意圖感知網(wǎng)絡(luò)助力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

郄雅坤，李 源，丁 郁，張春天

（中國(guó)移動(dòng)通信有限公司研究院，北京 100053）

0 引 言

數(shù)字經(jīng)濟(jì)的演變是不可阻擋的潮流，網(wǎng)絡(luò)在其中居于核心地位。隨著有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)、云化網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，全數(shù)字化應(yīng)用正在以前所未有的速度改變整個(gè)世界，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)流量迅速增長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)管理變得復(fù)雜且易出錯(cuò)。為了支持業(yè)務(wù)的敏捷性，網(wǎng)絡(luò)需從一個(gè)靜態(tài)資源系統(tǒng)演變成為一個(gè)能一如既往地滿(mǎn)足商業(yè)目標(biāo)的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，一種新興的網(wǎng)絡(luò)范式—意圖感知網(wǎng)絡(luò)（Intent-Based Networking,IBN）應(yīng)運(yùn)而生。

自2013年起，產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界先后制定了多項(xiàng)IBN相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)表了多篇學(xué)術(shù)論文，推動(dòng)了IBN相關(guān)研究的快速發(fā)展，使其逐漸成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)外已有不少公司在IBN這一領(lǐng)域開(kāi)展研究，包括華為、思科、中興等等，希望未來(lái)IBN的進(jìn)一步發(fā)展將能夠檢測(cè)并自動(dòng)解決各類(lèi)網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)更多的廠(chǎng)商集成，使所有用戶(hù)都能夠更輕松地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編程。

本文針對(duì)意圖感知網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)概念、關(guān)鍵技術(shù)、產(chǎn)業(yè)進(jìn)展等方面進(jìn)行深入分析，借鑒其網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的理念，將其概念從網(wǎng)絡(luò)層面拓展至業(yè)務(wù)層面，以實(shí)現(xiàn)一種由業(yè)務(wù)意圖策略驅(qū)動(dòng)且自運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)，打破商業(yè)與網(wǎng)絡(luò)之間的鴻溝，將用戶(hù)的業(yè)務(wù)意圖轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)可執(zhí)行操作的路徑。

1 基礎(chǔ)概念

網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展總伴隨著新技術(shù)的應(yīng)用，五年前數(shù)據(jù)中心為Ethernet Fabrics，后來(lái)演變?yōu)镾DN（Software Defined Netrork），再后來(lái)是SD-WAN。隨著SD-WAN的不斷發(fā)展，基于意圖的網(wǎng)絡(luò)成為網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域最新的風(fēng)向。

IBN和SDN有很多相似之處，從架構(gòu)上看， IBN可以視為SDN概念的延伸，且可以進(jìn)一步改善網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化和復(fù)雜性等問(wèn)題。IBN系統(tǒng)的自動(dòng)化運(yùn)行圍繞“意圖”進(jìn)行，在意圖的驅(qū)動(dòng)下，用戶(hù)不必直接輸入策略指令，只需輸入所需的業(yè)務(wù)意圖后，IBN即可自動(dòng)翻譯意圖并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)是否與業(yè)務(wù)意圖預(yù)期的狀態(tài)匹配。而SDN的本質(zhì)是使用集中式控制器來(lái)驅(qū)動(dòng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，意圖接口只是一個(gè)應(yīng)用。因此，IBN可以看作是更高級(jí)、智能的SDN。

2013年，IFIP（International Federation for Information Processing）會(huì)議首次提到了意圖驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)管理的概念。2015 年， ONF（Open Networking Foundation）北向接口工作組發(fā)布的一篇標(biāo)準(zhǔn)草案闡述了IBN的基本思想。隨后在2016年，ONF發(fā)布白皮書(shū)，描述了基于意圖的北向接口的范式以及基本實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)。同年，一些硅谷創(chuàng)業(yè)公司推出了部分IBN產(chǎn)品，并獲得了超過(guò)1 000萬(wàn)美元的啟動(dòng)資金。2017年，思科發(fā)布的白皮書(shū)中也指出，通過(guò)IBN，網(wǎng)絡(luò)團(tuán)隊(duì)可以用簡(jiǎn)明的語(yǔ)言描述想要完成的工作（意圖），網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)⒋艘鈭D轉(zhuǎn)化為眾多策略并自動(dòng)下發(fā)執(zhí)行。同年，Gartner發(fā)布的報(bào)告中，也定義了IBN應(yīng)該具備的4種能力：轉(zhuǎn)譯和驗(yàn)證、自動(dòng)下發(fā)與執(zhí)行策略、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的察覺(jué)、精確診斷以及動(dòng)態(tài)優(yōu)化和補(bǔ)救，并預(yù)測(cè) IBN 是網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的下一件大事。

