(wǎng)絡(luò)的核心機(jī)理主要包括情景感知建模、情景擬合決策和業(yè)務(wù)自適應(yīng)承載3個(gè)方面，具體介紹如下。

4.1 情景感知建模

在情景網(wǎng)絡(luò)中，情景是復(fù)雜不確定的，感知對(duì)象是時(shí)變多樣的，要求各智能網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能夠根據(jù)相應(yīng)的感知對(duì)象來(lái)執(zhí)行感知?jiǎng)幼?。為了明確各類感知對(duì)象和感知?jiǎng)幼髟谇榫熬W(wǎng)絡(luò)中的物理意義，需要建立合理的模型來(lái)估計(jì)、刻畫(huà)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)和資源分布特征的變化規(guī)律。其中網(wǎng)絡(luò)資源模型表示網(wǎng)絡(luò)中當(dāng)前的資源使用情況，是建立在計(jì)算、存儲(chǔ)和傳輸資源基礎(chǔ)上的網(wǎng)元功能的資源描述，詳細(xì)說(shuō)明每個(gè)節(jié)點(diǎn)所支持的功能和受到的約束；網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)分布模型則指根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中情景片段的流量特征所劃分的業(yè)務(wù)種類、業(yè)務(wù)的分布以及業(yè)務(wù)的資源需求，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確和完備地描述業(yè)務(wù)向量特征。通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的所有資源向量以及網(wǎng)絡(luò)支持的各種業(yè)務(wù)向量進(jìn)行有效的建模和劃分，為情景擬合驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)傳送能力和智慧化管理能力提供支撐。

4.2 情景擬合決策

情景網(wǎng)絡(luò)通過(guò)情景擬合的方式在業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)之間形成決策閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的柔性組織，最大程度地彌合網(wǎng)絡(luò)資源與業(yè)務(wù)需求之間的時(shí)變鴻溝。情景網(wǎng)絡(luò)的情景擬態(tài)決策過(guò)程本質(zhì)上就是復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同控制決策，其擬合收斂能力僅與個(gè)體能力和個(gè)體間耦合強(qiáng)度有關(guān)。在協(xié)作完成共同任務(wù)的過(guò)程中，各個(gè)獨(dú)立的智能體要不斷地與局部環(huán)境、其他智能體進(jìn)行交互作用，通過(guò)這種交互作用進(jìn)行復(fù)雜協(xié)作行為的動(dòng)態(tài)演化，最終實(shí)現(xiàn)共同的目標(biāo)。這是一個(gè)包含局部的和全局的復(fù)雜交互作用、涌現(xiàn)群體智能的復(fù)雜過(guò)程?；ヂ?lián)網(wǎng)是一種典型的無(wú)標(biāo)度網(wǎng)絡(luò)，因此情景網(wǎng)絡(luò)只需要在傳統(tǒng)分布式網(wǎng)絡(luò)中增量部署少量的網(wǎng)絡(luò)智能節(jié)點(diǎn)即可體現(xiàn)出基于用戶體驗(yàn)的網(wǎng)絡(luò)資源全局協(xié)調(diào)控制和全網(wǎng)服務(wù)的整體優(yōu)化。

情景擬合決策具有3個(gè)重要性質(zhì)：漸變跟隨，動(dòng)態(tài)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的傳送要求并保證網(wǎng)絡(luò)資源效率之間的一種折中，屏蔽業(yè)務(wù)特性在小時(shí)間尺度上的天然隨機(jī)波動(dòng)，基于服務(wù)效果對(duì)服務(wù)需求進(jìn)行穩(wěn)定偏離的資源調(diào)整；自主驅(qū)動(dòng)，情景網(wǎng)絡(luò)自主驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)資源管控，以符合應(yīng)用要求和服務(wù)效果之間固有動(dòng)力學(xué)規(guī)律的自然方式，有效把握資源改變的時(shí)間、空間尺度，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)網(wǎng)隊(duì)暫態(tài)情景的最佳擬合，形成自主反饋、循環(huán)控制結(jié)構(gòu)；聚類擬合，情景網(wǎng)絡(luò)對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行聚類擬合，使得網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)整只針對(duì)特定的目標(biāo)業(yè)務(wù)類，而不影響其他任何非目標(biāo)業(yè)務(wù)類的服務(wù)效果。

