本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信，尤其涉及一種支持網(wǎng)絡(luò)多模態(tài)共生演化的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著數(shù)字化時(shí)代垂直行業(yè)應(yīng)用的蓬勃發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、機(jī)器人控制、視頻點(diǎn)播等新型服務(wù)模式不斷涌現(xiàn)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的大帶寬、高可靠、低時(shí)延、巨連接等核心能力提出了更高的要求，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)多媒體服務(wù)的范疇。沿襲傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)“補(bǔ)丁摞補(bǔ)丁”式的技術(shù)路線，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足網(wǎng)絡(luò)空間包含云計(jì)算、邊緣計(jì)算、可信計(jì)算、內(nèi)生安全、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和人工智能等在內(nèi)的一系列新興服務(wù)的需要，消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)向垂直應(yīng)用產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型的趨勢(shì)不可阻擋。

2、面對(duì)上述需求的演進(jìn)變化，一批頗具特色的新型網(wǎng)絡(luò)模態(tài)發(fā)展迅速，如身份標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)、命名中心網(wǎng)絡(luò)等被相繼提出，已在部分行業(yè)網(wǎng)絡(luò)中初步應(yīng)用并取得良好效果。這些新型網(wǎng)絡(luò)模態(tài)突破了傳統(tǒng)tcp/ip技術(shù)體制的瓶頸，通過在報(bào)文格式、路由協(xié)議、交換方式、轉(zhuǎn)發(fā)邏輯等維度開展網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體制設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了更加專業(yè)化、定制化的網(wǎng)絡(luò)能力提供。通過多樣化網(wǎng)絡(luò)模態(tài)之間的協(xié)同技術(shù)創(chuàng)新和優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，可有效解決傳統(tǒng)單一的tcp/ip技術(shù)體制網(wǎng)絡(luò)存在的諸多弊端，從根本上提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力、安全性、移動(dòng)性、資源利用率等。

3、圍繞多樣化網(wǎng)絡(luò)模態(tài)在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中部署，目前業(yè)界主要有如下三種技術(shù)方案：

4、方案1：基于單一ip體制的網(wǎng)絡(luò)模態(tài)虛擬承載方案。該方案采用基于現(xiàn)有單一ip體制的覆蓋網(wǎng)絡(luò)承載技術(shù)實(shí)現(xiàn)，在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層封裝各類新型網(wǎng)絡(luò)模態(tài)協(xié)議，構(gòu)成各個(gè)網(wǎng)絡(luò)模態(tài)的虛擬網(wǎng)絡(luò)。這種思路允許各個(gè)網(wǎng)絡(luò)模態(tài)對(duì)應(yīng)的虛擬網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立于物理網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，從而能夠在共享相同物理基礎(chǔ)設(shè)施的情況下快速構(gòu)建。然而，這種虛擬承載方案通常僅能實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)模態(tài)所需的大部分網(wǎng)絡(luò)功能，但卻難以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)性能，且大量虛擬網(wǎng)絡(luò)的疊加也導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)協(xié)議復(fù)雜度急劇膨脹臃腫、復(fù)雜性失控，網(wǎng)絡(luò)效率損失嚴(yán)重。

5、方案2：基于標(biāo)識(shí)/協(xié)議映射的網(wǎng)絡(luò)模態(tài)域間互聯(lián)方案。該方案在每個(gè)網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)支持一種網(wǎng)絡(luò)模態(tài)，在該域內(nèi)采用單一網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體制，在網(wǎng)絡(luò)域間通過標(biāo)識(shí)映射和協(xié)議轉(zhuǎn)換等方式實(shí)現(xiàn)各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模態(tài)的跨域互聯(lián)。該方案實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)鏈接通過多個(gè)網(wǎng)絡(luò)模態(tài)域的接續(xù)傳遞，但域內(nèi)資源仍由各個(gè)網(wǎng)絡(luò)模態(tài)獨(dú)享，喪失了網(wǎng)絡(luò)模態(tài)在同一網(wǎng)絡(luò)設(shè)施中的資源基礎(chǔ)，不支持多個(gè)網(wǎng)絡(luò)模態(tài)在同一網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)的資源共享和復(fù)用，更難以獲得網(wǎng)絡(luò)模態(tài)隨業(yè)務(wù)和資源情況自適應(yīng)演化的能力。

6、方案3：基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體制可編程的網(wǎng)絡(luò)模態(tài)承載方案。該方案采用網(wǎng)絡(luò)可編程思想（如軟件定義網(wǎng)絡(luò)sdn、協(xié)議無關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)p4等），支持用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體制進(jìn)行靈活定義，構(gòu)建出滿足給定專業(yè)化功能需求的網(wǎng)絡(luò)處理邏輯。該方案實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體制的變化，但本質(zhì)上仍屬于“一個(gè)接一個(gè)”的網(wǎng)絡(luò)模態(tài)部署方式，不能同時(shí)支持多樣化網(wǎng)絡(luò)的共存，無法實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)模態(tài)在資源屬性、處理邏輯、協(xié)議格式等維度的差異化需求。

