基于5G技術(shù)的行業(yè)關(guān)聯(lián)演進(jìn)策略研究

黎宇 楊世標(biāo) 薛強(qiáng)

（中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司 廣東省廣州市 510000）

目前，我國(guó)5G 基站的建設(shè)正在持續(xù)進(jìn)行，對(duì)于5G 應(yīng)用的研究也在深入進(jìn)行。就當(dāng)前發(fā)展進(jìn)程來(lái)看，5G 城域網(wǎng)建設(shè)已經(jīng)完成了第一階段。而在移動(dòng)通信領(lǐng)域，SRv6 和網(wǎng)絡(luò)切片為代表的承載網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)在5G 技術(shù)的支撐下發(fā)展日趨成熟，對(duì)此，承載網(wǎng)絡(luò)無(wú)論從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)還是上層鏈路設(shè)計(jì)上都處在持續(xù)演進(jìn)中，這也為筆者在5G 關(guān)聯(lián)行業(yè)技術(shù)演進(jìn)研究思路上帶來(lái)了新的思考和新的方向，接下來(lái)就對(duì)演進(jìn)策略上進(jìn)行重點(diǎn)分析。

1 移動(dòng)通信領(lǐng)域承載網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)

1.1 SRv6技術(shù)產(chǎn)業(yè)演進(jìn)

SRv6 技術(shù)從基礎(chǔ)架構(gòu)層面屬于IPV6+體系下的核心技術(shù)，提出于2013年。在同一時(shí)間段內(nèi)一同提出的還有SR-MPLS 技術(shù)。從國(guó)內(nèi)主要設(shè)備廠商都認(rèn)同的角度上看，SRV6 技術(shù)的提出與5G 第一階段研究時(shí)間存在時(shí)間差，所以這就導(dǎo)致5G 技術(shù)在承載網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期無(wú)法引入SRv6 進(jìn)行部署和使用，也就無(wú)法在通信架構(gòu)建設(shè)過(guò)程中突出SRv6的可編程性的核心價(jià)值?？v觀承載網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過(guò)程，SRv6技術(shù)比起SR-MPLS 技術(shù)無(wú)論是在架構(gòu)層面還是通信損耗層面表現(xiàn)更優(yōu)，所以5G 技術(shù)承載網(wǎng)絡(luò)在當(dāng)前環(huán)境下還能進(jìn)一步演進(jìn)，即承接SRv6 來(lái)進(jìn)行深層次的拓展。就目前而言，國(guó)內(nèi)外都在持續(xù)對(duì)SRv6 技術(shù)的推進(jìn)努力著，對(duì)于SRv6 的標(biāo)準(zhǔn)化擴(kuò)展和編程化要求也形成了規(guī)范化和體系化的準(zhǔn)則。

考慮到SRv6 的現(xiàn)實(shí)部署，應(yīng)用，以及部署過(guò)程中的合理化管控流程，還有SRH 標(biāo)準(zhǔn)的確立情況，業(yè)界對(duì)于SRv6的部署存在諸多不足，表現(xiàn)在SRv6 部署實(shí)踐場(chǎng)景較少，大部分主要基于SRv6-BE 技術(shù)實(shí)現(xiàn)上。然而，技術(shù)研究要從辯證思路去考慮。SRv6-BE 技術(shù)的效能發(fā)揮一定程度歸功于內(nèi)部Native IPV6 的可達(dá)性優(yōu)勢(shì)，該優(yōu)勢(shì)可以幫助SRv6-BE在集客專線場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)信息的快速傳輸。但從可編程性擴(kuò)展的角度上來(lái)看，SRv6 Policy 才是SRv6 性能最大化提升的正確方向，才是大勢(shì)所趨。而提及SRv6 Policy 技術(shù)，業(yè)界也在進(jìn)行系統(tǒng)性的研究，該技術(shù)可以更加靈活的為運(yùn)營(yíng)商提供附加增值能力，特別是在安全增值服務(wù)場(chǎng)景。正如上述提及，SRv6 Policy 不僅可以充分發(fā)揮的IPv6 多層級(jí)多鏈路的可達(dá)性，還可以發(fā)揮SRv6 可編程的特性，最終實(shí)現(xiàn)云端服務(wù)與網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的表量化統(tǒng)一，達(dá)到云網(wǎng)融合的效果。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