總的來(lái)說(shuō)，IBN可以定義為：以“意圖”作為核心驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，為系統(tǒng)提供全生命周期的管理，是一種實(shí)現(xiàn)自動(dòng)搭建和操作的閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。IBN可根據(jù)用戶(hù)意圖完成自動(dòng)轉(zhuǎn)換、驗(yàn)證、部署、配置和優(yōu)化，以達(dá)到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，并自動(dòng)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)策略，保證網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)能夠始終與用戶(hù)意圖統(tǒng)一。

2 關(guān)鍵技術(shù)

IBN是可編程的、可定制的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)，需要使用意圖識(shí)別、網(wǎng)絡(luò)遙測(cè)和閉環(huán)優(yōu)化等技術(shù)實(shí)現(xiàn)IBN網(wǎng)絡(luò)的全生命周期管理。

2.1 意圖識(shí)別

在IBN中，意圖發(fā)起者可以顯式或隱式地告訴網(wǎng)絡(luò)其意圖。無(wú)論使用哪種方法，網(wǎng)絡(luò)都需要理解意圖并將其轉(zhuǎn)化為特定的表達(dá)方式，在意圖尚未生效前都可以進(jìn)行靈活修改。意圖識(shí)別的目標(biāo)是將描述中的網(wǎng)絡(luò)需求或任務(wù)轉(zhuǎn)譯為可被網(wǎng)絡(luò)識(shí)別的語(yǔ)言，具體流程包括意圖描述、意圖轉(zhuǎn)譯等環(huán)節(jié)。

意圖的描述主要使用意圖原語(yǔ)的定義規(guī)則和自然語(yǔ)言處理算法等。意圖原語(yǔ)可被定義為：＜領(lǐng)域、屬性、對(duì)象、操作、結(jié)果＞。

領(lǐng)域：確定服務(wù)范圍，形式化屬性、操作、對(duì)象的功能領(lǐng)域。

屬性：描述字段的特定特征。

對(duì)象：面向客戶(hù)的節(jié)點(diǎn)、管理員的連接和服務(wù)流。

操作：描述用戶(hù)的預(yù)期行為，可以用條件、動(dòng)作和約束的模式表達(dá)。

結(jié)果：描述用戶(hù)想要達(dá)到的狀態(tài)，可以用“期望達(dá)到某個(gè)狀態(tài)”或“避免達(dá)到某個(gè)狀態(tài)”等子句表達(dá)。

文獻(xiàn)[6]中提出，用戶(hù)的意圖請(qǐng)求可被定義為一種描述性語(yǔ)言，例如“Build a connection to a high performance computing center”。意圖描述會(huì)被長(zhǎng)短時(shí)記憶（LSTM）分成幾個(gè)關(guān)鍵字。然后它將根據(jù)關(guān)鍵字提取的結(jié)果在知識(shí)庫(kù)中尋找匹配的配置參數(shù)，例如“Build”翻譯成用戶(hù)源地址“0.0.0.0.1”，“high-performance computing center”翻譯成服務(wù)器地址“0.0.0.0.2”，“connection”翻譯成相應(yīng)的通信需求。之后將其呈現(xiàn)為OpenFlow規(guī)則，以生成配置策略。

文獻(xiàn)[7]中提出了一種網(wǎng)絡(luò)意圖識(shí)別的方法。通過(guò)智能語(yǔ)音機(jī)器人界面采集意圖，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)模型提取自然語(yǔ)言表達(dá)的用戶(hù)意圖。在意圖重整的過(guò)程中，使用尼羅河語(yǔ)言將意圖轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)策略。意圖識(shí)別系統(tǒng)引入了反饋機(jī)制，有效提高了意圖識(shí)別的準(zhǔn)確率。

