eng
TS_pub
technospheramag
technospheramag
ТЕХНОСФЕРА_РИЦ
DOI: 10.22184/2070-8963.2024.121.5.14.18
Построение человекоподобных сетей − перспективное направление в развитии
телекоммуникаций, которому посвящена Рекомендация МСЭ-Т Y.3680 (02/2022).
Эти сети характеризуются такими возможностями, как самосознание, самообучение, самооптимизация, самозащита и т.п. Они должны быть более интеллектуальными, чем автономные сети, ранее описанные в ряде документов других международных организаций. В статье представлен обзор основных понятий, относящихся к человекоподобным сетям; охарактеризована их архитектура, включающая четыре уровня и пять функциональных плоскостей; описаны интерфейсы (межуровневые, внутриуровневые и межсетевые).
Построение человекоподобных сетей − перспективное направление в развитии
телекоммуникаций, которому посвящена Рекомендация МСЭ-Т Y.3680 (02/2022).
Эти сети характеризуются такими возможностями, как самосознание, самообучение, самооптимизация, самозащита и т.п. Они должны быть более интеллектуальными, чем автономные сети, ранее описанные в ряде документов других международных организаций. В статье представлен обзор основных понятий, относящихся к человекоподобным сетям; охарактеризована их архитектура, включающая четыре уровня и пять функциональных плоскостей; описаны интерфейсы (межуровневые, внутриуровневые и межсетевые).
Теги: autonomic networking functional planes human-like networking interfaces layers автономная сеть интерфейсы уровни функциональные плоскости человекоподобная сеть
Человекоподобные сети:
основные понятия и архитектура
В.А.Нетес, д.т.н., профессор кафедры сетей связи и систем коммутации МТУСИ / v.a.netes@mtuci.ru
УДК 621.391, DOI: 10.22184/2070-8963.2024.121.5.14.18
Построение человекоподобных сетей − перспективное направление в развитии телекоммуникаций, которому посвящена Рекомендация МСЭ-Т Y.3680 (02/2022). Эти сети характеризуются такими возможностями, как самосознание, самообучение, самооптимизация, самозащита и т.п. Они должны быть более интеллектуальными, чем автономные сети, ранее описанные в ряде документов других международных организаций. В статье представлен обзор основных понятий, относящихся к человекоподобным сетям; охарактеризована их архитектура, включающая четыре уровня и пять функциональных плоскостей; описаны интерфейсы (межуровневые, внутриуровневые и межсетевые).
Введение
Известный американский ученый в областях исследования операций, теории систем и менеджмента Рассел Акофф (1919−2009) писал, что есть два типа ошибок: ошибки совершения и ошибки несовершения [1]. Первые происходят, когда организация или индивид делает что-то, чего делать не следовало; вторые − когда не делается то, что следовало бы сделать. При этом ошибки несовершения обычно имеют более тяжкие последствия. Деградация и неудачи организаций почти всегда происходят потому, что они чего-то не сделали.
В такой динамичной отрасли, как телекоммуникации, типичная ошибка несовершения − это не заметить новую перспективную идею или технологию или не уделить ей должного внимания. Поэтому так важно отслеживать все новое, что появляется в мире. И в первую очередь заслуживают внимания разработки ведущих международных отраслевых организаций.
В последние годы в документах нескольких таких организаций были представлены концепции развития сетей связи. В средствах массовой информации более всего пишут о новых поколениях сетей мобильной связи (5G, 6G). Однако не меньшее, а может быть, и большее значение имеют сети фиксированной связи, поскольку они составляют основу для всех коммуникаций (в том числе для взаимосвязи сетей радиодоступа). Для них МСЭ-Т разработал концепцию "Сеть 2030", а ETSI − пятое поколение сетей фиксированной связи (F5G и F5G Advanced). Они были рассмотрены в целом ряде публикаций, в частности в [2−5].
Однако по результатам разработки концепции "Сеть 2030", выполненной в 2018–2020 годах, так и не были приняты Рекомендации, являющиеся основными нормативными документами Международного союза электросвязи. Между тем, в 2022 году МСЭ-Т принял Рекомендацию Y.3680 [6], посвященную построению человекоподобных сетей (human-like networking). Это еще одна заслуживающая внимания инновационная сетевая парадигма. Ее рассмотрение и составляет цель данной статьи, написанной на основе этой Рекомендации, а также некоторых других документов международных организаций.
Основные понятия
Как явствует из названия, человекоподобная сеть должна вести себя подобно человеку. Это означает, что она должна обладать самостоятельностью, включающей следующие возможности: осведомленность об окружающей среде и самосознание, самообучение и мышление, принятие самостоятельных решений, самостоятельная работа, самореструктуризация, самооптимизация и самозащита. Для этого предполагается использовать набор технологий, включающий технологии осознания по всем направлениям, искусственного интеллекта, автономного гибкого сетевого управление, больших данных и др.