如圖1所示，基于云網(wǎng)融合結(jié)構(gòu)中交換機(jī)之間形成3×2的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，涉及編號(hào)為SID2-SID5，并以SD1 三角形路由架構(gòu)形成互聯(lián)，形成增值服務(wù)專線架構(gòu)，SID5 和SID3 與云互聯(lián)。

圖1：SRv6 云端互聯(lián)和云網(wǎng)融合結(jié)構(gòu)

具體來(lái)說(shuō)，SRv6 Policy 相比PBR，NSH 具備明顯的優(yōu)勢(shì)，但卻可以形成統(tǒng)一的通道編排，編排中形成多樣化的互聯(lián)結(jié)構(gòu)，并以多端云來(lái)豐富網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膶哟?，并基于SRv6 可編程的特性下充分發(fā)揮擴(kuò)展性和兼容性。所以SRv6 Policy 的深層研究可以利用SRv6 SID 語(yǔ)義來(lái)發(fā)揮SFC 效能。近年來(lái)，各大通信廠商都在圍繞SRV6 展開(kāi)技術(shù)升級(jí)和應(yīng)用。2020年中興通訊在實(shí)驗(yàn)室完成中國(guó)電信STN SRv6 云網(wǎng)互通測(cè)試，并在現(xiàn)網(wǎng)規(guī)模升級(jí)部署，支撐中國(guó)電信實(shí)現(xiàn)全球最大SRv6 商用網(wǎng)絡(luò)，并實(shí)現(xiàn)2B/2C 的切片部署，引入了MPLS與SRv6 拼接與雙平面技術(shù)，實(shí)現(xiàn)IP RAN1.0、STN 融合商用部署，在這之后參加中國(guó)電信以STN 演進(jìn)的新城城域網(wǎng)試點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)協(xié)議以SRv6 為主，實(shí)現(xiàn)SRv6 固移融合承載，率先在江蘇無(wú)錫實(shí)現(xiàn)固網(wǎng)、5G 業(yè)務(wù)通過(guò)STN 統(tǒng)一接入承載。從2019年初開(kāi)始，中國(guó)電信研究院STN 項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)推動(dòng)基于SRv6 基礎(chǔ)協(xié)議的STN 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)定義，形成STN 設(shè)備、組網(wǎng)、配置、工程驗(yàn)收測(cè)試等系列規(guī)范，并于2020年4月初完成了SRv6+EVPN+FlexE 目標(biāo)工程組網(wǎng)驗(yàn)證。目前，STN 已覆蓋全國(guó)大多數(shù)本地網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)端到端云網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)，成為全球最大規(guī)模的使能SRv6 網(wǎng)絡(luò)，極大的簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的智能、敏捷、高效。

但就目前來(lái)看，SRv6 的擴(kuò)展性IETF 標(biāo)準(zhǔn)可以劃分為兩種。

（1）轉(zhuǎn)發(fā)面標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范名draft-ietf-spring-sr-serviceprogramming。

（2）控制面標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范名draft-lz-lsr-igp-sr-servicesegments。

