基于意图的多模态网业协同架构研究.pdf
《基于意图的多模态网业协同架构研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于意图的多模态网业协同架构研究.pdf(12页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、 专题:多模态网络 基于意图的多模态网业协同架构研究 张洁,赵永建,肖冬瑞,徐勇,许建宏,杨剑键(中国联合网络通信集团有限公司研究院,北京 100048)摘 要:当前各网络专业自治发展,新网络技术层出不穷,但网络之间无法形成合力,缺乏对上层复杂、个性化业务的良好支持。基于多模态网络与业务环境,从运营商管控运营角度,对网络与业务的统筹调度进行研究,提出了基于意图的多模态网业协同架构,以多模态业务为牵引,自动智能调度多模态网络能力,上下协同联动,催生产业创新发展。关键词:多模态网络;服务编排;基于意图的网络;智能运营 中图分类号:TP311 文献标志码:A doi:10.11959/j.issn.
2、10000801.2023133 Research on intent-based cooperative architecture of polymorphic network and service ZHANG Jie,ZHAO Yongjian,XIAO Dongrui,XU Yong,XU Jianhong,YANG Jianjian Research Institute of China United Network Communications Co.,Ltd.,Beijing 100048,China Abstract:Different network techniques a
3、re developing autonomously within their own region,besides,various new network techniques come out increasingly.However,the different network techniques cannot coordinate with each other to support the various business efficiently.Based on polymorphic networks and business environments,the re-search
4、es about the coordinated scheduling of networks and businesses were illustrated from the perspective of the operators management and operation.The intent-based cooperative architecture of polymorphic network and service was proposed,which was driven by polymorphic business services.Furthermore,the w
5、ay to orchestrate the network capabilities intelligently,and to promote the business innovation were explicated.Key words:polymorphic network,service orchestration,intent-based network,intelligent operation 0 引言 通信网络是国家发展的重要基础设施,作为建设网络强国的基石,数字信息基础设施正在成为衡量国家核心竞争力的重要标志。国家强调要加快建设高速泛在、天地一体、云网融合、智能敏捷、绿色低
6、碳、安全可控的智能化综合性数字信息基础设施1,打通经济社会发展的信息“大动脉”。然而,当前业务与网络各自发展,缺乏协同联动,限制了各自价值的发挥2。在业务发展方面,呈现出业务多样化的发展趋势,应用层面上各类日新月异的智能服务与产业业务层出不穷,例如,以虚拟现实、收稿日期:20230504;修回日期:20230613 专题:多模态网络 74 增强现实为代表的智能服务,以智慧交通、泛在物联为代表的智能城市服务,以自动驾驶决策控制为代表的智能计算服务,以智慧家居、绿色办公为代表的智能楼宇服务。下一代通信系统将承载、支撑更加个性化、泛在化、情景化的诸多服务3。在网络发展方面,如邬江兴院士所指出的,目前
