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未來網絡試驗設施項目(CENI)

未來網絡試驗設施項目(China Environment for Network Innovations,簡稱 CENI)是我國在通信與信息領域第一項國家重大科技基礎設施建設項目,也是國家在江蘇省投資建設的第一個國家重大科技基礎設施項目。CENI 項目將建設一個先進、開放、易使用、可持續發展的大規模通用未來網絡試驗設施,構建世界首個以鏈路層虛擬化為基礎的深度虛擬網絡,為架構靈活調整、資源彈性伸縮、流量全局調度、能力全面開放、運維智能高效的新一代信息基礎設施建設提供基礎理論和關鍵技術驗證平臺,滿足 5G、虛擬現實等新業務新應用的試驗需求。探索適合我國未來網絡發展的技術路線和發展道路,促進產業創新與發展,提升國家網絡空間安全保障機制與手段,使我國在網絡空間國際競爭中掌握主動權。

  • 國家重大科技基礎設施 CENI

核心成果

一、SCN 架構

基于核心團隊多年的深厚積淀,未來網絡在全球率先提出服務定制網絡(Service Customized Network,簡稱 SCN)體系架構,SCN 和網絡測調示范系統分為三部分:服務定制網絡數據平面、服務定制網絡控制平面和智能決策平面。

CENI宣傳手冊_V3_Final

 

網絡數據平面:支持完整的 SCN 協議,通過將網絡地址與身份標識分離,支持網絡內容緩存、網絡主機移動以及無縫遷移,并加強了網絡內容安全認證。

網絡控制平面:支持 SCN 網絡南北向接口 API,將網絡中的計算、存儲和網絡資源抽象,為上層決策平面提供統一、友好的視圖。

智能決策平面:支持虛擬網絡拓撲信息的收集和處理,支持虛擬鏈路性能測量,通過收集路由設備的反饋信息、網絡測量信息等,自動生成服務處理和轉發規則,并實現服務處理和轉發規則的計算,以及在路由設備上的部署。

二、CNOS 系統

2019 年 5 月第三屆未來網絡發展大會上,劉韻潔院士發布 CENI 項目使用的全球首個大網級網絡操作系統,中國網絡操作系統(China Network Operating System簡稱 CNOS),該系統向下可兼容各品牌廠商設備,向上能為工業互聯網、能源互聯網等業務場景提供差異化的網絡服務能力,具有全場景、全兼容、高性能的特性和“承上啟下”的重要作用。

CNOS 系統相比于傳統網絡操作系統新增三大功能:

實時狀態感知:CNOS 系統可以對全局網絡信息進行實時數據采集,包含實時節點、鏈路、流量以及故障告警等信息。

業務按需服務:CNOS系統可以按需提供租戶級虛擬網絡,各虛擬網絡之間并行工作、互不干擾。

資源智能控制:CNOS 系統可實現全局網絡資源的智能優化與分析。做到故障快速自收斂、網絡資源自動重分配,以及網絡的自學習與自優化。

三、白盒交換機

白盒交換機基于 P4 協議無關數據面,可實現高性能數據交換,支持虛擬防火墻、WAF、DDoS 防護等虛擬按需功能;基于 SONiC 的通用控制面,兼容交換機、網關設備,具有安全功能配置能力的新南向協議;支持流量調度,實現安全功能集群化部署、安全功能動態擴容等。

利用云原生技術:打造基于微服務化的軟件架構,融合 ICT 服務;

抽象網絡資源模型:開放和規范標準 API 接口,構建 Naas 能力;

增強型一虛多技術:實現軟硬件資源按需切片和安全隔離;

網元級多虛一技術:實現網絡高可用、柔性伸縮和容災備份;

可編程遙測技術:提升網絡透明化、智能化、可管可控。

四、可編程虛擬路由器

可編程虛擬路由器是CENI網絡的重要組成部分,以其為核心搭建的實驗平臺具備開放性、虛擬化、可編程等優勢,協助網絡研究人員完成在未來網絡技術創新過程中的實驗驗證,以及模擬現有網絡的問題并驗證其解決方案。