4.3 業(yè)務(wù)自適應(yīng)承載

情景網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)自適應(yīng)承載體現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)層面。

在節(jié)點(diǎn)層面，情景網(wǎng)絡(luò)從網(wǎng)元結(jié)構(gòu)對(duì)業(yè)務(wù)需求的適應(yīng)性出發(fā)，建立基于統(tǒng)一資源描述的網(wǎng)元模型和網(wǎng)元功能集合，通過(guò)網(wǎng)元功能的組合和映射實(shí)現(xiàn)網(wǎng)元的高效靈活設(shè)計(jì)；同時(shí)，智能節(jié)點(diǎn)采用轉(zhuǎn)發(fā)與控制分離機(jī)制、柔性重構(gòu)機(jī)制和功能組合機(jī)制，增強(qiáng)網(wǎng)元的業(yè)務(wù)適應(yīng)性和可擴(kuò)展性，使其具有柔性組織能力和持續(xù)演進(jìn)能力。情景網(wǎng)絡(luò)通過(guò)設(shè)計(jì)可重構(gòu)的報(bào)文解析器和細(xì)粒度可組合的元處理單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)文解析—匹配—執(zhí)行處理流程的全可編程；同時(shí)，情景網(wǎng)絡(luò)支持服務(wù)差異化定制的復(fù)雜情景擬合多模式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，支持網(wǎng)絡(luò)資源安全隔離機(jī)制和高效分配，從而獲得對(duì)網(wǎng)元資源的穩(wěn)態(tài)分配和高效利用。

在網(wǎng)絡(luò)層面，情景網(wǎng)絡(luò)通過(guò)設(shè)計(jì)可適配、可擴(kuò)展、可優(yōu)化的自適應(yīng)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)生成、路由優(yōu)化、流量調(diào)度、業(yè)務(wù)功能編排與新功能快速部署等機(jī)制，實(shí)現(xiàn)信息網(wǎng)絡(luò)資源的高效利用。首先，在保證可擴(kuò)展和網(wǎng)絡(luò)頑健性的基礎(chǔ)上，將承載業(yè)務(wù)屬性與動(dòng)態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)情景融合，制定節(jié)點(diǎn)間信息滲透的路由策略，通過(guò)個(gè)體路由選擇的自主變化實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)路由的有序適應(yīng)性變化。其次，以提高業(yè)務(wù)質(zhì)量一致性為驅(qū)動(dòng)，設(shè)計(jì)情景網(wǎng)絡(luò)功能動(dòng)態(tài)編排與組合機(jī)制，通過(guò)群智感知實(shí)現(xiàn)預(yù)留資源節(jié)點(diǎn)的資源復(fù)用，在保證業(yè)務(wù)質(zhì)量的同時(shí)提高資源利用率。最后，根據(jù)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的多樣化情景，擬合生成可便捷部署的大規(guī)模服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)與異構(gòu)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)高效資源映射的統(tǒng)一。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文從自然界群集運(yùn)動(dòng)中獲得啟迪，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)資源全局協(xié)調(diào)控制機(jī)制進(jìn)行了初步探索，提出一種基于節(jié)點(diǎn)自我感知、自主決策、自動(dòng)調(diào)整的智慧網(wǎng)絡(luò)全域資源協(xié)調(diào)擬合方案——情景網(wǎng)絡(luò)，為智慧網(wǎng)絡(luò)發(fā)展提供了一種可能的解決思路。目前已完成了一階連續(xù)一致性模型在網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)配中的應(yīng)用，下一步將圍繞高階多種群環(huán)境下的情景網(wǎng)絡(luò)建模和資源智慧擬合進(jìn)行深入研究。

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