清华智能网络计算实验室主任沈寓实：下一代互联网的本质是从“尽力而为”走向“使命必达”

2021年09月28日

2021年9月25日至28日，2021年世界互联网大会乌镇峰会系列活动在浙江乌镇隆重举办，国家级特聘专家、清华海峡院智能网络计算实验室主任、中国云体系产业创新战略联盟秘书长沈寓实博士应邀出席峰会开幕式，并在“下一代互联网论坛”等多个环节的重点发言中深刻指出：下一代互联网的本质趋势是将从“尽力而为”的不确定网络发展成为“使命必达、说到做到”的确定性网络，将以“算-网-存”深度融合、“空-天-地”广泛连接、“云-边-端”多级协同为核心特征，逐步构建一个“万物互联、智慧内生、安全可控、跨越时空”的、物理和网络空间深入融合并交互创造的“元宇宙”新世界。

沈寓实博士指出：互联网自诞生半个多世纪以来对人类社会产生了深远影响，目前正在从信息互联网、消费互联网阶段，全面进入到工业互联网、产业互联网和价值互联网阶段。工业互联网平台是工业全要素、全产业链、全价值链连接的枢纽，是工业资源配置中心。工业互联网对高可靠性要求极高，不管是工业制造、应急管理，还是自动驾驶、远程医疗等等，都可谓“使命必达”、“人命关天”；同时，各个工业企业和场景需求千差万别，需求更加碎片化，消费互联网的所谓“大数定律”、“黑洞效应”不再适用。同时，人类正在进入人-机-物三元融合的万物智能互联时代，持续发展的创新业务需要网络基础设施提供巨连接、高吞吐、低时延、高可靠、高安全的数据传输与计算服务，这些都给互联网体系结构带来了根本性的挑战和发展机遇。 沈寓实博士进一步指出：“使命必达”的未来网络将提供五个维度的内生能力：第一，最广泛的全连接能力，即任何时刻、任何地点的人、机、物的互联互通能力，这不仅包括人类本身，以及数以亿计的终端设备，也包括物理空间的全部事物和亿万生命体，甚至包括生命体的精神世界。第二，超低延时或零延时的沉浸式实时互动能力，即用户在各类场景的服务请求都能以最快的速度得到满足，尤其在车路协同、远程医疗场景中，超低延时本身就是生命线。第三，全面支撑通用智能和泛在智能的能力，即算力、算法通过网络到达互联网的任何一个角落，为用户及各类终端提供智能计算服务。第四，内生安全和可控可靠的能力，安全能力将成为未来网络的基础性能力，提供具备主动免疫的内生安全，确保全维度的安全可控。第五，开放兼容的生态能力，未来网络将继承互联网的开放基因、协同基因，以开放的态度博采众长，在“使命必达”的未来网络底座上构建丰富的崭新世界。