7、上述三種方案，或受限于傳統(tǒng)的僵化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)（方案1），或只考慮網(wǎng)絡(luò)域間互聯(lián)（方案2），或只考慮單一網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體制（方案3），都未能從根本上解決多樣化網(wǎng)絡(luò)模態(tài)在同一網(wǎng)絡(luò)設(shè)施中的共生及演化問題，導(dǎo)致各種網(wǎng)絡(luò)模態(tài)只能以虛擬化方式在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中“矮化實(shí)現(xiàn)”，既無法充分實(shí)現(xiàn)新型網(wǎng)絡(luò)體制的功能性能之優(yōu)勢(shì)，又難以規(guī)?；?、適時(shí)地部署應(yīng)用，嚴(yán)重阻礙了新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和垂直行業(yè)應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)程。

8、多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)采用“技術(shù)體制與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境分離”思路，實(shí)現(xiàn)了多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體制（網(wǎng)絡(luò)模態(tài)）在同一基礎(chǔ)設(shè)施（多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境）中動(dòng)態(tài)部署，為各類應(yīng)用提供多樣化、定制化的網(wǎng)絡(luò)能力精準(zhǔn)支撐。然而在多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)中面臨兩個(gè)問題，一是基于同一基礎(chǔ)設(shè)施的多樣化網(wǎng)絡(luò)模態(tài)共生問題，即網(wǎng)絡(luò)模態(tài)共生的條件、機(jī)制和增益；二是全生命周期目標(biāo)導(dǎo)向的網(wǎng)絡(luò)模態(tài)演化問題，即網(wǎng)絡(luò)模態(tài)演化的時(shí)機(jī)、目標(biāo)和路徑。

9、針對(duì)上述問題，目前在多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)中還沒有提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種支持網(wǎng)絡(luò)多模態(tài)共生演化的系統(tǒng)及方法，以解決在多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)中存在多種網(wǎng)絡(luò)模態(tài)時(shí)，未考慮網(wǎng)絡(luò)多模態(tài)共生與演化的問題。

2、本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種支持網(wǎng)絡(luò)多模態(tài)共生演化的方法，包括如下步驟：

3、步驟1.根據(jù)業(yè)務(wù)需求，確定與業(yè)務(wù)需求匹配的網(wǎng)絡(luò)模態(tài)，并分析整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模態(tài)運(yùn)行的狀態(tài)、占用資源狀態(tài)、業(yè)務(wù)支持情況，產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)模態(tài)是否需要演化的決策，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)模態(tài)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整；

4、步驟2.基于所述步驟1確定的網(wǎng)絡(luò)模態(tài)，對(duì)所述網(wǎng)絡(luò)模態(tài)進(jìn)行全局規(guī)劃，確定部署拓?fù)渑c部署位置，并監(jiān)測(cè)所述網(wǎng)絡(luò)模態(tài)的服務(wù)質(zhì)量，進(jìn)行性能可預(yù)測(cè)的服務(wù)質(zhì)量保障；

5、步驟3.根據(jù)所述步驟2確定的網(wǎng)絡(luò)模態(tài)的部署拓?fù)?，將所述網(wǎng)絡(luò)模態(tài)實(shí)例化在網(wǎng)絡(luò)資源上，編排所述網(wǎng)絡(luò)模態(tài)需要的網(wǎng)絡(luò)基線能力和映射到所述基線能力需要的網(wǎng)絡(luò)資源，并執(zhí)行多個(gè)網(wǎng)絡(luò)模態(tài)的混合調(diào)度。

6、進(jìn)一步地，所述步驟2中，所述服務(wù)質(zhì)量包括時(shí)延、抖動(dòng)、丟包率。

7、進(jìn)一步地，所述步驟3中，所述網(wǎng)絡(luò)資源包括cpu、fpga、npu、多核處理卡和sram。

8、本發(fā)明還提供了一種支持網(wǎng)絡(luò)多模態(tài)共生演化的系統(tǒng)，包括：

9、網(wǎng)絡(luò)模態(tài)演化決策子系統(tǒng)：基于業(yè)務(wù)域、模態(tài)域演化生成，用于實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)模態(tài)適配與優(yōu)化功能，所述功能包括業(yè)務(wù)聚類、網(wǎng)絡(luò)模態(tài)匹配、網(wǎng)絡(luò)模態(tài)競(jìng)爭(zhēng)與協(xié)作、態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)、生成新網(wǎng)絡(luò)模態(tài)決策、網(wǎng)絡(luò)模態(tài)動(dòng)態(tài)擴(kuò)增；