其中，轉(zhuǎn)發(fā)面標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)穩(wěn)定，而控制面標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定性不足。而在需求不同的場(chǎng)景下，可以根據(jù)不同的規(guī)范部署SRv6 技術(shù)。而具體的部署過(guò)程對(duì)于承載網(wǎng)絡(luò)的硬件配置也存在一定的要求。就轉(zhuǎn)發(fā)面標(biāo)準(zhǔn)而言，轉(zhuǎn)發(fā)相對(duì)穩(wěn)定，但可以支持該技術(shù)的設(shè)備廠商不足，相關(guān)機(jī)構(gòu)的推動(dòng)是尤為必要的，SRv6 Policy 雖然需要云端服務(wù)的支持，但對(duì)云內(nèi)交換網(wǎng)絡(luò)的依賴程度不高，當(dāng)然實(shí)現(xiàn)對(duì)接可以使用SRv6 aware，該設(shè)備可以幫助SRv6 Policy 兼容VNF 來(lái)參與業(yè)務(wù)鏈協(xié)調(diào)分發(fā)，間接降低對(duì)云端服務(wù)的要求，如果VNF 仍然存在不兼容問(wèn)題，還可以使用SRv6 unaware 橋接。此時(shí)，只需要變動(dòng)承載網(wǎng)絡(luò)的配置參數(shù)，將PE 由SRv6 改為Proxy。就現(xiàn)今云端還不能支持SRv6 的現(xiàn)實(shí)狀況下，可以先適時(shí)首選SRv6 unaware 來(lái)開(kāi)展技術(shù)對(duì)接任務(wù)，后續(xù)根據(jù)具體的實(shí)際運(yùn)用場(chǎng)景來(lái)推動(dòng)SRv6 接入云端服務(wù)，這是站在架構(gòu)和兼容性角度來(lái)對(duì)5G 技術(shù)普及下的SRv6 提出的系統(tǒng)性展望，借助SRv6 Policy 的演化細(xì)則最大程度保證云端傳輸效能的利用。

1.2 網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)產(chǎn)業(yè)演進(jìn)

網(wǎng)絡(luò)切片機(jī)制用于幫助承載網(wǎng)絡(luò)最大化提升網(wǎng)絡(luò)本身的兼容性，從行業(yè)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的方向上可以定義為賦予承載網(wǎng)絡(luò)差異化服務(wù)和共享性互聯(lián)的虛擬網(wǎng)絡(luò)機(jī)制。該機(jī)制不同與傳統(tǒng)的虛擬網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)切片支持為特定需求用戶和特定場(chǎng)景下的業(yè)務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)資源，這種網(wǎng)絡(luò)資源可以是專用網(wǎng)絡(luò)，還可以是共享網(wǎng)絡(luò)。這樣一來(lái)，對(duì)于不同用戶和具體業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)可以選擇多樣化的連接需要，并能高效的保證網(wǎng)絡(luò)傳輸和通信的品質(zhì)。具體可以參考IETF 對(duì)于網(wǎng)絡(luò)切片的嚴(yán)格定義draftietf-teas-ietf-network-slice-definition。在實(shí)際場(chǎng)景下，切片技術(shù)主要應(yīng)用與5G MEC 專網(wǎng)中，MEC 全稱為邊緣計(jì)算技術(shù)（Mobile Edge Computing）是ICT 融合的產(chǎn)物，同時(shí)成為支撐運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行5G 網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵技術(shù)，以滿足高清視頻、VR/AR、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)發(fā)展需求。MEC 隨著十年來(lái)的發(fā)展，跨越了5 個(gè)3GPP 的版本，伴隨著5G 核心網(wǎng)SBA 構(gòu)架的形成和切片技術(shù)的發(fā)展，形成了現(xiàn)在的邊緣計(jì)算的技術(shù)形態(tài)，MEC 轉(zhuǎn)悠網(wǎng)絡(luò)布局如圖2所示。

圖2：MEC 布局結(jié)構(gòu)

如果要充分提升MEC 專網(wǎng)效能，就需要充分發(fā)揮切片網(wǎng)絡(luò)差異化連接和網(wǎng)絡(luò)隔離的特性。當(dāng)然部署過(guò)程中，還可以劃分為軟切片和硬切片，軟切片主要使用VPN+QoS 實(shí)現(xiàn)，而硬切片主要使用FlexE+VPN+QoS。

