Сеть 2030 (1200,00 руб.)

Стр.2

Стр.274

Стр.275

Стр.276

Стр.277

УДК 004.7:[621.391+621.395/.396] ББК 32.882/884:32.973.202 Р75 Реценз енты: В. А. Нетес — профессор Московского технического университета связи и информатики, д. т. н.; Н. А. Соколов — директор по науке ООО «Протей СпецТехника», д. т. н., с. н. с. Р75 Росляков А. В. «ИКЦ «Колос-с», 2022. — 278 с. ISBN 978-5-00129-251-7 СЕТЬ 2030: архитектура, технологии, услуги. — М.: ООО В книге рассмотрены базовые принципы и архитектура фиксированных сетей связи будущего, новые сетевые технологии, на базе которых они будут строиться, а также новые сетевые услуги и приложения, которые будут доступны в течение следующих десяти лет и в дальнейшей перспективе. Книга написана на основе рабочих материалов целевой группы МСЭ-Т FG NET 2030, которая в период 2018—2020 гг. провела исследование под названием Сеть 2030 (Network 2030) по определению перспектив развития фиксированных сетей связи к 2030 году и в дальнейшем. Книга рассчитана на широкий круг читателей, интересующихся перспективами развития инфокоммуникационной отрасли: руководителей и специалистов компаний связи, работников государственных органов управления отраслью связи, научных сотрудников, преподавателей и студентов. УДК 004.7:[621.391+621.395/.396] ББК 32.882/884:32.973.202 © Росляков А. В., 2022 ISBN 978-5-00129-251-7 © ООО «ИКЦ «Колос-с», 2022

Стр.2

СОДЕРЖАНИЕ Предисловие ......................................................................................................3 Введение ............................................................................................................5 Глава 1. Общие положения концепции «Сеть 2030» ................................7 1.1. Эволюция сетей и сетевых технологий ...........................................7 1.2. Исследование МСЭ-Т «Сеть 2030» ............................................... 12 1.3. Новые коммуникации и сетевые приложения ............................. 14 1.3.1. Эволюция сетевых возможностей и услуг .......................... 14 1.3.2. Голографические коммуникации ........................................ 15 1.3.3. Мультисенсорные коммуникации ...................................... 18 1.3.4. Приложения, критичные к задержкам ............................... 20 1.3.5. Коммуникации при чрезвычайных ситуациях ................... 22 1.4. Направления развития сетевых технологий ................................. 23 1.5. Недостатки современных фиксированных сетей......................... 24 1.6. Базовые принципы Сети 2030 ....................................................... 28 1.7. Сосуществование гетерогенных сетевых инфраструктур ............ 30 1.8. Поддержка новых рыночных вертикалей ..................................... 31 1.9. Сеть 2030 и Интернет .................................................................... 33 1.10. Сеть 2030 и сети 5G/6G ............................................................... 34 Глава 2. Архитектура и технологии Сети 2030 ........................................ 35 2.1. Архитектурные принципы Сети 2030 ........................................... 35 2.1.1. Характеристики и возможности Сети 2030 ........................ 35 2.1.2. Простота .............................................................................. 36 2.1.3. Встроенная программируемость ........................................ 37 2.1.4. Обратная совместимость .................................................... 38 2.1.5. Гетерогенность .................................................................... 39 2.1.6. Сетевые срезы...................................................................... 39 2.1.7. Однозначное наименование ............................................... 40 2.1.8. Внутренняя анонимность и безопасность ......................... 40 2.1.9. Устойчивость ....................................................................... 41 2.1.10. Сетевой детерминизм ........................................................ 42 2.2. Архитектура Сети 2030 ................................................................. 42 2.2.1. Общее видение архитектуры .............................................. 42 2.2.2. Субъекты Сети 2030 ............................................................44 2.2.3. Характеристики архитектуры Сети 2030 ........................... 45 2.2.4. Интерфейсы в Сети 2030 .................................................... 46 2.2.5. Соединения и конечные точки соединений ..................... 50 274

