自动驾驶网络系列一：为什么需要自动驾驶网络？

“我们坚信，未来二、三十年人类社会必然走进智能社会。今天，人类社会正处于新理论、新技术再一次爆发的前夜。发展潜力巨大，但也存在诸多不确定性。很多问题依然存在，但开放创新是最好的解决之道。”

——经济学人：我们处在爆炸式创新的前夜任正非

任正非在经济学人发表的文章令人心情激荡，给我们展示了未来社会的无限可能。未来会是什么样子呢？我们可以大胆展望一下：

人工智能计算现在正处于高速发展时期，各种算法、功能令人眼花缭乱，但是未来的智能社会绝不是简单的几个算法的增强，而是一套社会基础设施的综合性的大变化，未来智能社会特征可以概况为C+C4核心技术。

第一个C是内容Content，智能首先是服务于人的，不论智能系统怎么发展，都是以为人类提供无限丰富的数字内容为目的。数字服务内容的极大丰富将是智能社会的最显著特征。

数字内容包括知识，信息，数据三种形式。数据是事物的数字量化描述，从数据中可以抽象出信息。信息是事物构成及组织形式的反映。而知识则是概念化的信息。最后可以根据知识和信息重构出数据，又输出反馈到现实世界。

我们当前的技术是以处理信息为主，而智能社会处理形式将向上下游扩展，向下则以处理数据为特征，现在的机器学习技术聚焦在这个领域，包括图像识别，智能仿真，智能推荐等等，抖音的智能变脸功能是这个技术最生动的展示。但智能也必将向上扩展，对知识进行处理，包括知识生产，知识推理，知识搜索，最近流行的知识图谱就是知识处理的基础技术，淘宝的智能问答，智能搜索展示了这种知识管理的应用前景。

当处理的内容扩展到数据和知识后，就会对现有的以信息为主的处理系统提出完全不同的需求。除了人类有史以来生成的知识是海量的，在底层技术上，智能社会会部署海量的传感器，从身体指标到工厂数据，从冰箱监控到安全视频，这些传感器会生成的是天量级的数据。这些数据首先就像任总说的需要太平洋一样宽的管道能力才能传送，对收集到的数据进行存储、处理能力都会有极高的要求，最后这些结果还需要大量控制机构输出到物理世界去执行。

所以智能社会和人类智能的记忆，思考，执行能力类似，也需要四种基础技术能力，即对应人类记忆的保存Conservation能力，对应人类思考的计算Computation能力，对应神经传递的通信Communication能力和对应**感知执行的连接Contact能力，简称C4能力。

就像同名的先进的C4高爆**，C4作为社会基础设施技术会对未来社会产生巨大的冲击，很多熟悉的东西在未来都会发生翻天覆地的变化。这些技术本身也在快速迭代，以Cloud为代表的（Conservation，Computation）能力基本上已经成型，而以5G为代表的通信能力，以IoT为代表的连接能力的还在快速发展，通信领域承担了与以往完全不同的责任，自身也必将发生巨大变化，那么这种变化是什么？要怎样应对？是每个愿意拥抱未来的通信人需要考虑和了解的。

我从事通信网络工作已经有20多年了，我看到了网络的逐步壮大，也切身感受了网络管理技术的艰难发展。在网络大变革的前夜，我看到了对网络进行革命性变化的可能性，最近一直在研究自动驾驶网络的相关问题，这里把自己的一些思考呈现给大家，请大家批评指正。

不抽象就不能深入思考，不具象就不能震撼心灵。

我很喜欢这句话，面对未来我们既需要高度的抽象洞察能力，看到发展的全景，也要脚踏实地，认真分析每个现实问题，逐步解决。我会从真实的维护场景讲起，再讲解决框架，最后讲述一下具体的演进实例。欲善其事，必利其器，我中间也着重讲了架构设计的一般方法论，如果没有合适的理论指导，我们是无法跨过问题带来的鸿沟，愿景就永远是愿景了。