文獻(xiàn)[8]中提出用戶(hù)意圖的轉(zhuǎn)譯目前主要使用自然語(yǔ)言處理、機(jī)器推理等方法。提取用戶(hù)意圖中的關(guān)鍵字，進(jìn)行詞法分析、語(yǔ)義挖掘等操作，去掉無(wú)效信息，從而獲得用戶(hù)期望的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)，并使用智能化的方法生成網(wǎng)絡(luò)策略。

2.2 網(wǎng)絡(luò)遙測(cè)

完成意圖識(shí)別后得到網(wǎng)絡(luò)策略，在策略下發(fā)前對(duì)策略進(jìn)行可執(zhí)行性驗(yàn)證，系統(tǒng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)控制并調(diào)整網(wǎng)絡(luò)配置以滿(mǎn)足意圖目標(biāo)。因此，對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的感知必不可少。通過(guò)遙測(cè)和機(jī)器學(xué)習(xí)，最終實(shí)現(xiàn)可視化運(yùn)維和智能決策。

文獻(xiàn)[9]中主要考慮資源的可用性、策略的沖突以及策略的正確性，對(duì)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)行感知，維護(hù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息數(shù)據(jù)庫(kù)。在策略下發(fā)之前，查看當(dāng)前策略所需的網(wǎng)絡(luò)資源是否可用、是否足夠，實(shí)現(xiàn)資源可用性的驗(yàn)證。如果檢測(cè)到待下發(fā)策略與網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前策略存在沖突，可采用設(shè)置優(yōu)先級(jí)的方法來(lái)消除一些優(yōu)先級(jí)低的策略。

文獻(xiàn)[10]中提出創(chuàng)建一個(gè)統(tǒng)一的遙測(cè)數(shù)據(jù)平面，以可編程方式收集網(wǎng)絡(luò)中的遙測(cè)數(shù)據(jù)，并在數(shù)據(jù)包和網(wǎng)絡(luò)遙測(cè)數(shù)據(jù)之間建立鏈接。引入網(wǎng)絡(luò)遙測(cè)，使設(shè)備主動(dòng)推送狀態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)端到端的網(wǎng)絡(luò)流量實(shí)時(shí)可視化，以解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控方法無(wú)法觀(guān)察到的問(wèn)題，如時(shí)延、轉(zhuǎn)發(fā)路徑、緩存、丟包等。通過(guò)進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析，建立數(shù)字化模型，為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維提供整體解決方案和必要的技術(shù)支持。

2.3 閉環(huán)反饋優(yōu)化

意圖下發(fā)后根據(jù)網(wǎng)絡(luò)反饋，推斷網(wǎng)絡(luò)配置與輸入意圖之間的差距，不斷進(jìn)行閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)整，增強(qiáng)學(xué)習(xí)模式，調(diào)整網(wǎng)絡(luò)配置，最終滿(mǎn)足業(yè)務(wù)意圖。

文獻(xiàn)[11]使用基于意圖的控制回路來(lái)保證視頻服務(wù)的QoS，使用IBN定義網(wǎng)絡(luò)行為，動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)配置網(wǎng)絡(luò)以滿(mǎn)足服務(wù)需求。該方法基于網(wǎng)絡(luò)對(duì)視頻流量進(jìn)行路由，并成功提高了QoS。閉環(huán)反饋控制可對(duì)比系統(tǒng)行為（輸出）與預(yù)期行為之間的偏差，并消除偏差以實(shí)現(xiàn)所需的系統(tǒng)性能，是IBN運(yùn)行過(guò)程中必不可少的環(huán)節(jié)。

3 IBN產(chǎn)業(yè)進(jìn)展

IBN可以為網(wǎng)絡(luò)管理與維護(hù)帶來(lái)極大方便，并降低各公司或者網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的運(yùn)營(yíng)成本。IBN將最先應(yīng)用于具有大規(guī)模或超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的客戶(hù)中，包括大型企業(yè)用戶(hù)、大型公有云/行業(yè)云服務(wù)提供商、電信運(yùn)營(yíng)商，金融、能源、制造等行業(yè)，多為具有大量行業(yè)數(shù)據(jù)和應(yīng)用系統(tǒng)需求的企業(yè)用戶(hù)。全球已有很多公司開(kāi)始進(jìn)行意圖網(wǎng)絡(luò)的研究，如華為、思科、中興等國(guó)內(nèi)外知名企業(yè)，并已有一些初步產(chǎn)品。