Существует ранее введенное близкое понятие − автономная сеть. В [6] есть ссылки на документы, посвященные таким сетям [7, 8]. Они приняты Исследовательским комитетом Интернета (Internet Research Task Force, IRTF), который работает параллельно с более известным Техническим комитетом Интернета (Internet Engineering Task Force, IETF). Они оба входят в структуру Общества Интернета (Internet Society, ISOC). При этом IETF занимается текущими разработками и стандартизацией [9], а IRTF − перспективными исследовательскими проектами.
Рассмотрим понятие автономной сети чуть более подробно. С точки зрения МСЭ-Т и IRTF такая сеть включает в себя автономные домены, каждый из которых представляет собой группу автономных узлов, реализующих автономные функции. Автономной является функция, которая не требует конфигурирования и может извлекать всю необходимую информацию посредством самопознания, обнаружения или намерения.
Вообще, идея автономности для вычислительных систем, как указано в [7], была предложена корпорацией IBM еще в 2003 году. В автономной системе контуры управления замыкаются внутри самой системы, что придает ей возможности самоуправления.Следует подчеркнуть различие между понятиями "автоматический" и "автономный".
Автоматический процесс происходит без участия человека, но в соответствии с пошаговым выполнением заранее определенных правил. Типичный пример − скрипт. При изменениях в окружающей среде такому процессу может потребоваться ручная настройка.
Автономная функция обладает возможностью самоуправления, включающего самоконфигурирование, самозащиту, самозалечевание, самооптимизацию, за счет чего она сама может адаптироваться к изменениям в окружающей среде. Это не исключает возможность руководства со стороны некоего центрального объекта посредством намерения, под которым понимается политика высокого уровня, используемая для управления сетью.
Помимо IRTF, автономными сетями занимаются и другие международные организации. В ETSI есть специальная группа "Автономный будущий Интернет" (Autonomic Future Internet, AFI). Ей разработано более десятка документов в этой области. Центральное место в них занимает общая архитектура автономной сети (Generic Autonomic Network Architecture, GANA), являющаяся эталонной моделью для парадигмы автономного менеджмента и управления. Проект по автономным сетям разрабатывает и TMForum (Форум по управлению телекоммуникациями). Деятельность этих организаций также заслуживает пристального внимания. Однако поскольку в [6] документы ETSI и TMForum не упоминаются, в данной статье они не рассмотрены.
Стоит отметить, что в концепции "Сеть 2030" предусматривается автономное эксплуатационное управление и сетевое управление на основе намерений [2]. Эти подходы заложены и в F5G Advanced [5].
Как указано в [6], человекоподобная сеть является более интеллектуальной, чем автономная. Она должна обладать всеми возможностями автономной и, кроме того, иметь самосознание, самостоятельное мышление и самоконтроль, не поддерживаемые автономными сетями.
Уровни человекоподобной сети
В структуре человекоподобной сети выделяются четыре основных уровня:
Рассмотрим, идя снизу вверх, каждый из них более подробно.
Пользовательский уровень является самым нижним. Он состоит из группы терминальных устройств, которые используются для сбора и предоставления пользовательской информации на уровень управления. Можно сказать, что он является мостом между пользователем и сетью. Через него человекоподобная сеть и многочисленные пользователи логически объединяются в единое киберпространство. Данный уровень может обмениваться информацией с сетевым уровнем и уровнем управления.
Обмен информацией с уровнем управления имеет два аспекта. Первый − предоставление пользовательских требований уровню управления. Это может осуществляться напрямую либо через другие системы, например системы поддержки операционной и бизнес-деятельности операторов связи OSS/BSS. Второй аспект − получение информации и инструкций об услугах от уровня управления. Сюда входят описания услуг, которые могут быть предоставлены пользователю, инструкции по предоставлению пользовательских требований и настройке услуг.
Сетевой уровень соответствует традиционной сети, состоящей из группы сетевых устройств. Логически он включает две части, называемые подсетями:
подсеть операций и данных;
подсеть осознания.
Подсеть операций и данных составляет основу сетевого уровня и отвечает за выполнение основных сетевых функций, подобно традиционному сетевому уровню. Она передает данные и получает инструкции с уровня управления. Подсеть осознания отвечает за получение информации о состоянии сети и о сетевой среде и передачу этой информации на уровень управления.