10、網(wǎng)絡(luò)模態(tài)智能生成子系統(tǒng)：基于模態(tài)域、功能域演化生成，用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)模態(tài)的生成與部署功能，所述功能包括網(wǎng)絡(luò)模態(tài)全局規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)模態(tài)智能生成、服務(wù)質(zhì)量保證、異構(gòu)資源管控、網(wǎng)絡(luò)模態(tài)部署；

11、網(wǎng)絡(luò)模態(tài)共生平臺(tái)子系統(tǒng)：基于功能域、資源域演化生成，用于實(shí)現(xiàn)基線能力按需編排與網(wǎng)絡(luò)模態(tài)實(shí)例化功能，所述功能包括網(wǎng)絡(luò)模態(tài)實(shí)例化、基線能力編排組合、異質(zhì)資源適配、網(wǎng)絡(luò)資源元素化、基線能力池化、多模態(tài)混合調(diào)度。

12、進(jìn)一步地，所述業(yè)務(wù)域、模態(tài)域、功能域、資源域具體為：

13、業(yè)務(wù)域：根據(jù)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的類型、規(guī)模、服務(wù)質(zhì)量要求進(jìn)行分類，便于業(yè)務(wù)聚類、管理和優(yōu)化，例如電子商務(wù)、視頻流媒體和云計(jì)算等；

14、模態(tài)域：網(wǎng)絡(luò)模態(tài)的集合，將業(yè)務(wù)需要的網(wǎng)絡(luò)尋址方式、調(diào)度策略、安全機(jī)制、服務(wù)質(zhì)量、運(yùn)維管理定義為一種網(wǎng)絡(luò)模態(tài)，一般為滿足某些垂直行業(yè)特殊應(yīng)用的需求而由領(lǐng)域?qū)＜以O(shè)計(jì)；

15、功能域：包含網(wǎng)絡(luò)模態(tài)需要的各個(gè)網(wǎng)絡(luò)功能拆分為最基本的功能單元并對(duì)最基本的功能單元（基線能力）進(jìn)行池化，支持基線能力動(dòng)態(tài)釋放、重組，例如分組調(diào)度、流量控制、帶寬分配、隊(duì)列管理和緩存管理等；

16、資源域：包括最基本的功能單元所需要的網(wǎng)絡(luò)資源，例如cpu、fpga、npu、多核處理卡和sram等類資源。

17、進(jìn)一步地，所述網(wǎng)絡(luò)模態(tài)演化決策子系統(tǒng)包括：

18、業(yè)務(wù)聚類功能：將網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)按照業(yè)務(wù)規(guī)模、載荷內(nèi)容、載荷大小、服務(wù)質(zhì)量要求對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行分類，所述服務(wù)質(zhì)量要求包括時(shí)延、抖動(dòng)、丟包率；

19、態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)功能：將系統(tǒng)中運(yùn)行的業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)模態(tài)對(duì)業(yè)務(wù)的承載效果進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析，便于新業(yè)務(wù)出現(xiàn)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)模態(tài)匹配功能做出最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)模態(tài)匹配決策；

20、網(wǎng)絡(luò)模態(tài)匹配功能：按照業(yè)務(wù)聚類的特征與網(wǎng)絡(luò)模態(tài)的特征進(jìn)行適應(yīng)度匹配；所述業(yè)務(wù)聚類的特征包括業(yè)務(wù)類型、規(guī)模、服務(wù)質(zhì)量要求；所述網(wǎng)絡(luò)模態(tài)的特征包括網(wǎng)絡(luò)模態(tài)的尋址方式、數(shù)據(jù)包格式；

21、網(wǎng)絡(luò)模態(tài)生成決策功能：當(dāng)所述網(wǎng)絡(luò)模態(tài)匹配功能為業(yè)務(wù)匹配不到適合的網(wǎng)絡(luò)模態(tài)時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)需要生成新的網(wǎng)絡(luò)模態(tài)的決策；

22、網(wǎng)絡(luò)模態(tài)增/刪決策功能：監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)模態(tài)的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)模態(tài)進(jìn)行增加或者下線操作；

23、網(wǎng)絡(luò)模態(tài)競(jìng)爭(zhēng)與協(xié)作功能：對(duì)網(wǎng)絡(luò)模態(tài)占用資源及其功能互補(bǔ)情況進(jìn)行分析，便于所述網(wǎng)絡(luò)模態(tài)在競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)資源時(shí)，產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)模態(tài)間協(xié)作策略；所述網(wǎng)絡(luò)模態(tài)間協(xié)作策略包括：網(wǎng)絡(luò)模態(tài)間資源類型互補(bǔ)、對(duì)資源需求的時(shí)間互補(bǔ)、位置互補(bǔ)。

