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什么样的网络才能承载元宇宙(网络技术的挑战)

最近的“元宇宙”这个词非常火热。信息向来擅长制造概念和包装概念,而且这些概念往往由商业公司发起,“云计算”、“大数据”、“工业互联网”、“元宇宙”等概莫实例。新概念的诞生之初,一般都伴随着业界的兴奋、质疑或炒作。但最后能沉淀下来并真正落地的概念,当然是具有技术内涵、并能带来产业升级的概念。网络领域的从业者,我尝试着理解到底什么是元宇宙、以及元宇宙对网络技术的发展是否带来了重要的新的挑战和可能性。

01 从网络接入终端的角度理解元宇宙的概念和技术内涵

在最近的众说纷云的“元宇宙”定义中,我比较认同是阿里巴巴达摩院XR实验室谭平博士在2021年10月云栖大会上简的定义,观点生动且明明扼要,即:“元宇宙是一个构建在VR/AR眼镜基础上的整个互联网”。观点,与我们网络在互联网技术的理解完全一致。

互联网已经从20世纪六七十岁的计算机组网工具,发展到了网络空间的新时代,成为了现实世界的网络映射,也成为了人类网络社会的重要基础设施。在网络空间时代,互联网基础设施的构成,主要包括三个部分,即:“终端节点接入”、“自治网络组网”以及“直观的网络互联”。扩展升级方案;“用户网络最远”,由此连接升级网络最慢;“自主组网距离技术公开”技术公开。

“终端节点接入”,即去哪里,以发展方式接入互联网。互联网回顾互联网的历史,接入点拥有上一代终端接入点不具备的优势特性,应用领域即将掀起一场新的革命。早期时代互联​​网的流行终端是我们的主流,也就是所谓的“经典互联网”。移动性”,就进入了“移动互联网”时代,今天我们已经司空见惯。但无论是PC还是手机,其屏幕仍然是二维显示和交互,而VR/AR眼镜则具有三维显示和交互功能。因此。我们有理由相信,借助VR/AR眼镜了在戴眼镜性和视觉交互方面的故障,互联网应用将进入一个新时代解决问题。牌;从移动互联网时代进入元宇宙时代,互联网传播公司会类似进行洗牌,我想就是Facebook、微软等公司很喜欢元的根本原因。归根结底,互联网接入终端发生了重大势,势必会引起互联网应用形态的重大变化。

真,站在网络基础设施的感知理解互联网的接入终端,PC、智能手机和VR/AR眼镜都可以归为一类通信类终端类型,即“终端”终端。这些终端,本质上解决是人的通信需求。当人需要与身体发生联系时,电话、打游戏、聊天、购物等,这些设备才具备使用功能;人不需要与身体发生联系时,这些就没啥用了。除了“通信型”终端,在网络空间还有一大类接入终端,我将它们分别称为“计算型”终端和“功能型”终端。“计算型”终端,指的是一直在执行计算的终端,主要是各种任务、或网络计算的节点与人的参与的通信需求,它们的主要工作是完成各种类型的通信计算任务。 “终端一样,如果不需要执行计算或通信操作时,就没有其他的用处了。而“功能型”则终端不一样,它们本身就具备特殊功能,而加入互联网,需要在原有功能的基础上智能汽车制造的功能是一个移动的快速运载工具,工控汽车终端的功能是生成制造的;各种终端微型互联网接入互联网之后,也产生了许多新的互联网应用,也就是我们常说的“车”和“工业互联网”。

综上所述,站在网络接入点的视角“元宇宙”,它是“终端发展的终端一个通信类型”,是从PC和的二维显示和交互发展的VR/AR的三维立体显示和交互,产生的互联网应用新模式。我们不能轻视类型终端形态转变对互联网产业发展的重要意义,因为从经典互联网到移动互联网的转变,就已经过去了一次。

站在的角度,互联网领域的新概念总是因为其有可能支撑的技术成熟到应用的,应用才是互联网的主流。因此,没有必要纠缠于元宇宙自身有没有什么新的核心技术,因为移动互联网把出现的时候,其实也有一些新的变化,但不影响互联网对整个互联网应用生态带来的巨大(可能可以作为移动互联网兴起的支持技术,但移动通信技术障碍一直在发展,而且与终端形态没有必然联系)。

VR/AR眼镜将成为互联网重要的“通信型”终端,但主要还是解决人类的消费需求,这不是未来专家的通信终端,甚至是眼球未来都超超是最重要的终端。像智能汽车、工控终端这样可以满足人类生产需求的“功能型”终端,其还原性遑多让。