Физически сетевой уровень состоит из устройств, которые могут быть разделены на три класса:
сетевые устройства со встроенными функциями осознания;
сетевые устройства без функций осознания;
независимые устройства осознания.
Подсеть осознания может быть построена разными способами. Если сетевые устройства не имеют функций осознания, то эта подсеть реализуется с использованием независимых устройств осознания. В этом случае она будет физически отделена от подсети операций и данных (хотя, конечно, между ними будут физические линии). В других случаях подсеть осознания создается на основе подсети операций и данных. Это может быть сделано путем наложения или посредством использования сетевых срезов. В обоих случаях подсети разделяются не физически, а логически (т.е. путем виртуализации). При первом способе подсеть осознания организуется поверх подсети операций и данных, при втором − обе подсети логически располагаются на одном горизонтальном уровне.
Функционально подсеть операций и данных и подсеть осознания независимы друг от друга, поэтому логически между ними нет прямой связи. Однако обе эти подсети могут совместно использовать одну и ту же физическую сеть, поэтому физически они не являются независимыми.
Уровень управления является ключевым, его можно назвать "мозгом" человекоподобной сети. Здесь реализуются такие функции, как моделирование сети, самообучение, самостоятельное принятие решений и оценка принимаемых решений. Логическая структура этого уровня включает:
имитатор сети, с помощью которого осуществляется моделирование физической сети, то есть создание экспериментальной виртуальной сетевой среды для функций самообучения, самостоятельного принятия решений и оценки принимаемых решений;
средства самообучения, генерирующие знания на основе соответствующей информации и включающие в себя механизмы машинного обучения, базу знаний, обучающую базу данных и т.п.;
средства самотренировки, отвечающие за оценку и совершенствование знаний, порождаемых средствами самообучения, и нацеленные на то, чтобы действия, соответствующие этим знаниям, были осуществимыми и оптимизированными;
средства принятия самостоятельных оптимизированных решений, основанных на базе знаний и входных данных, описывающих текущее состояние сети, сетевые ресурсы, сетевые требования, информацию об окружающей среде и т.п.;
средства оценки принятых решений, выполняющие оценку осуществимости решений с помощью экспериментов на имитаторе сети.
Прикладной уровень является самым верхним и отвечает за получение информации от уровня управления и предоставление этой информации на уровень управления. Этот уровень является также потребителем сетевых услуг. Он состоит из большого количества логических компонентов, например, комплектов программного обеспечения, работающих в сети.
Взаимоотношения между смежными уровнями подобны аналогичным отношениям в эталонной модели взаимосвязи открытых систем ISO/OSI. Однако поскольку уровни человекоподобной сети не являются уровнями стека сетевых протоколов, здесь есть некоторые отличия от модели ISO/OSI.
Во-первых, некоторые смежные уровни могут быть поставщиками и потребителями услуг друг для друга. Иными словами, если уровень B располагается непосредственно над уровнем A, то возможно, что A является не только поставщиком услуг для В, но также и потребителем услуг B. Во-вторых, некоторые несмежные уровни также могут быть поставщиками услуг и потребителями услуг друг для друга. Впрочем, как видно из приведенной ниже табл.1, в [6] предусмотрены интерфейсы только между смежными уровнями.
Функциональные плоскости человекоподобной сети
Логическая архитектура человекоподобной сети разделяется на пять функциональных плоскостей:
плоскость осознания;
плоскость мышления;
плоскость действий;
плоскость знаний;
плоскость механизмов.
Плоскость осознания подобна системе органов чувств человека, то есть состоит из группы функций, аналогичных слуху, зрению, обонянию и т.п. Они делают сеть осведомленной о контекстной информации по всем направлениям. Это относится, в частности, к трафику в сети, использованию сетевых ресурсов, требованиям со стороны пользователей и приложений. На основе собранной посредством этих функций информации сеть реализует возможности самостоятельного мышления и принятия решений.
Плоскость мышления состоит из группы функций, которые могут делать выводы на основе информации, полученной с плоскости осознания. Ее можно уподобить мозгу человека. Эта плоскость отвечает за преобразование собранной информации в разумные и выполнимые действия, которые будут поддерживать сеть в оптимальном состоянии.
Плоскость действий включает группу функций, которые могут совершенствовать сеть на основе выводов, сделанных в плоскости мышления. Она подобна костям и мышцам человека. Эта плоскость отвечает за реализацию функций самореструктуризации и самооптимизации сети.
Плоскость знаний реализует группу функций, связанных с организацией информации, ее хранением, преобразованием, поиском и т.п. Она подобна системе знаний человека. Основу этой плоскости составляет база знаний или группа таких баз.