7、,全球出现了不少新型网络技术研究成果,如云、可重构网络、软件定义网络、网络功能虚拟化等。但如今的局面是“满地珍珠但不成项链”,所以新型网络技术亟须主线串珠成链,进而构建多元化网络环境4。基于以上问题,本文站在运营商管控与运营的角度,结合生产实际,在多模态网络的服务与决 策 层 面 进 行 研 究,利 用 新 型 信 息 技 术(information technology,IT)与 通 信 技 术(communication technology,CT),实现多模态网络与多模态业务的统筹协同。1 相关工作 通过对相关文献、行业标准、行业动态的研究得出,为应对通信业务与网络多样化发展带来的管控、
8、协同问题,目前的解决方法可以归纳为两类,一类是多模态网络管控架构,主要针对各种网络模态的统筹管控;另一类是意图驱动的自智网络,重点偏向运营商业务层面的智能运营。1.1 多模态网络管控架构 关于多模态网络环境下的管控技术,文献5提出了一种异构标识空间管理控制架构,将多模态网络中各类网络模态的体系架构和功能逻辑进行细粒度解构,把不同网络模态的行为解释为面向不同网络主体对象的数据拉取或推送过程,对多模态异构标识空间管控过程中涉及的模态主动选择和被动切换过程建立统一的逻辑模型,依托全维可定义的多模态网络环境,设计了多模态网络异构标识空间管控功能框架。文献6对多模态网络下多智能体协同控制的通信拓扑重构方
9、法进行研究,在多模态网络环境下基于多智能体系统构建多边化分布式协同控制框架,针对组网后多个具有不同功能的多智能体系统,提出一个通信拓扑重构方法,并设计了一个分布式控制协议,使其实现多一致性。文献3针对管理、控制、数据三平面解耦的未来移动通信网络系统,提出了一种知识定义多模态网络按需服务体系架构,通过构建逻辑统一的网络知识空间图谱,根据具体业务对特定知识的依赖诉求,不同的局部知识之间可以进行交换并形成有机联动。网络知识将能够面向不同服务场景、跨越多级服务层次、融合多种服务指标,为网络整体的优化管理提供引导和支撑。文献7提出了一种网络各层功能多模态呈现的网络架构全维可定义的多模态智慧网络,支持寻址
10、路由、交换模式、互连方式、网元形态、传输协议等的全维度定义和多模态呈现。在该架构的服务层,通过建立“感知决策执行”一体的网络智慧化管理、传输与控制闭环,实现网络智慧化的资源调度、功能编排、流量优化、运维管理等。1.2 意图驱动的自智网络 自智网络已成为运营商网络数字化转型的重要选择。在自智网络的分级标准中,意图8是高阶自智水平的关键能力,Level-4、Level-5 开始引入意图驱动能力,系统将会根据意图驱动自动调整自身工作,而不需要过多人工干预9,Level-4在人工监控下完成意图驱动闭环,Level-5实现意图感知、分析、决策、执行的自动化闭环。在自智网络整体架构中,业务运营层负责接收外
11、部客户业务意图,将业务意图转换为服务意图。服务运营层负责捕获业务意图,并将服务意图转换成资源意图。资源运营层负责管理底层物理资源,实现资源意图10。在基于意图的网络中,使用者不必直接输入策略命令,转为输入期望达到的“业务意图”,网络自动转译并完成后续的操作,形成持续的闭环控制过程基于意图的网络(intent-based net-work,IBN)11。意图发展历程如图 1 所示12-13。75 电信科学 2023 年第 6 期 关注自智网络的国内外运营商及标准制定组织(standards development organization,SDO)均已着手对意图的探索,包括方案设计、原型设计、标
12、准定义、场景实践。各行业标准组织正在进行与意图网络相关概念、场景、技术、用例的标准制定。意图网络研究情况统计见表 1。中国各运营商已将意图纳入企业最新目标架构。中国移动、中国电信与中国联通的最新总体目标架构均将“意图管理能力”布局在“管控层算网大脑”中,并将其作为运营商的核心智能化控制能力,实现网络的按需自智。中国移动算力网络体系架构:编排管理层为管控层,作为整体的智慧中枢,对全局资源进行管理与控制。在编排管理层中,包含一体编排、算网自智、意图网络等核心能力,连接业务与网络,对整体资源调度注智、操控15。中国电信云网融合目标技术架构:随愿引擎,感知客户需求和业务质量,将其自动转换为对异构云网资