然而，軟硬切片對(duì)于網(wǎng)絡(luò)擁塞的適應(yīng)性上存在差異，在具體的使用場(chǎng)景下，網(wǎng)絡(luò)擁塞的解決是提升網(wǎng)絡(luò)傳輸效能的核心。那么通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)流量和傳輸速率長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，可以清晰的發(fā)現(xiàn)，大部分網(wǎng)絡(luò)擁塞都是源于網(wǎng)絡(luò)突發(fā)，突發(fā)影響了交換機(jī)和路由器的負(fù)載，導(dǎo)致數(shù)據(jù)延時(shí)和丟失。那么這是管道大小就是保證網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)的有效手段，事實(shí)證明管道越大抵御微突發(fā)的能力越強(qiáng)。筆者經(jīng)過(guò)多次流量擁塞的仿真實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，保證利用率不變的前提下，具備硬切片機(jī)制的管道可以利用帶寬的降低來(lái)增加保障時(shí)延。即相比使用50G粒度的硬切片，1G 粒度的硬切片可以更明顯的幫助保障時(shí)延的升高，借此可以提供更大的微突發(fā)“偏振”給更高價(jià)值的業(yè)務(wù)，具體關(guān)系如圖3所示。對(duì)此，筆者經(jīng)過(guò)研究得出，在隔離需求不受限制的情況下，小粒度的硬切片通道為每個(gè)業(yè)務(wù)單獨(dú)提供服務(wù)這樣的形式不值得推薦，而大粒度的硬切片通道承載多業(yè)務(wù)需求更佳?？傊?，針對(duì)不同價(jià)值的業(yè)務(wù)和高低不同的突發(fā)，考慮使用不同的通道結(jié)構(gòu)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)承載，需要對(duì)業(yè)務(wù)和進(jìn)行細(xì)粒度的劃分，盡可能減少高突發(fā)業(yè)務(wù)與低突發(fā)業(yè)務(wù)的相互影響。

圖3：切片粒度與時(shí)延關(guān)系

隨著切片粒度的增加保障轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延逐漸降低。切片通信需要管控，而管控方向主要取決于于業(yè)務(wù)類型，降低通道傳輸?shù)膹?fù)雜性。當(dāng)前形勢(shì)下，切面控制解決復(fù)雜性問(wèn)題的相關(guān)技術(shù)規(guī)范還在建立中，但當(dāng)前已經(jīng)存在幾種成熟的切片控制方案，使用最多的是多IGP 進(jìn)程切片控制，其次是SR Policy 控制面控制。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，部署切片的數(shù)量影響到承載網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維復(fù)雜度。根據(jù)業(yè)務(wù)的不同和多樣SLA的需求，筆者需要重點(diǎn)需要在切片部署層面考慮兩種默認(rèn)切片，即增值優(yōu)享類型切片和基礎(chǔ)切片，并根據(jù)業(yè)務(wù)的類型來(lái)提供切片能力，嚴(yán)格控制切片數(shù)量。

接下來(lái)，筆者對(duì)于切片類型進(jìn)行分析。對(duì)于增值優(yōu)享型切片來(lái)看，其支持的業(yè)務(wù)員主要具備高價(jià)值和高SLA 需求，例如高清轉(zhuǎn)播以及游戲加速業(yè)務(wù)。而基礎(chǔ)切片支持的業(yè)務(wù)類型主要是具備承載SLA 特性的業(yè)務(wù)，例如移動(dòng)語(yǔ)音以及物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。獨(dú)享切片主要針對(duì)的是面向企業(yè)的高價(jià)值高SLA類型的業(yè)務(wù)，保證了該類業(yè)務(wù)與其他業(yè)務(wù)的嚴(yán)格硬性隔離，例如工業(yè)控制和電網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)類業(yè)務(wù)。此外，增值優(yōu)享切片與基礎(chǔ)切片借助不同的帶寬擴(kuò)容裝置來(lái)充分利用帶寬資源，提升多樣化SLA 的服務(wù)質(zhì)量。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，大多數(shù)沒(méi)有特殊需求的具體業(yè)務(wù)員需要保證都導(dǎo)入增值優(yōu)享和基礎(chǔ)切片，根據(jù)需求進(jìn)行差異化調(diào)整，最大程度滿足業(yè)務(wù)的承載力。出現(xiàn)高價(jià)值且需求獨(dú)立的業(yè)務(wù)靈活的調(diào)配硬切片。