3.1 華為

華為推出了意圖驅(qū)動(dòng)的智簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)（Intent-Driven Network,IDN）解決方案，旨在構(gòu)筑一個(gè)全生命周期自動(dòng)化、智能運(yùn)維、面向商業(yè)邏輯和意圖閉環(huán)的新一代網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自身的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，最終走向自動(dòng)駕駛網(wǎng)絡(luò)。

華為智簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)包括商業(yè)意圖、數(shù)字孿生的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)以及極簡(jiǎn)超寬的云化網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，以用戶(hù)的商業(yè)邏輯和業(yè)務(wù)策略意圖為驅(qū)動(dòng)，在物理網(wǎng)絡(luò)和商業(yè)意圖之間構(gòu)建一個(gè)數(shù)字孿生世界，通過(guò)引入AI技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)運(yùn)維到主動(dòng)運(yùn)維，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)測(cè)性分析，提前識(shí)別網(wǎng)絡(luò)故障，基于商業(yè)意圖主動(dòng)優(yōu)化閉環(huán)。

華為IDN現(xiàn)階段已在各商業(yè)場(chǎng)景進(jìn)行了具體化體現(xiàn)，包括基于IDN的5G場(chǎng)景系列解決方案、企業(yè)園區(qū)解決方案、數(shù)據(jù)中心意圖驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)自動(dòng)化部署、意圖閉環(huán)驗(yàn)證等。

3.2 思科

思科認(rèn)為IBN是影響未來(lái)30年的網(wǎng)絡(luò)，并于2019年6月份發(fā)行了基于意圖的網(wǎng)絡(luò)軟件。在SDN的基礎(chǔ)上，從以硬件為中心的手動(dòng)方法到網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)，轉(zhuǎn)變?yōu)橐攒浖橹行牡娜詣?dòng)方法，該方法增加了上下文，能夠?qū)W習(xí)和保證功能實(shí)現(xiàn)。這意味著要持續(xù)應(yīng)用和確保應(yīng)用程序性能要求，并在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中自動(dòng)執(zhí)行IT操作策略。

思科IBN架構(gòu)包含以下功能構(gòu)建塊的閉環(huán)系統(tǒng)：翻譯、激活和保證。獲取業(yè)務(wù)意圖后并將其轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)策略，該策略可以在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中自動(dòng)化應(yīng)用，同時(shí)進(jìn)行分析。機(jī)器學(xué)習(xí)和自動(dòng)化使網(wǎng)絡(luò)連續(xù)不斷地動(dòng)態(tài)適應(yīng)業(yè)務(wù)需求，使網(wǎng)絡(luò)連續(xù)監(jiān)視和調(diào)整網(wǎng)絡(luò)性能，以確保獲得理想的業(yè)務(wù)成果。

思科擁有完整的架構(gòu)和解決方案套件，可通過(guò)跨所有網(wǎng)絡(luò)域（數(shù)據(jù)中心，園區(qū)，分支機(jī)構(gòu)，WAN和多云）使用基于意圖的網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)從客戶(hù)端到應(yīng)用程序的意圖并確保其意圖的愿景，具體用例包括自動(dòng)駕駛網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)保證、檢測(cè)和緩解威脅、提供從邊緣到云的一致有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)策略等。

3.3 中興

基于對(duì)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的深刻把握和多年的ICT技術(shù)沉淀，中興通訊適應(yīng)智能化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)，推出面向意圖網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)全生命周期智能化產(chǎn)品ZENIC ONE。ZENIC ONE智能化解決方案覆蓋了網(wǎng)絡(luò)生命周期，通過(guò)提供網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)快速構(gòu)建、業(yè)務(wù)自動(dòng)開(kāi)通、業(yè)務(wù)自動(dòng)恢復(fù)、故障快速診斷、網(wǎng)絡(luò)仿真、網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等智能服務(wù)，全面提升網(wǎng)絡(luò)智能化水平，顯著提高網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)維的效率，降低網(wǎng)絡(luò)Capex和Opex。