24、進(jìn)一步地，所述網(wǎng)絡(luò)模態(tài)智能生成子系統(tǒng)包括：

25、網(wǎng)絡(luò)模態(tài)智能生成功能：基于帶內(nèi)網(wǎng)絡(luò)遙測(cè)獲取的性能參數(shù)，結(jié)合人工智能方法對(duì)網(wǎng)絡(luò)模態(tài)性能進(jìn)行預(yù)測(cè)，并根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)模態(tài)資源的管理，為全局規(guī)劃功能提供建議和支撐；其中，所述性能參數(shù)包括網(wǎng)絡(luò)模態(tài)的運(yùn)行狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)資源占用情況，所述人工智能方法包括機(jī)器學(xué)習(xí)；

26、網(wǎng)絡(luò)模態(tài)全局規(guī)劃功能：對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行全局狀態(tài)感知，規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)模態(tài)部署的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?/p>

27、服務(wù)質(zhì)量保證功能：對(duì)網(wǎng)絡(luò)模態(tài)運(yùn)行時(shí)的服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)對(duì)應(yīng)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量無法保證時(shí)，做出網(wǎng)絡(luò)模態(tài)調(diào)整部署的決策；

28、異構(gòu)資源管控功能：對(duì)網(wǎng)絡(luò)模態(tài)共生平臺(tái)的網(wǎng)元內(nèi)部異構(gòu)的資源（例如fpga、asic、ppk等轉(zhuǎn)發(fā)資源）進(jìn)行最優(yōu)化分配和協(xié)同工作；

29、網(wǎng)絡(luò)模態(tài)部署功能：將網(wǎng)絡(luò)模態(tài)代碼和數(shù)據(jù)包格式下發(fā)到網(wǎng)絡(luò)模態(tài)共生平臺(tái)子系統(tǒng)。

30、進(jìn)一步地，所述網(wǎng)絡(luò)模態(tài)共生平臺(tái)子系統(tǒng)包括：

31、基線能力池化功能：將構(gòu)成各類網(wǎng)絡(luò)模態(tài)的功能拆分成最基本功能單元，減少基線能力間的依賴、解除之間的耦合關(guān)系，增加基線能力的靈活性，生成基線能力池；

32、網(wǎng)絡(luò)資源元素化功能：根據(jù)基線能力變化對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)釋放和重構(gòu)，解決現(xiàn)有平臺(tái)結(jié)構(gòu)固化，通過資源組合重構(gòu)的方式實(shí)現(xiàn)多樣化的網(wǎng)絡(luò)模態(tài)所需基線能力，基于動(dòng)態(tài)化的資源編排或卸載能力保障多樣化網(wǎng)絡(luò)模態(tài)能夠主動(dòng)適配承載業(yè)務(wù)的資源需求變化；

33、基線能力編排組合功能：針對(duì)網(wǎng)絡(luò)模態(tài)的運(yùn)行邏輯對(duì)基線能力進(jìn)行編排，以及當(dāng)網(wǎng)絡(luò)模態(tài)下線時(shí)對(duì)基線能力進(jìn)行釋放和回收；

34、網(wǎng)絡(luò)模態(tài)實(shí)例化功能：利用不同網(wǎng)絡(luò)基線能力構(gòu)造成網(wǎng)絡(luò)模態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)共生平臺(tái)中基線能力的編排和重構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)多樣化網(wǎng)絡(luò)模態(tài)的共生共存；

35、多模態(tài)混合調(diào)度功能：通過監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)模態(tài)共生狀態(tài)，動(dòng)態(tài)調(diào)整不同網(wǎng)絡(luò)模態(tài)所使用的網(wǎng)絡(luò)基線能力以及占用的網(wǎng)絡(luò)資源。

36、本發(fā)明還提供了一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器與所述處理器耦接；其中，所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)程序數(shù)據(jù)，所述處理器用于執(zhí)行所述程序數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)上述的一種支持網(wǎng)絡(luò)多模態(tài)共生演化的方法。

37、本發(fā)明還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述的一種支持網(wǎng)絡(luò)多模態(tài)共生演化的方法。

38、本發(fā)明的有益效果在于：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明主要考慮多種網(wǎng)絡(luò)模態(tài)（網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體制）在同一基礎(chǔ)設(shè)施上運(yùn)行時(shí)，網(wǎng)絡(luò)模態(tài)間的互利互惠，演化與消亡的情況，以采用最優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)模態(tài)滿足各個(gè)業(yè)務(wù)的需求，避免過期的網(wǎng)絡(luò)模態(tài)占用網(wǎng)絡(luò)資源，及網(wǎng)絡(luò)資源利用率最大化，彌補(bǔ)現(xiàn)有多模態(tài)網(wǎng)絡(luò)未考慮網(wǎng)絡(luò)模態(tài)共生與演化的問題。