02 元宇宙对网络技术的新需求

原来,网络技术工厂解决的是“组网”问题,表现在“自主网络组网”和“知识网络互联”这两个层次,关注的是网络基础设施的“扩展性”、“高”由于互联网基础设施的规模和天然性,我们不可能作为一个类型的终端终端都单独建一张网。 。因此,面向“网络接入终端”变化的网络应用的快速更新带来,网络技术的应对方法是“以不变应万变”或者“以网络的演进升级应对终端和应用的”。 IP/IPv6协议已经成为互联网基础设施的基本组网协议,几乎无法撼动;但基于IP/IPv6协议,网络技术还有很大的创新空间,以各种新型终端和应用的新方式需求。

真的,“通信型”、“计算型”和“功能型”终端,对网络性能、安全等方面的需求有很大的区别。“通信型”终端主要解决人的通信需求。人类消费行为的互联网应用,小动物消费行为需求在几十兆到小动物的可玩性,而有时间需求在大量到小动物之间。如果互动延展10毫秒,人的感知一般是无感的;而交互时延超过300毫秒,人的感知又按摩接受。当前的互联网技术,最真实的就是充满了丰富的屏幕或者延二百余秒的时间,这只能满足PC和手机上基于二维显示和交互的互联网应用。基于三维显示和交互的宇宙应用,避免头晕,需要10毫秒以内的交互时延,为当前的互联网应用技术谭提出了巨大挑战。此外,从安全上看,元宇宙的理想追求“虚实结合”,甚至“虚实互动”(比如像阿里巴巴平博士的观点,元宇宙的虚拟世界还可以通过机器人来改造)物理),对安全也提出了更高的世界挑战。

与“通信型”终端虚拟,“计算型”终端和“功能型”终端则对网络性能和安全性不一样的需求。支持“计算型”终端的数据中心网络,长期需求在几G到G之间,画面时延和需求则在微细层次上,对安全性要求相对较高;“支持功能型”终端的车联网工控网络,全景聚合并不高,但时延要求确定性保障,而且要求信息安全与功能安全融合。

在IP的基础上,互联网技术通过各种创新,来满足不断涌现的终端和应用的需求。例如,为了满足数据中心网络超高和超速时延的需求,网络协议层协议低层协议从从广域使用的TCP升级为RDMA/RoCE;为了满足工控网络对确定性时延的需求,IETF也成立了DETNET(确定性网络)工作组形成了类似RFC标准。对于元宇宙向网络技术提出的新需求,互联网也可以通过同样的方式来对。

03 元宇宙对网络技术的新挑战

如果说元宇宙对网络技术带来了“新挑战”的话,那一定是有一些需求给互联网技术带来的麻烦甚至是“挑战”到了互联网技术的设计原则;否则的话,靠的是现有的互联网技术就可以支撑,谈不上“新挑战”。我个人认为,元宇宙对网络技术的挑战,与网络技术共同关注的“功能型”终端带来的网络技术挑战类似,主要表现在三个方面。

挑战一:虚实融合真实可信,主要是需求需求与互联网“开放互联”、“真实结构”的设计原则之间。

元宇宙要实现“虚实融合”甚至“虚实互动”,一定要求网络是真实可信的网络空间的来源。安全问题的主要消耗,都提高了被攻击者的保护能力,而不是改变攻击者的识别、追踪源和追责上。在元宇宙应用中,随着虚拟世界和物理世界的发展与互动必然,对安全的要求等级会上升。构建一个安全可信的系统的元宇宙世界,由于通过设计设计和代码质量的改进被攻击者的保护物理能力是物理的,所以需要参考世界的安全生态模式,即构建了一个以用户身份识别、追踪源和追责为核心的网络空间虚实融合的核心概念体系,增加了攻击者的作恶成本(当然对用户身份隐私的保护是假设)。

要建立这样的网络空间虚实,融合挑战真实的体系,最大的网络是互联网的架构。网间”,并没有集中控制系统,各个体自主网络之间依靠默认的相互信仰、以完全的方式来实现互通。等信息在自治网络之间的安全可信传递,是一个未知的难题。

2021年10月以来连续出现的Facebook断网事件、韩国电信断网等事件,都体现了互联网间路由BGP的秘密。方面的启动,当前国际互联网协会的RSMAN(互联网安全互联系统协议)计划,各运营商部署RPKI来实现网络安全。实现的,在一定程度上又不符合互联网“真实架构”的设计原则。