ZENIC ONE包括意圖、自動(dòng)化、感知三大引擎，其中意圖引擎是ZENIC ONE的核心，接收用戶(hù)意圖，驅(qū)動(dòng)自動(dòng)化引擎進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編排和控制，并根據(jù)感知引擎的分析，進(jìn)行用戶(hù)意圖的主動(dòng)保障，從而形成用戶(hù)意圖全生命周期的智能化閉環(huán)。

中興現(xiàn)已有解決方案應(yīng)用落地，ZENIC ONE系統(tǒng)適用于覆蓋SPN/IPRAN、OTN、IP+光、網(wǎng)絡(luò)切片、云網(wǎng)融合等4G/5G承載網(wǎng)全場(chǎng)景，包括基于意圖的業(yè)務(wù)開(kāi)通、意圖管理等。

3.4 星網(wǎng)銳捷

銳捷認(rèn)為企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型需要網(wǎng)絡(luò)的高業(yè)務(wù)連續(xù)性、高業(yè)務(wù)體驗(yàn)、高可靠安全性作為保障，極簡(jiǎn)XS智能網(wǎng)絡(luò)正是在這樣的需求下產(chǎn)生的，并為此提供了“意圖驅(qū)動(dòng)”的強(qiáng)大特性。

極簡(jiǎn)XS智能網(wǎng)絡(luò)包含由智能引擎、分析引擎、意圖引擎、策略引擎組成的強(qiáng)大AI計(jì)算能力，以及NTA分析器與ONC控制器。整套系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)控制中心、網(wǎng)絡(luò)管控及大數(shù)據(jù)AI分析平臺(tái)、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施等構(gòu)成。

銳捷網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品和解決方案已經(jīng)在運(yùn)營(yíng)商、BAT等頂尖互聯(lián)網(wǎng)公司等數(shù)據(jù)中心進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和部署，隨著企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和信息服務(wù)全面云化的進(jìn)程推進(jìn)，銳捷云數(shù)據(jù)中心戰(zhàn)略也將根據(jù)用戶(hù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的需求變化演進(jìn)升級(jí)。具體場(chǎng)景包括25G/100G IDC場(chǎng)景、萬(wàn)兆IDC場(chǎng)景、中小型私有云數(shù)據(jù)中心等。

業(yè)界對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求和目標(biāo)是一致的，就是讓網(wǎng)絡(luò)更加智能化，雖然目標(biāo)一致但實(shí)現(xiàn)方式往往不同。總的來(lái)看，各企業(yè)都已擁有一系列IBN場(chǎng)景及解決方案，見(jiàn)表1所列。各家的IBN方案都具有一套高效的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)采集和下發(fā)機(jī)制，并且擁有一個(gè)自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)來(lái)穿點(diǎn)所需的狀態(tài)并執(zhí)行策略，用戶(hù)只需表述目的即可，“翻譯成指令集”和“執(zhí)行過(guò)程”都由網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)完成。

表1 各廠(chǎng)商IBN系統(tǒng)組成及解決方案

4 IBN助力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

IBN能夠?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)設(shè)備和管理團(tuán)隊(duì)賦能，可以更好地協(xié)助網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商和企業(yè)控制基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，讓網(wǎng)絡(luò)管理員能夠定義想要的網(wǎng)絡(luò)。未來(lái)可以將IBN意圖識(shí)別的概念延伸至業(yè)務(wù)層面，助力物聯(lián)網(wǎng)從“互聯(lián)”到“智聯(lián)”，再到“敏捷智聯(lián)”，打造端到端敏捷解決方案。綜合來(lái)看，IBN助力物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)如下。

（1）提高敏捷性：基于業(yè)務(wù)意圖，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)全息狀態(tài)的獲取和對(duì)設(shè)備細(xì)粒度的控制都給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)了巨大的敏捷性，同時(shí)也解決了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)同管理問(wèn)題，使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)以意圖為導(dǎo)向，以策略為介質(zhì)的高集中度統(tǒng)一管控。