Стр.274

2.2.6. Архитектура системы управления Сетью 2030 ........................................................................... 52 2.3. Сети доступа/граничные сети ...................................................... 59 2.3.1. Требования к сетям доступа/граничным сетям ................ 59 2.3.2. Компоненты сети доступа/граничной сети ...................... 60 2.3.3. Архитектура сети доступа/граничной сети ....................... 63 2.3.4. Граничные вычисления и аналитика ................................. 67 2.3.5. MEC и сеть доступа ............................................................ 69 2.3.6. Протоколы и интерфейсы .................................................. 70 2.3.7. Услуги обмена сообщениями ............................................. 72 2.3.8. Альтернативная многоадресная рассылка ......................... 73 2.3.9. Справедливое распределение ресурсов ............................. 74 2.3.10. Организация потока .......................................................... 75 2.3.11. Эффективная интеграция с транспортной сетью ............ 76 2.3.12. Детерминированность граничной сети ............................ 76 2.3.13. Сверхнадежные коммуникации ........................................ 77 2.3.14. Взаимодействие оборудования пользователя с MEC ...... 77 2.3.15. Объединение и сотрудничество MEC .............................. 80 2.4. Космические сети ......................................................................... 86 2.4.1. Общие сведения .................................................................. 86 2.4.2. Компоненты будущей интегрированной наземнокосмической сети ................................................................ 87 2.4.3. Сценарии использования спутников LEO в качестве магистральной сети ............................................................. 88 2.4.4. Использование спутников LEO в качестве сети доступа .................................................................................90 2.4.5. Варианты адресации и маршрутизации в космической сети ............................................................. 91 2.4.6. Проблемы реализации возможностей космической сети ................................................................ 96 2.4.7. Проблемы управления космической сетью ....................... 99 2.5. Маршрутизация и адресация в Сети 2030 ................................. 100 2.5.1. Требования к маршрутизации в Сети 2030 ...................... 100 2.5.2. Сетевой уровень интерфейсов UNI и NNI ..................... 106 2.5.3. Мобильность ..................................................................... 108 2.5.4. Безопасность и отказоустойчивость маршрутизации .... 109 2.5.5. Новые протоколы маршрутизации ................................... 111 2.6. Безопасность, конфиденциальность и надежность в Сети 2030.............................................................115 2.6.1. Термины и определения ....................................................115 2.6.2. Цели безопасной междоменной сетевой инфраструктуры .................................................................116 2.6.3. Требования и проблемы .................................................... 117 2.7. Качество обслуживания QoS в Сети 2030 ..................................119 2.7.1. Общие подходы к QoS в Сети 2030 ...................................119 2.7.2. Новое качество сетевых услуг ...........................................121 2.7.3. QoS и сети мобильной связи 5G/B5G ............................. 126 275

Стр.275

2.8. Пересылка пачек в Сети 2030 .....................................................127 2.8.1. Общие принципы пачечной пересылки ...........................127 2.8.2. Архитектура пачечной пересылки .....................................133 2.8.3. Реализация пересылки пачек в сети ..................................136 2.8.4. Пересылка пачек из хоста ................................................. 140 2.8.5. Управление потоками трафика при пересылке пачек ...................................................................................141 2.9. Архитектура сетевых срезов ........................................................ 142 2.9.1. Общие принципы сетевых срезов ..................................... 142 2.9.2. Характеристики сетевых срезов ........................................ 144 2.9.3. Ключевые показатели эффективности сетевых срезов ................................................................................. 145 2.9.4. Срезы в Сети 2030 ............................................................. 146 2.10. Управление Сетью 2030 ............................................................. 149 2.10.1. Новые подходы к управлению сетью .............................. 149 2.10.2. Обеспечение QoS за счет повышения отказоустойчивости .......................................................... 150 2.10.3. Управление разнообразными ресурсами ........................ 155 2.10.4. Плоскость знаний и автономное эксплуатационное управление ......................................................................... 156 2.10.5. Архитектура сетевого управления на основе намерений ......................................................................... 158 2.10.6. Роль AI/ML в управлении сетью и оркестровке услуг ................................................................................... 163 2.11. Квантовые вычисления и их влияние на Сеть 2030 ................. 165 Глава 3. Услуги и приложения Сети 2030 .............................................. 167 3.1. Общие принципы реализации услуг в Сети 2030 ...................... 167 3.1.1. Необходимость в будущих сетевых услугах ....................... 167 3.1.2. Недостатки существующих сетевых механизмов для реализации услуг Сети 2030 ........................................170 3.1.3. Классификация услуг Сети 2030 ........................................174 3.2. Базовые услуги Сети 2030 ............................................................178 3.2.1. Своевременность доставки данных в Сети 2030 ...............178 3.2.2. Услуги in-time и on-time .................................................... 180 3.2.3. Услуги скоординированной доставки .............................. 185 3.2.4. Услуги качественных коммуникаций ................................191 3.3. Составные услуги и приложения Сети 2030 .............................. 200 3.3.1. Голографические коммуникации (НТС) ......................... 200 3.3.2. Тактильный Интернет для удаленной работы (TIRO) ... 208 3.3.3. Интеллектуальная операционная сеть (ION) ...................214 3.3.4. Конвергенция сетей и вычислений (NCC) ......................217 3.3.5. Цифровые двойники (DT) ................................................219 3.3.6. Интегрированная наземно-космическая сеть (STIN) .... 222 3.3.7. Индустриальный Интернет вещей IIoT с облачными технологиями ..................................................................... 224 3.3.8. Приложения больших научных данных (HSD)............... 226 276

Стр.276

3.3.9. Пересылка пачек данных с учетом приложений (ABF) . 229 3.3.10. Услуги в зоне аварийно-спасательных операций (EDR) ................................................................................. 232 3.3.11. Социальный Интернет вещей (SIoT) .............................. 236 3.3.12. Связанный и совместный искусственный интеллект (CSAI) ................................................................................ 241 3.4. Сводная оценка требований к Сети 2030 различных услуг и приложений.................................................................................. 246 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................ 250 ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ................................................................. 255 СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ ......................................................................... 258 ЛИТЕРАТУРА ............................................................................................... 270

Стр.277