網(wǎng)絡(luò)切片具體部署還需要綜合考慮網(wǎng)絡(luò)類型，業(yè)務(wù)需求以及市場(chǎng)客觀發(fā)展方向來(lái)決定。但切片部署根據(jù)具體的種類不同，部署復(fù)雜度自如也存在差異?；?G 技術(shù)的發(fā)展，承載網(wǎng)絡(luò)由原先不支持硬切片再到支持硬切片方向進(jìn)行技術(shù)提升，不同切片支持下的承載網(wǎng)絡(luò)對(duì)于業(yè)務(wù)的接收程度影響較大，就目前的技術(shù)能力而言，仍然回產(chǎn)生現(xiàn)網(wǎng)中斷情況，大規(guī)模的技術(shù)升級(jí)必然會(huì)給運(yùn)維割接規(guī)劃帶來(lái)難度，所以硬切片部署需要在前期完成。

2 物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域模塊化演進(jìn)

2.1 mMTC技術(shù)演進(jìn)

物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展重點(diǎn)側(cè)重于技術(shù)和實(shí)物之間的協(xié)調(diào)配合。近幾年，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的趨勢(shì)是海量數(shù)據(jù)和海量連接的處理。而5G 技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)多鏈接服務(wù)的實(shí)現(xiàn)提供支撐，物聯(lián)網(wǎng)的海量連接重點(diǎn)滿足LPWA 類應(yīng)用的需要。當(dāng)前，這類應(yīng)用的業(yè)務(wù)需要兼顧多種形態(tài)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，重點(diǎn)涉及R15，R16 以及5G 環(huán)境的兼容。應(yīng)用中對(duì)于NB-IoT 和 eMTC 的技術(shù)增強(qiáng)需要與5G 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)兼容，而3GPP 需要借助NB-IoT 和eMTC 的演進(jìn)來(lái)提升擴(kuò)展性。從中可以發(fā)現(xiàn)，在當(dāng)前的一段時(shí)間內(nèi)，NB-IoT 和 eMTC 技術(shù)對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景的對(duì)接仍然具有重要的作用。但eMAC 的出現(xiàn)可以引發(fā)物聯(lián)網(wǎng)新革命。就目前形式來(lái)看，eMAC 距國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商正式部署還有一段時(shí)間，那么過(guò)渡期間內(nèi)，國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商需要實(shí)現(xiàn)NB-IoT 的全域覆蓋并將相關(guān)業(yè)務(wù)推廣到全國(guó)各個(gè)省市。這樣一來(lái)，便可以為國(guó)內(nèi)5G 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)挖掘更多潛在的機(jī)會(huì)，并探索與mMac 匹配的業(yè)務(wù)。

2.2 MEC端邊協(xié)同

5G 技術(shù)與邊緣云的出現(xiàn)必然會(huì)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和遷移層面為物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)提供更多的靈活性。作為5G 技術(shù)的重要優(yōu)勢(shì)之一，邊緣云MEC 的出現(xiàn)為業(yè)務(wù)中大量計(jì)算場(chǎng)景和存儲(chǔ)功能下沉到更接近業(yè)務(wù)的合理位置提供了可能。同樣，物聯(lián)網(wǎng)除終端通信和數(shù)據(jù)采集模塊之外的所有功能模塊都可以遷移到MEC 中。此外，也可以借助5G 通信管道將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)組EC 中，并進(jìn)行針對(duì)性的業(yè)務(wù)處理，這樣一來(lái)5G的傳輸優(yōu)勢(shì)便可以在物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中充分發(fā)揮。如圖4所示，物聯(lián)網(wǎng)在數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)層面的重構(gòu)充分發(fā)揮了5G MEC 端邊協(xié)同的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)終端能力的上移，減輕終端處理的壓力，降低處理成本，這種模式的技術(shù)升級(jí)可以指定部分試點(diǎn)來(lái)進(jìn)行推廣。此外，5G 通信管道的優(yōu)勢(shì)可以保證數(shù)據(jù)遷移之后，云端處理效果和本地終端處理效果保持一致，這種快速的數(shù)據(jù)傳輸保證了數(shù)據(jù)讀寫的一致性。應(yīng)用到云的遷移還可以充分發(fā)揮MEC 的處理能力，架構(gòu)設(shè)計(jì)更加靈活，這便是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的又一個(gè)演進(jìn)方向。

