11、未来网络服务与架构深度解析

未来网络服务与架构深度解析

1. 未来网络服务设计考量

1.1 技术挑战

1.1.1 低延迟应用需求

在未来应用中，高精度服务是核心。尽管存在时间、距离和容量的限制，但对延迟敏感的应用却十分多样。不同应用对延迟的要求如下表所示：
| 应用类型 | 延迟范围 |
| — | — |
| 等时实时应用（触觉互联网） | < 1 ms |
| 一般实时工业控制与自动化 | 1 - 10 ms |
| 高压电网 | 10 - 20 ms |
| 智能交通 | < 30 ms |

例如，“触觉互联网”应用需要 1 毫秒的延迟，且传输距离限制在 200 公里。在某些场景下，如视觉信息需要与触觉反馈同步时，视频等应用可容忍的延迟实际上可能比其他场景更低。这是因为同步需要在比延迟更短的时间尺度上进行。

1.1.2 算法进步

高性能计算（HPC）描述了不同类型的时间保证，不仅包括低延迟（即时保证），还包括精确延迟（准时保证），即关注数据在确切时间到达目标端点。例如 50 毫秒延迟准时保证、100 毫秒延迟准时保证等，这些精确保证将用于支持“协调保证”。要支持如此多样的延迟，只能通过增强数据包排队和调度机制来实现，使其能够处理应用指定的延迟约束。此外，这些能力需要以对硬件友好的方式实现，避免产生过高的性能损失。

1.1.3 网络对传输协议的支持

未来网络将包含全息图等体积媒体。实现全息通信的持续高吞吐量极具挑战性。当前网络不支持可预测的吞吐量（保持数据包丢失概率恒定），而是侧重于不同流之间吞吐量的公平性（如 L4S