支持多虛擬路由器實例共享設備資源,保證功能、性能與安全隔離,實現高效資源共享復用;提供豐富的編程接口 API 與強大的功能應用構建庫,同時支持新技術新應用的快速開發部署;自主研發的軟硬件體系結構,設計實現了防火墻、入侵檢測、上網行為管理等多種應用單元模塊,實現網絡功能服務化及按需動態加載;創新性提出了協議無關高效數據包處理算法、數據與任務結合的高效并行化加速方法等國際領先技術。

優勢資源

一、傳輸資源

基礎資源:

纖芯資源:基于全國高速公路全長 3.4 萬公里光纖,未來可以沿著高速公路進一步延伸;

傳輸系統:支持 80*100G 的全網 ROADM 的系統,未來可升級到 80*400G 能力。

覆蓋能力:覆蓋全國所有省會城市和計劃單列市,傳輸業務節點到達 180 個城市。

網絡保障:智能化、零接觸運維的規劃建設;專用外部 DCN 網絡管理通道;來自運營商的專業運維團隊。

二、科研資源

江蘇省未來網絡創新研究院:CENI 項目的法人單位。作為國內第一家專業從事未來網絡核心技術研發的機構,研究院以建設國內領先、國際先進的通信與網絡創新基地及產業高地為目標,致力于成為引領我國未來網絡發展方向的網絡龍頭、率先實現通信與網絡關鍵技術突破的科研領頭。

網絡通信與安全紫金山實驗室:CENI 項目的支撐單位。實驗室由江蘇省在南京投入 100億元建成,作為國家的重大科技創新平臺,以引領全球信息科技發展方向、解決行業重大科技問題為使命,滿足國家重大需求,突破命門核心技術、建設國際一流平臺、開展重大示范應用、形成世界研發高地。

網絡建設運營

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一、骨干網建設

CENI 網絡全長 3.4 萬公里的光纖,其中骨干網絡建設布局 40 個城市,包含 5 個超級核心、8 個一級核心、27 個二級核心,滿足 80×100Gb/s 的傳輸容量;超級核心和一級核心節點滿足25.6Tb/s 的交叉能力,二級核心節點滿足12.8Tb/s 交叉能力。

二、區域網建設

公司在 CENI 骨干網建設的基礎上,還將進一步拓展區域網建設。CENI 網絡沿線覆蓋 180個城市,其中骨干網所需資源主要來源于國家重大科技基礎設施投入的資源,而區域網建設所需投資來源于公司與地方政府和社會資本的聯合建設、聯合投資。

科研網服務

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一、面向科研的公益服務和有償服務

為國內從事未來網絡關鍵技術研究的科研單位及科研人員提供試驗平臺,服務對象包括科研機構、高等院校、互聯網企業、通信及網絡硬件制造企業等。

基礎資源服務:提供 CENI 網絡資源和基本的數據采集、存儲、計算等;

配套資源服務:按照客戶需求制定接入方案、搭建網絡環境及所需配套服務;

測試驗證服務:提供定制化軟硬件測試環境并形成測試報告和風險評估建議等;

商業運營服務:提供網絡建設咨詢、運維托管服務等。

二、面向教育的科普服務

面向公眾組織開展科普教育活動,承擔青少年和社會公眾科普等社會責任。通過不斷加強科普能力建設,豐富科普內容,創新科普活動方式,打造未來網絡技術國家科普示范基地,帶動和推進社會科普事業的發展,更好地發揮國家重大科技基礎設施在科普、宣傳、教育等方面的積極作用。

 

應用場景

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2019 年第三屆未來網絡發展大會上,1300 多公里外的富士康園區 8K 視頻,通過 CENI網絡+5G 長距離實時回傳至現場,這是全球首次基于 5G+8K 的長距離、大帶寬、高質量超高清視頻直播演示,驗證了新型網絡架構的先進性。

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2019 年,未來網絡與某國際通信設備制造商聯合構建確定性平面 DIP 測試。通過反復多次干擾測試并對雙鏈路測試進行對比,確認預研設備指標達到預期,且 DIP 轉發在端到端時延抖動嚴格限制在 30μs 以內,有效驗證 CENI 科研試驗網為嚴格時延敏感業務提供了三層網絡層,該項目將在北京、深圳、南京三地部署長距網絡測試全息影像和智能機械臂。

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