圖4：物聯(lián)網(wǎng)端邊協(xié)同

2.3 物聯(lián)網(wǎng)定制

5G 技術(shù)的一大優(yōu)勢(shì)是基于網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，可以幫助運(yùn)營(yíng)商基于現(xiàn)有物理設(shè)備實(shí)現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)隔離，劃分出多個(gè)專用的虛擬化隔離網(wǎng)絡(luò)。這樣可以兼顧不同業(yè)務(wù)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)性能的差異性需求。借助網(wǎng)絡(luò)切片，可以幫助帶寬要求較高的業(yè)務(wù)創(chuàng)造一個(gè)專屬的虛擬專網(wǎng)。例如VR 業(yè)務(wù)。借助5G 網(wǎng)絡(luò)的低時(shí)延特性打造專屬網(wǎng)絡(luò)切片，服務(wù)于無(wú)人機(jī)應(yīng)用。針對(duì)5G 網(wǎng)絡(luò)的高可靠性，為車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)造一個(gè)專屬的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境。從當(dāng)前發(fā)展趨勢(shì)而言，5G 的網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)就是致力于不同業(yè)務(wù)的不同需要，同樣對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)也同樣需要差異化的定制服務(wù)。這個(gè)趨勢(shì)也是5G 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，幫助更多高可靠，低時(shí)延的業(yè)務(wù)進(jìn)行適時(shí)對(duì)接。

2021年以來(lái)，5G 技術(shù)仍然還在不斷的建設(shè)和發(fā)展，相關(guān)業(yè)務(wù)也處在成長(zhǎng)階段，對(duì)于5G 模組而言還無(wú)法達(dá)到商用標(biāo)準(zhǔn)，且所需成本相對(duì)較高。所以，短時(shí)間內(nèi)還無(wú)法看到5G 技術(shù)的大規(guī)模商用。對(duì)此，需要借助5G 邊緣云來(lái)降低業(yè)務(wù)架構(gòu)的耦合性，降低物聯(lián)網(wǎng)終端的使用成本，但仍需要拓展新型的5G 物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，并構(gòu)建多樣化的使用場(chǎng)景，為未來(lái)大規(guī)模商用鋪路。還需要借助網(wǎng)絡(luò)切片來(lái)對(duì)高附加值物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)進(jìn)行深層次研究和業(yè)務(wù)拓展，為未來(lái)可期的5G 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用積累經(jīng)驗(yàn)。

2.4 5G物聯(lián)網(wǎng)接入引發(fā)的安全性隱患

基于5G 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中存在一個(gè)核心Nomadic 網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)保證了傳輸動(dòng)態(tài)特性，同時(shí)具有隨機(jī)特性，基于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)下，幫助5G 架構(gòu)提升了抗容災(zāi)能力。由于其兼容性強(qiáng)，在物聯(lián)網(wǎng)接入5G 架構(gòu)之后，該網(wǎng)絡(luò)有可能被控制，對(duì)網(wǎng)絡(luò)域造成一定的損害。對(duì)此，需要輕量級(jí)接入認(rèn)證。傳統(tǒng)身份認(rèn)證技術(shù)運(yùn)用在海量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備短時(shí)間內(nèi)同時(shí)接入網(wǎng)絡(luò)的場(chǎng)景時(shí)，不僅導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)繁忙，還會(huì)占用大量網(wǎng)絡(luò)資源，對(duì)此，可設(shè)計(jì)適用于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的可信身份認(rèn)證機(jī)制，針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備低功耗、小存儲(chǔ)和資源受限等特點(diǎn)，采用輕量級(jí)密碼體制，如單向哈希函數(shù)、AES 算法等，既具有安全性又能提高認(rèn)證效率，可適用于更廣泛的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景中。