13、源的要求,并自动完成相应的网络连接和 IT 资源配置,通过实时的网络验证与优化,实现面向客户与业务服务的动态保障16。中国联通 CUBE-Net3.0 顶层架构:编排引擎,支持业务意图自动解析,通过场景化接口,接收基站子系统/运行支撑系统(base station subsystem/operational support system,BSS/OSS)自动转换的管控策略及配置项,结合 AI 推理对网络实现智能控制,能实时感知并响应网络状态的变化17。2 基于意图的多模态网业协同架构 在设计目标架构之前,首先需要全面考虑目标要求,提出架构设计的原则,此后的方案设计、功能迭代,均需依照此原则执行
14、。根据既定目标与设计原则,进一步构建整体架构。按照自底向上,从基础设施到上层建筑的思路,首先设计网络模态的表达,通过网络原子模型表达网络元素,图 1 意图发展历程 表 1 意图网络研究情况统计 SDO 研究情况 第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project,3GPP)在 Release 17 中,3GPP SA5 正在研究意图网络的概念、场景和解决方案,以简化网络运营管理,输出标准为TR 28.812/TS 28.312(version 17.1.1-2022为最新版)欧洲电信标准组织(European Telecommunications Stan
15、dards Institute,ETSI)在 ENI architecture 中,中国电信牵头新增了意图翻译的描述、架构和用例。输出报告:InTent Aware Network Autonomicity(ITANA)因特网工程任务组(Internet Engineering Task Force,IETF)提出“针对不同方案和用户的意图分类”技术报告 中国通信标准化协会(China Communications Standards Association,CCSA)成立“面向意图网络的技术架构研究”课题。CCSA TC7 中已立项意图驱动课题 电信管理论坛(TeleManagement F
16、orum,TMF)以 IG1253 系列报告为主的“自智网络中的意图”,对意图网络的范围、目标、定义、原则属性、分类等方面进行了说明,并提出了意图网络的关键技术组件,如意图管理、意图模型、意图接口、意图报告等。催化剂项目“Intent-driven Autonomous Networks(IDAN)”是 TMF 2022 年最热门的催化剂项目,并输出最新研究报告 TMF921A_Intent_Management_ API_Profile_v1.1.014 专题:多模态网络 76 这是组成业务服务的基础;下一步设计业务模态的表达,通过灵活、便捷的编排方式,串联网络原子服务,组成端到端业务流程;
17、最终,通过一套协同融合的整体管控机制,从上到下对业务与网络进行智能管控,推动网络数字化成熟及业务模式升级。2.1 设计目标与原则 本文提出的方案应用于通信运营商层面,需要兼顾实用性、可扩展性与前瞻性,具体表现在简单、自动、智能 3 项设计原则。(1)简单:面向开发与业务人员,功能设计上尽量体现低代码开发、可视化设计、模型可复用的要素。(2)自动:面向一线运维人员,以全流程自动化为目标,尽量减少人工环节,利用流程引擎自动流转;面向开发与业务人员,在业务流程设计中,使用基于策略的自动动态编排,避免业务复杂多变带来的设计、开发工作量剧增。(3)智能:整体设计基于可建模元数据与知识库策略支持,提供人工
18、智能、机器学习的生长环境,融合人类专家经验与 AI 算法技术,实现业务意图自动理解、网络策略自动生成。基于以上原则,本文设计了基于意图的多模态网业协同架构,整体架构自底向上依次为:网络原子模型设计、业务流程编排设计、基于意图的网业协同管控框架。2.2 网络多模态表达:网络原子模型设计 多模态的网络调度,首先要解决的问题是底层网络的表达。各种模态的组网都是由各类网元设备构成的,对于运营商来说,只要能实现对各类网元的精准操控,就可以实现各种网络模态的灵活调度。因此,可以以网元类型为维度,进行管控层面的原子模型建模表达。设备商开发面向运营商的北向服务接口,提供对各类网元的控制能力,运营商在自身平台中
19、统一管理,并与相应的业务策略进行关联。各个服务接口所需的要素,由运营商统一定义元数据进行表达。多模态网络管控层原子模型设计如图2所示,运营商为各类型的网元设备建立“网元控制集”原子模型,如光网络单元(optical network unit,ONU)设备、光线路终端(optical line terminal,OLT)设备、宽带接入服务器(broadband access server,BAS)设备、光传送网络(optical transport network,OTN)设备等,控制集中包含该类设备所涉及的所有业务能力或管理能力。运营商将能力集进一步与业务策略进行关联,在后续的业务 图 2 多