1.1      网络管理现状急需改变

在畅想未来前，尽管大部分人现在使用网络是无感的，但是背后是一支默默的技术队伍在付出，有图有真相，看一下我拍的维护现场照片，先感受一下真实的维护场景。下图是一个非洲国家网络的交通环境，站点建在了一个别墅区中间，听起来很高大上的，但是奇怪的是到别墅区竟然没有一个平整的公路，地面是坑坑洼洼的裸露的铁矿石，最后一条路连越野车都不能通过，只有皮卡车才可以通过。这种交通环境实地维护是非常困难的。

上面是不发达国家的情况，发达国家呢，下图是一个发达国家拍的固网现场维护图片，左图的电话线还是用纸皮包的，一旦漏水就会全部废掉。右图是现场维护设备，是不是有种穿越回上世纪70年代的感觉。

我们再看看实际的维护过程，下图是实地考察的情况，除了现场的处理时间，大部分精力都消耗在路上，效率非常低下。

下表是电信网络典型维护效率数据，可以看出维护效率在不同项目体现出巨大差异，每个工程师维护的站点数量有近8倍的差距。

从上面几个场景可以看出，通信行业比云业务环境差异更大，设备更分散，如何利用新技术让网络管理更简单是非常需要探讨的。

1.2      网络管理的未来挑战

具体的感受会限制我们的想象力，我们在更宏观的视角看一下网络管理的未来挑战是什么？

第一个挑战就是网络可用性与安全性要求越来越高，现在的网络越来越重要，中断了连钱都花不了，会影响点菜，打车，购物，就医，停车等各种生活。等5G来了，电力调度，工厂生产，车辆驾驶都靠网络，中断的影响有多大都无法想象。网络已经成为像水电一样的社会生活和生产的基础设施，一刻都不能停下来。还有未来的网络不像传统电话网和互联网是隔离的，网络未来会深度融合，针对一个承载大量高价值数据的网络，攻击、欺诈无疑会增加，伴随网络重要性的提升，强制管制会急剧增加。

第二个挑战是网络规模和复杂性会急剧上升。随着未来网络应用深入各个场景，网络规模会急剧加大，接触点更多，而且因为5G使用高频的原因，基站数量会10倍于现有规模，会有很多过去没有遇到的问题，例如在室内怎么标记站址。还有因为业务类别会非常多，eMBB，uRLLC，mMTC组网形态，结合实际的应用场景，会有千变万化的形态。通过切片来进行业务管理，业务路径也会随之更加动态和复杂。这些都会让网络管理难度大幅增加。

第三个挑战是现代营销要求网络提供灵活的业务发放能力，受限于网络服务能力，现在办理业务时还在依赖营业厅，很多实时业务还不能开展，比如玩游戏时，临时提升网络QOS等级，用户自己直接在手机终端DIY，需要网络端到端提供使能条件。

上面三个是网络本身的变化，在另一方面从人和企业角度也有很大挑战。

第一个挑战是人自身的维护能力受限，无论人多努力，人员掌握的信息，反应时间都是生理极限的，网络安全要求越来越高，但是人的反应时间是无法满足现代网络敏捷反应的需要的。如果没有系统的解决方案，单纯的增加人力也无法根本解决问题。

第二个挑战是人对工作环境会有更多要求，随着社会发展，企业人员会要求更好的工作环境，更便利高效的工具，大家可以从上面一些维护现场照片看，我们现在的维护条件其实非常恶劣，但是这种环境不可能持续，十年后的员工对工作环境的要求肯定要高得多。

第三个挑战也很现实，企业投入成本受限，电信行业成为基础设施了，但是电信的企业性质不会改变，作为企业会内在要求提升效率，运维投资一定会受投入产出限制，到时谁能够提升投入产出比，谁的产品就能在竞争中取胜。

自动驾驶网络不仅仅是网络管理系统的挑战，网络本身也需要相应的变化，网络如何能在高速转发过程中对性能进行度量，如何增强对物理故障的感知能力，如何支持网络管理的自动化控制，如何进行池化以便于灵活调动网络资源，如何融合环境数据以便于性能调优，都是自动驾驶网络需要回答的。

我们从具象到抽象都可以看出，网络的变革内在驱动力是很大的，小修小补的改进已经不能满足网络改进的需求了，要用架构性的创新，应对新网络的挑战……

本系列下一个章节我们看看自动驾驶网络架构设计方法，敬请等待更新！