此外，在5G 網(wǎng)絡(luò)中，可以實(shí)現(xiàn)超高密度的用戶接入，并實(shí)現(xiàn)海量用戶的同時(shí)訪問(wèn)。在METIS 5G 架構(gòu)中，在接入海量用戶時(shí)，需要關(guān)注UDN 的需求，此時(shí)用戶接入需求也會(huì)傳達(dá)到服務(wù)器端，在這種情形下，如果對(duì)海量用戶的接入管控不利，就會(huì)引發(fā)感知網(wǎng)絡(luò)的DOS/DDOS 攻擊。對(duì)此，要實(shí)現(xiàn)防御機(jī)制智能化，傳統(tǒng)的防御機(jī)制主要針對(duì)已知安全威脅和具體應(yīng)用場(chǎng)景，不能動(dòng)態(tài)適應(yīng)種類眾多的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的動(dòng)態(tài)性、異構(gòu)性欠缺考慮。可設(shè)計(jì)適用于不同應(yīng)用環(huán)境、具備自適應(yīng)更新能力的防御機(jī)制。以機(jī)器學(xué)習(xí)、進(jìn)化計(jì)算、蜂群智慧等為代表的人工智能技術(shù)與安全能力相結(jié)合，借助數(shù)據(jù)、建模、算法和算力，使得安全威脅檢測(cè)和響應(yīng)具有一定的自適應(yīng)調(diào)節(jié)和自主決策能力，并能夠在一定范圍內(nèi)自我調(diào)節(jié)與優(yōu)化，以應(yīng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)千變?nèi)f化、無(wú)孔不入的安全威脅，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)防御。根據(jù)安全威脅的變化，形成從局部到全體的安全預(yù)警機(jī)制，實(shí)現(xiàn)安全策略動(dòng)態(tài)更新，保障物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備能夠更好地應(yīng)對(duì)未知、多種類的安全威脅。

3 結(jié)論

本次研究重點(diǎn)抓住移動(dòng)通信和物聯(lián)網(wǎng)兩大產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈展開(kāi)研究。依托5G 的技術(shù)發(fā)展，這兩大產(chǎn)業(yè)都進(jìn)行了一定程度的革新。在移動(dòng)通信層面承載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展是大勢(shì)所趨，無(wú)論是SRv6 技術(shù)的發(fā)展還是網(wǎng)絡(luò)切片機(jī)制的應(yīng)用，都在長(zhǎng)期實(shí)踐中得到了提升。此外，IPv6+xi 的相關(guān)技術(shù)必然會(huì)應(yīng)用于5G 承載網(wǎng)絡(luò)中，并朝著云邊協(xié)同和云網(wǎng)融合的趨勢(shì)下發(fā)展。而物聯(lián)網(wǎng)體系下mMTC 應(yīng)用為物聯(lián)網(wǎng)多鏈接服務(wù)的實(shí)現(xiàn)提供支撐。而5G 技術(shù)與邊緣云的出現(xiàn)必然會(huì)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和遷移層面為物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)提供更多的靈活性。當(dāng)前，5G 建設(shè)仍然處在初級(jí)階段，對(duì)于5G 技術(shù)的理解和業(yè)務(wù)適配還需要不斷的探索，只有大量的實(shí)踐，才能綜合評(píng)估技術(shù)的深度和業(yè)務(wù)的匹配度，這也是未來(lái)5G 相關(guān)行業(yè)需要思考的，希望此次研究能夠?yàn)?G 行業(yè)的研究建言獻(xiàn)策，為未來(lái)可期的5G 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用積累寶貴經(jīng)驗(yàn)。