（2）降低復(fù)雜度：網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化的提升降低了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，大幅提高了運(yùn)維效率，也很大程度上節(jié)省了人工。

（3）擴(kuò)展物聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)性：通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)中自動(dòng)創(chuàng)建基于身份的意圖，用戶(hù)可以保護(hù)工作組等。

（4）云的性能和安全性：如果用戶(hù)需要將工作負(fù)載遷移到云端，IBN可以確保云應(yīng)用的安全和高質(zhì)量的用戶(hù)體驗(yàn)。

（5）保障、安全和優(yōu)化：由于IBN是一種系統(tǒng)方式，因此所有部署最終都集中在一個(gè)集成系統(tǒng)上，該系統(tǒng)可采用整體閉環(huán)方式實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)各部分的策略、保障和自動(dòng)化。

未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)除了實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物聯(lián)接，還要承載海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析的任務(wù)，同時(shí)滿(mǎn)足應(yīng)用靈活化需求，實(shí)現(xiàn)不同行業(yè)間的協(xié)同，成為不同對(duì)象建立聯(lián)接的橋梁。本文提出的業(yè)務(wù)意圖感知功能架構(gòu)如圖1所示。

圖1 業(yè)務(wù)意圖感知功能架構(gòu)

4.1 商業(yè)意圖層

以意圖為核心，實(shí)現(xiàn)意圖的全生命周期自動(dòng)閉環(huán)，例如意圖的定義、意圖的理解及轉(zhuǎn)換、用戶(hù)意圖的事前檢查和事后驗(yàn)證、意圖的下發(fā)、意圖的實(shí)時(shí)反饋，以及與服務(wù)層對(duì)接的策略制定及調(diào)度。

意圖識(shí)別模塊：商業(yè)意圖即用戶(hù)的商業(yè)邏輯/決策，根據(jù)當(dāng)前不同企業(yè)、不同行業(yè)的組織分工和運(yùn)營(yíng)情況，意圖可歸納為商業(yè)/業(yè)務(wù)意圖和網(wǎng)絡(luò)意圖，滿(mǎn)足不同客戶(hù)的多樣化訴求。通過(guò)開(kāi)放基于意圖的API，用戶(hù)可以利用業(yè)務(wù)/網(wǎng)絡(luò)模型、大數(shù)據(jù)分析、算法等模型自定義其意圖。接收商業(yè)意圖，理解商業(yè)意圖后，將商業(yè)意圖翻譯成服務(wù)編排策略，并模擬、驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和規(guī)劃，實(shí)時(shí)感知網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，建立數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)模型，以持續(xù)驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)與意圖一致性，及進(jìn)行預(yù)測(cè)性維護(hù)，從而形成完整的閉環(huán)系統(tǒng)。

服務(wù)編排模塊：將網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和規(guī)劃變成具體的網(wǎng)絡(luò)命令，承接意圖識(shí)別模塊下發(fā)的意圖內(nèi)容，形成服務(wù)部署策略，調(diào)度服務(wù)層的資源池，實(shí)現(xiàn)多種策略的靈活編排和調(diào)整。

4.2 服務(wù)層

向上對(duì)接上層業(yè)務(wù)層的資源需求，將該需求和服務(wù)層能力匹配，形成服務(wù)層的服務(wù)策略；向下對(duì)接資源層，通過(guò)資源編排模塊設(shè)計(jì)出需要支撐實(shí)現(xiàn)此次“臨時(shí)性服務(wù)能力”的資源簇，包括計(jì)算、存儲(chǔ)、傳輸、感知等。通過(guò)通用功能模塊的定義，將底層的網(wǎng)絡(luò)能力有機(jī)整合，同時(shí)通過(guò)不同功能模塊的組合，實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)需求的服務(wù)。對(duì)上層業(yè)務(wù)屏蔽了底層復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及邏輯關(guān)系，同時(shí)通過(guò)資源編排，實(shí)現(xiàn)底層資源的快速調(diào)用。