因此,如何解决网络空间虚实融合与互联网“开放互联”、“架构架构”设计原则之间的技术,是元宇宙对网络提出的一大挑战。民间信仰方面的理论和技术创新。

挑战二:超低时延需要阅读创新,主要是超低时延与互联网需求“流量开放”、“存储评论”的设计原则之间的想法。

原创,在元宇宙应用中,用户以VR/AR终端接入使用互联网,需要网络交互时延不超过10秒,可能会产生头晕。这种超低时延是当前互联网所无法很满足的。

实际,互联网架构在设计理念上不受“时延友好”的控制。首先,互联网对流量开放,不因流量而导致网络拥堵。 ”,是每日互联网动态时延的广播。其次 IP 协议采用交换结果而不是交换。在结果交换模式下,通过存储转发的方式转发流量。 ,都要经历“存储”、“查表”然后“评论”的操作流程。如果采用软件讨论的,“评论时延”不可方式。第三,TCP 等拥塞控制协议,在丢包的情况下会传播,这种时延就更长了,可以称其为“协议重”。在几十个孩子到小孩子之间,这对于“通信”终端的二维和应用交互,是没有问题的,无法满足元宇宙应用以及“功能型”终端的时延需求。

重要的是,通过对拥塞控制技术、演讲报告技术和报文传技术的改进,将三类时延都降到了以上,我们也无法“物理时延”,即光纤信号或无线信号在物理空间中传播所的时延。电磁在空气中的传播速度约30万公里/,光在玻璃纤维中的传播速度约20万公里/秒。以光纤通信为例,通信光纤是瞬间瞬间的,10秒秒时延也最长传播1000公里。最后一秒通信距离1000公里,短暂时延超越过去10毫秒。

重要的是,在移动5G/6G的远程通信中,也把10毫秒以内的通信时间延迟作为一个技术指标。但5G/6G解决的网络接入问题,并没有短暂的重要互联网全景通信的全路径。

因此,如何解决 10 毫秒内的交互时延与需求互联网“流量开放”、“存储评论”设计原则之间的网络技术,是元宇宙对提出的另一个挑战。工程流量方法缓解甚至避免拥塞,流量方法缓解;通过优化处理流程,减少评论时延;通过发送协议创新,减少协议时延;通过边缘计算等方式,控制计算时延。

三挑战:确定破坏保障公平竞争,主要是确定性服务质量保障与互联网“统计”、“公平竞争”之间的设计原则。

在元宇宙虚实融合的应用环境中,用户需要与物理空间相同的网络空间体验。物理物理是确定的;我们打墙壁一拳,疼痛感也是比较确定的。但在空间中,由于所有的网络通信流量共享相同的物理资源,网络时延、网络带宽等用户体验的性能指标受到的干扰比较大,针对性更强。下,负面体验会势能放大。一瞬间,元宇宙应用要求更好的“确定性服务质量保障”。

为更重要的应用提供更好的服务质量保障,对互联网来说不是一个新问题。的应用提供确定性性能保障。但问题在于,这种确定性保障,与互联网“统计指标”、“公平竞争”的设计原则本质在上面是什么。不管如何,网络资源是有限的,我们如果让应用和终端自己来确定优先级,应用和终端就可以了都把自己为最高优先级;如果让网络通过应用确定优先级的话,未来可能会标志着互联网流量的增长,这种识别方法就存在困难。更值得思考的是,元宇宙应用满足的主要还是人类的通信/消费需求,网络空间以后还可以单独完成生产需求的“功能型”终端。人产生的流量和机器产生的流量之间,孰优孰劣?它们都对网络提出确定性需求的话,如何分配优先级?

因此,如何解决确定性服务质量保障与互联网这一“统计”、“竞争”的设计原则之间的决定,也是元宇宙对网络技术提出的挑战。社会治理警报的制定,但也需要在网络流量识别、网络优先级调度、高效率资源等方面提供技术支持。

总结

站在网络空间的角度看,元宇宙是“网络终端”在支持三维显示和交互之后,互联网应用的升级换代。如果类比移动互联网的发展历史,这种升级换代有可能带来新时代的产业洗牌。而为不断涌现的新型应用提供更好的网络支撑和网络服务,一直是网络技术发展的重要动力。

同时,我们可以更加清晰地发现,元宇宙、车辆联网、工业互联网等正在兴起的新型互联网应用,与传统的基于PC和手机终端的互联网应用相比,对网络的安全性、低时化只有网络基础满足了他们的需求,这些新型互联网应用才能从概念变为现实。宇宙的概念会与2014/2015年爆炒的VR/AR概念一样,昙花一现。这是我们网络领域从业者的挑战,更有可能。

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雯华作者

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