面向6G的分布式智简核心网

分布式网络架构势在必行

        当前的网络大都采用集中式建设模式，辅以少量的MEC为ToC和ToB业务提供数据服务。随着各种ToB行业终端、可穿戴设备等物联网终端数量的急剧增加，集中式模式单局点需要提供超大的容量规模，一旦出现故障影响的终端用户数量巨大，对网络可靠性影响巨大。随着边缘应用的广泛发展，如何快速响应新功能，满足灵活组网的需求，也对集中式网络架构提出了很大挑战。

        未来网络将深入到各行各业的应用中，覆盖生活、生产、社会等各个领域。随着技术的发展，不断涌现更多样化的应用，对网络提出更大流量、更低时延的性能要求，例如沉浸式XR业务、现场级工业控制等场景，也将促进网络进一步下沉。为了构建无处不在的接入服务和信息共享能力，以及能够随时随地按需创建、解除自治专网，各个网络之间还需要实现灵活的互联互通和互信发现机制。

        随着移动端侧算力、数量的快速发展，以及移动业务的发展，计算资源将持续下沉，呈现多级算力，以联邦学习为代表的的跨层跨域智能协同、以中心和边缘算力为代表的多域算力协同等场景，也对分布式的网络架构提出了新的需求。未来网络需要构建多层次、跨网跨域的通算编排调度，权衡通信链路和计算资源的开销，完成计算任务在端、网、边、云之间的智能选路和动态卸载。

        此外，与国内4G/5G网络中采用号段按省分区的网络架构不同，面向未来6G的分布式网络需满足更大的网络规模、更多的业务场景、更低的业务时延和更高的算力要求，沿用现有的网络架构将因互联繁多而不宜管理，并且还给网络安全性和可靠性带来极大隐患。因此，未来网络需要更简化、更安全、更敏捷、更智能的高效网络架构。

        总的来看，未来网络中将出现大量的MEC边缘网络和各种企业专网、园区网共存、互联互通的场景，呈现为多点地理位置、多段连接组网、多样服务能力、全域全方位协同和中心网络+分布式自治域网络的分布式网络架构。

面向6G的分布式智简网络架构

        为了满足未来大规模、多自治域间互联的需求，面向6G的分布式网络架构（如图1所示），将通过极简、安全、柔性、自治的技术支撑，与未来新场景新业务相结合，形成6G新生态，提供灵活多样的服务。

极简：从网元互联到网络互联

        当前网络架构中，不同子网的互联采用了各网元间的点对点Full Mesh互联互通机制，当子网数量规模增加后，网元间的互联互通数也将几何级增长，不利于管理维护。

        6G网络中，分布式网间的互联互通可以经由代理网关实现互通，此时消费者网元可以结合Service Mesh/Sidecar机制，仅需关注业务逻辑的处理，无需执行复杂的网元间发现和选择策略，由独立的服务代理实现互联发现功能，从而简化了业务网元的实现复杂度。

        此外，消费者网络在执行对端网元的互联发现时，无需感知对端网络内的网元实例，只需要发现对端网络的服务代理即可，由其隔离网内的网元实例信息。该方式不仅简化了网络间互通的组网复杂度，还简化了网元间的互联发现机制。

安全：从个体安全到一体互信

        不同网络域间互联互通时，需首先保障自身网络安全、对端可信和业务访问可信，以防止出现非法节点/非法网络入侵造成网络攻击和信息泄露等安全风险。

        在当前的服务化架构下，可以采用基于TLS的证书认证机制，实现网元间的双向认证。在分布式自治域间，可以引入域间子网的认证互信机制，由各自治域的代理网关之间执行认证，并且提供网间的安全隔离和防护功能，以及网间所有信令消息的访问控制验证。该方式可以简化网间互联互通时的网元间的互联机制，提供统一的认证和授信，并且实现对自身网络的隔离保护功能。

        此外，还可以引入基于区块链/联盟链等技术的身份认证机制，通过分布式账本管理用户和自治域子网的身份信息和验证身份所需的密钥信息。在子网间建立连接时，完成子网身份认证，为子网互联提供互信基础；可以解决用户跨子网身份认证，实现分布式网络间安全协作，保证用户敏感信息不出域。

柔性：从人工配置到即插即用

        未来网络是分布式的网络，网元/子网/切片可能分布在卫星、飞艇、轮船、井下等特殊场景，如果仅依靠人工部署，则时间长、配置数据复杂、运维难，因此，网络/网元需要像Wi-Fi一样，“极简部署、一插即用”，实现从人工配置到即插即用。

        即插即用是指网络单元/子网在部署时，可以自动连接到网络中，对外提供业务，并且网络单元/子网还具有移动性。即插即用包括无线即插即用、网络单元即插即用和网络即插即用（见图2）：

        - 无线即插即用：无线网络部署上电时，可以自动下载配置数据，完成自配置、自管理，在自治域内，无线-核心网相互发现，自动建立连接关系。

        - 功能即插即用：核心网各个网络单元，例如控制单元、智能单元、转发单元等，以及组成网络单元的功能模块，在自治域内相互发现，自动连接，实现自管理。

        - 网络即插即用：网络注册发现+可信认证，包括专网与专网、专网与公网自动发现互联。

自治：从集中管控到域内自主

        在未来分布式网络中，公网专网融合，大网子网并存，组网复杂，集中运维管理难度大。因此，需要网络从集中管控向域内自主演进，子网域内要具备高度自治的能力，在AI/大模型和数字孪生的基础上，实现网络域内的自配置、自恢复、自优化、自运行，从而实现“零等待、零接触、零故障”。

        - 自配置: 域内网元升级更新，可以自动下载更新配置数据，通过灰度升级、业务热迁移等手段，实现业务不中断在线升级。

        - 自恢复：域内网络出现故障，如硬件故障、信令风暴等，可结合AI计算模型和专家知识库，自动诊断、自动隔离、自动检测、自动恢复业务，保障网络的可靠性。

        - 自优化：域内网络可根据性能或负荷进行网络自优化，支持网元或服务层面的智能弹缩，可以整合资源，最大程度节能降耗，整个过程无需人工干预，自动优化。

        - 自运行：域内网络可不受外部网络影响，保持稳定运行，给用户提供不中断服务。

        网络架构是网络运行的基石，全系统的能力与效率都与网络架构息息相关。随着新技术的发展和新应用的不断涌现，对网络性能要求越来越高，5G集中式网络架构逐步无法满足需求，分布式网络已成为必然趋势。

        分布式网络是6G网络架构的核心，为6G新生态提供坚实底座，为新技术、新应用提供舞台。在网络智能、数字孪生、算力网络、通感一体、确定性网络、星地一体化等关键技术的加持下，未来的分布式网络将呈现为分布式连接、分布式智能、分布式算力、分布式通感等多样化网络形态，满足各类型用户的定制化场景需求，达到“网随端动，按需服务”的目标。