20、模态网络管控层原子模型设计 77 电信科学 2023 年第 6 期 设计中,根据策略,对所需能力进行编程,实现完整业务逻辑。各类设备的业务操作能力,由相关的设备商通过标准的 RESTful API 北向接口提供,运营商统一对设备商提供的网元操控能力进行聚类管理。网元操作能力,根据业务维度与事件维度进行划分,如 X1 类业务用户认证、X1 类业务激活、X1 类业务删除、X1 类业务速率调整;X2 类业务激活、X2 类业务删除等,每项能力按照统一标准提供北向服务接口,包括该服务所需的出参、入参。出/入参元数据由运营商提供数据字典,统一定义,为后续自动化流程贯通做好数据一致性准备。某些设备的查询、分
21、配、管理类能力,来自运营商自身的 OSS 类系统,同样根据业务与事件的分类原则,统一归类于该类设备的控制集中,一并调配。在原子模型的基础上,可进一步按照常规网络结构进行基本组合,对基础网络维度的模态进行预制准备,如无源光网络(passive optical net-work,PON)接入网、局域网(local area network,LAN)接入网、OTN、云联网等,多模态网络管控层基础网络模型设计如图 3 所示。此处需完成网元的组合,并通过该网络流程的连通性测试。图 3 多模态网络管控层基础网络模型设计 此方案中,由运营商对多模态网络环境下各类型的网元进行能力定义与统一管理,对关键参数进行
22、统一约束,为后续多模态业务自动化、智能化管控打好基础。2.3 业务多模态表达:业务流程编排设计 基于网络的多模态表达基础,设计业务的多模态表达,即业务流程编排设计。根据服务编排的思路,业务流程编排可同时采用人工可视化编排设计与基于策略的动态编排两种设计方式。人工可视化编排设计需要有经验的运维开发人员,通过拖拽方式设计业务的组网拓扑,优点是直观、调整方便,缺点是必须有高级人员参与,且每次都需要根据业务人工设计,人工成本与时间成本较高。基于策略的动态编排可根据意图输入,由系统自动生成对应的网络操作策略,并根据策略编排调度各类网元能力集,从而自动形成端到端流程编排,优点是人工成本极低,理论上在系统成
23、熟后,只需要客户在前台表达意图即可,中间环节无须任何人工参与,“零接触”10;时间成本极低,客户表达意图后,系统一系列自动化流程分秒级完成,快速实现业务交付,“零等待”10。缺点是系统开发成本高,不够成熟,实现该系统需要能力全覆盖、策略极其精细与灵活,当前产业界对该机制的研究仍处于起步阶段,离理论目标尚有一定差距。因此,在方案设计中,需要同时考虑两种模式。(1)人工可视化编排设计 步骤 1 运营商有经验的业务人员根据客户需求,设计业务方案,将与需求相关的网络资源与应用资源按照业务逻辑进行拖拽拼接,完成整体业务框架设计。步骤 2 人工在各类网元控制集中,勾选本次业务所涉及的服务能力与指令。步骤
24、3 系统根据所选服务及其条件约束、优先级、协同依赖互斥关系等,自动生成业务端到端流程环节。步骤 4 系统根据各服务参数定义,自动进行端到端环节上下游参数适配,如果适配通过,自动进入下一步骤;如果适配不通过,展示出适配异常的参数,并说明原因,由人工调整适配。步骤 5 系统通过流程引擎自动运行该业务流程,开始接收客户需求订单,完成整体业务发放及交付。(2)基于策略的动态编排 系统需具备强大的知识库,将专家经验转化 专题:多模态网络 78 成知识模型,并与后续策略及能力进行关联;系统需要提供机器学习环境,通过 AI 形成知识和策略自学习、自生成的能力,具备智能化基础。步骤 1 客户需求以意图形态进入
25、系统,系统自动理解意图,并将意图转化为策略要求。步骤 2 系统根据意图,自动生成完整解决方案,并以策略集合的形式表达。步骤 3 系统根据策略,匹配所需网元类型及其对应本次业务的服务能力,根据策略要求及服务条件进行编程,将各项服务进行整合,自动形成可执行的完整程序,至此,业务端到端流程形成。步骤 4 系统对所生成的端到端程序进行自动闭环测试、业务测试,如果遇到异常,优先根据知识库中的解决方案自动调试解决,无法自动解决的,通知运维人员进行处理。步骤 5 系统通过流程引擎自动运行该业务流程,开始接收客户需求订单,完成整体业务发放及交付。2.4 多模态网业融合:基于意图的网业协同管控框架 基于上述多模
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 意图 多模态网业 协同 架构 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。