基于該架構(gòu)的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)流程如下：

（1）收集意圖發(fā)起者期望達(dá)成的業(yè)務(wù)/網(wǎng)絡(luò)意圖，在意圖尚未生效前可以進(jìn)行靈活修改。

（2）將意圖轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)能理解的語(yǔ)言/策略，并實(shí)時(shí)驗(yàn)證該策略的有效性，如果驗(yàn)證不通過(guò)將會(huì)返回步驟（1）。

（3）轉(zhuǎn)譯出的策略在通過(guò)驗(yàn)證后自動(dòng)下發(fā)到服務(wù)編排模塊，進(jìn)行策略編排及調(diào)度。

（4）根據(jù)策略調(diào)度意見(jiàn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)資源池情況，探知資源是否可用/夠用，網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)時(shí)時(shí)變化，驗(yàn)證執(zhí)行時(shí)的狀態(tài)與期望的狀態(tài)是否不一致，系統(tǒng)主動(dòng)根據(jù)期望的狀態(tài)對(duì)策略進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化補(bǔ)救。

（5）通過(guò)驗(yàn)證將編排策略下發(fā)至服務(wù)層執(zhí)行，將結(jié)果返回至意圖的發(fā)起者處，該結(jié)果可以是意圖已經(jīng)達(dá)成，或者是意圖需要被重新定義。

針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)靈活化、隨機(jī)化產(chǎn)生的特性，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需準(zhǔn)確理解不同業(yè)務(wù)的差異化意圖，并適應(yīng)跨多技術(shù)領(lǐng)域的復(fù)雜環(huán)境，從而快速完成業(yè)務(wù)意圖的準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)與識(shí)別。同時(shí)，系統(tǒng)需具備快速且精準(zhǔn)分析網(wǎng)絡(luò)資源的能力，以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)需求與網(wǎng)絡(luò)能力的精準(zhǔn)匹配。其次，系統(tǒng)需實(shí)時(shí)監(jiān)控業(yè)務(wù)需求的變化，提前識(shí)別網(wǎng)絡(luò)故障，及時(shí)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)資源配置，保證業(yè)務(wù)和資源的高效動(dòng)態(tài)匹配，從而形成集業(yè)務(wù)意圖感知、分析、決策下發(fā)、智能運(yùn)維于一體的全生命周期閉環(huán)系統(tǒng)。IBN理念用于物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)，可有效提升業(yè)務(wù)部署效率、降低運(yùn)維成本，極大降低資源優(yōu)化調(diào)整的時(shí)間及難度，滿(mǎn)足下一代物聯(lián)網(wǎng)高動(dòng)態(tài)、高靈活化需求，打造端到端敏捷的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

5 結(jié) 語(yǔ)

IBN是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的熱門(mén)技術(shù)之一，針對(duì)未來(lái)新接入終端數(shù)量增多、業(yè)務(wù)復(fù)雜、運(yùn)營(yíng)花費(fèi)成本高、未知安全威脅日益頻發(fā)等問(wèn)題，IBN網(wǎng)絡(luò)可快速響應(yīng)不同業(yè)務(wù)需求，保證業(yè)務(wù)連續(xù)性和穩(wěn)定性。有研究表明，IBN系統(tǒng)的部署可減少50%～90%的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施交付時(shí)間，同時(shí)還可降低至少50%的宕機(jī)發(fā)生次數(shù)和時(shí)長(zhǎng)，提高網(wǎng)絡(luò)的可用性與敏捷性，成為未來(lái)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)對(duì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的支撐。

鑒于IBN的發(fā)展?jié)摿Γ瑢W(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界已經(jīng)深入研究其關(guān)鍵技術(shù)，并已形成一系列解決方案。然而，IBN要想真正落地還存在諸多挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在意圖轉(zhuǎn)換、標(biāo)準(zhǔn)化制定、跨域通信、商業(yè)落地等方面。因此，未來(lái)不僅要改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)，還需開(kāi)發(fā)新的技術(shù)，持續(xù)完善IBN的優(yōu)化閉環(huán)，發(fā)揮IBN的優(yōu)勢(shì)，使其更好地服務(wù)網(wǎng)絡(luò)智能管理，賦能業(yè)務(wù)全生命周期管理，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的全面自治，助力物聯(lián)網(wǎng)向敏捷智聯(lián)發(fā)展。