关于如何构建“使命必达”的下一代互联网，沈寓实博士从科技发展的角度，提出了四点未来创新趋势。首先，下一代网络将是计算、存储和通信三大基础性资源在资源日益丰盛的趋势下不断深度融合的过程。传统的IT体系中，计算、存储、通信是分离的、各自发展的、独立演变的。本世纪以来，IT、CT、DT开始逐步融合。目前摩尔定律、香农定律都已经逼近极限，面向未来，下一代网络提供的不仅仅是“傻瓜式”的通路，而是“智能化”的平台，从底层的芯片设计、到网络设计，计算、存储能力和通信能力将通过网络进行整合和协调，实现算力和智能的无处不在。 第二，下一代网络将采用“云-边-端”、“空-天-地”多级协同的构架，边缘智能将催生超级应用。历史的发展总是遵循“否定之否定”的规律，信息产业发展经历了“集中-分散-再集中-再分散”的螺旋发展趋势。以“中央处理（central processing）”为核心的冯诺依曼架构，在经历了传统大型机中心计算、个人计算（personal computing）、大云计算之后，计算资源、数据资源在逻辑上已经高度集中；近年来，随着边缘智能、区块链等技术的兴起，去中心化或多中心化的分布式构架逐渐成为主流。边缘计算的出现改变了传统云和网的相互独立性，使计算进入网络内部。边缘计算的效率、可信度与网络的带宽、时延、安全性、隔离度等都将发生深度耦合。云边融合、云网融合、边边协同、云-边-端多级计算协同部署，已经成为大势所趋，即：云侧负责大体量复杂的计算、边缘侧负责简单的计算和执行、终端侧负责感知交互的泛在计算模式。 第三，下一代网络将是以视频智能为主、且向下兼容语音和文本类信息的大一统网络。未来网络呈现出以视频内容为主的压倒性趋势，网络性质将由信息网络变为感观网络，虚拟现实、混合现实、沉浸式交互体验将成为未来网络的超级应用。信息产业的历史就是网络内容从知性端向感性端过渡的历史，未来网络流量的99%以上将被视频填满。目前，智能决策层面的大部分应用都是基于对视频内容的结构化分析，感官体验层面的大部分应用都是对视频场景的渲染和传输。可以说，人工智能的最大市场是科幻电影里身临其境的虚拟世界，这对下一代网络的数据处理和传输能力都提出了极高的要求。 第四，下一代网络必须是内生安全的价值互联网。传统的信息技术体系在建立之初都没有系统设计安全性问题，当时主要考虑解决怎么计算、怎么连接，但并不分别恶意计算和善意计算，并不研究通信或智能的目标，从本质上不是内生安全的。未来要从根本上解决网络安全问题，必然需要网络计算架构的重大革新，即探索一种新的安全、高效的网络计算架构，从修补网络安全问题到构建安全网络，寻求用主动、开放的方式来解决网络本身的问题。此外，“云-边-端”多级协同服务模式对安全也是双刃剑，虽然增加了复杂度，但也可以在边缘侧对数据进行智能分析和加密处理，取缔大量敏感信息在互联网上传播的过程，从信息传输链上保障用户的隐私数据安全，为数据安全保驾护航。

沈寓实博士进一步指出：下一代网络的构建，首先是一个科学技术问题，但又远不止是一个科学技术问题，而是一个事关人类未来去向的综合性问题。未来网络是一个数字世界与现实世界不断融合、互动创造的崭新世界，将是人类赖以生存的第二空间，其涉及的科技政策与法律法规、科技伦理、科技向善、科技与自然和谐共生等问题，都是需要关注和解决的。人类虽然拥有创造数字世界的能力，但对其的理解依然是混沌的，数字社会如何治理、隐私如何保护、数据权属如何界定等一系列问题在等着我们去解决。只有在技术创新的基础上同步关注社会伦理问题，才能构建一个可持续健康发展的网络新世界。 本次乌镇峰会“下一代互联网论坛”由国家网信办和中国科学院牵头主办，以“万物互联、智慧孪生”为主题，其他演讲嘉宾还包括：中国工程院院士、原副院长邬贺铨，原国家信息化专家咨询委员会常务副主任周宏仁，中国工程院院士邬江兴，中国科学院院士王建宇，中国工程院院士张平等。沈寓实博士是下一代计算网络体系的长期思考者和实践者，从首届世界互联网大会乌镇峰会起连年受邀出席峰会。本次峰会期间，沈寓实博士与多位领导、院士深度沟通，并重点汇报了其今年初出版的理论专著《非冯诺依曼网络计算体系》，获得高度认同和重视。特别是邬江兴院士和张亚勤院士，与沈寓实博士有着长期“同频共振”式的合作，也曾倾力为该书作序推荐，本次在乌镇再次研讨并一致认为：在摩尔定律和香农定理逼近极限、冯诺依曼遭遇瓶颈的当下，探索超越冯诺依曼结构的下一代网络计算体系，面向整个信息产业的未来生态，将是网络空间供给侧改革的核心，其理论突破及产业化落地，将成为夯实我国信息产业自主可控的关键性基础。