Плоскость механизмов включает методы, протоколы, процедуры и т.п., способствующие реализации возможностей и функций человекоподобной сети. Ее можно рассматривать как группу вспомогательных методов или процессов, используемых для выполнения основных необходимых функций.
Интерфейсы
В [6] также указаны интерфейсы человекоподобной сети, служащие для обмена информацией. Они разделяются на три типа:
межуровневые;
внутриуровневые;
межсетевые.
Все интерфейсы обозначаются буквой U, к которой добавляются пары подстрочных букв, указывающих место расположения интерфейса. Они все сведены в табл.1.
Заключение
Концепция человекоподобной сети, описанная в Рекомендации МСЭ-Т Y.3680, представляется весьма перспективной. Она вполне отвечает современным тенденциям активного использования методов искусственного интеллекта. Однако, для того чтобы можно было перейти к ее практическому воплощению, предстоит немало сделать. В первую очередь, необходимо разработать конкретные технические решения, обеспечивающие самостоятельность сетей, то есть реализацию самопознания, самоконтроля и других возможностей, начинающихся на "само". Далее – нужны четкие спецификации интерфейсов и соответствующих протоколов обмена информацией и прочее и прочее.
Еще одной проблемой, с которой уже не раз приходилось сталкиваться при реализации красивых идей прошлых лет, является обеспечение совместимости и возможности полноценного взаимодействия аппаратных и программных средств разных производителей.
Наконец, несомненно, есть риски, связанные с приданием сетям самостоятельности. Намерения, на основе которых предполагается осуществлять управление, могут быть неверно истолкованы, а принимаемые решения оказаться не только неоптимальными, но даже вредными. Причиной этого могут быть как возможные ошибки в программных средствах и сбои в их работе, так и сознательные действия злоумышленников. Поэтому нельзя забывать о необходимости принятия соответствующих мер безопасности и обеспечении возможности контроля со стороны людей.
ЛИТЕРАТУРА
Акофф Р. Почему лишь немногие организации воспринимают системное мышление? // Проблемы управления в социальных системах. 2011. Т. 3. Вып. 5. C. 6−10.
Росляков А.В. Сеть 2030: архитектура, технологии, услуги. М.: Бибком, 2022. 278 с.
Нетес В.А. Концепция МСЭ-Т "Сеть 2030": проблемные точки // Сборник трудов XVII Международной отраслевой научно-технической конференции "Технологии информационного общества". М.: ООО "ИД Медиа Паблишер", 2023. С. 137–139.
Росляков А.В. Концепции будущих сетей фиксированной связи и проблемы их практической реализации // Электросвязь. 2023. № 10. С. 10–16.
Росляков А.В. Улучшенные сети фиксированной связи пятого поколения F5G Advanced // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2023. № 8. С. 40−50.
ITU-T Recommendation Y.3680 (02/2022). Framework of Human-Like Networking.
IRTF RFC 7575 (2015). Autonomic Networking: Definitions and Design Goals.
IRTF RFC 7576 (2015). General Gap Analysis for Autonomic Networking.
Нетес В.А. Как создаются стандарты интернета // Стандарты и качество. 2011. № 8. С. 36–39.
основные понятия и архитектура
В.А.Нетес, д.т.н., профессор кафедры сетей связи и систем коммутации МТУСИ / v.a.netes@mtuci.ru
УДК 621.391, DOI: 10.22184/2070-8963.2024.121.5.14.18
Построение человекоподобных сетей − перспективное направление в развитии телекоммуникаций, которому посвящена Рекомендация МСЭ-Т Y.3680 (02/2022). Эти сети характеризуются такими возможностями, как самосознание, самообучение, самооптимизация, самозащита и т.п. Они должны быть более интеллектуальными, чем автономные сети, ранее описанные в ряде документов других международных организаций. В статье представлен обзор основных понятий, относящихся к человекоподобным сетям; охарактеризована их архитектура, включающая четыре уровня и пять функциональных плоскостей; описаны интерфейсы (межуровневые, внутриуровневые и межсетевые).
Введение
Известный американский ученый в областях исследования операций, теории систем и менеджмента Рассел Акофф (1919−2009) писал, что есть два типа ошибок: ошибки совершения и ошибки несовершения [1]. Первые происходят, когда организация или индивид делает что-то, чего делать не следовало; вторые − когда не делается то, что следовало бы сделать. При этом ошибки несовершения обычно имеют более тяжкие последствия. Деградация и неудачи организаций почти всегда происходят потому, что они чего-то не сделали.
В такой динамичной отрасли, как телекоммуникации, типичная ошибка несовершения − это не заметить новую перспективную идею или технологию или не уделить ей должного внимания. Поэтому так важно отслеживать все новое, что появляется в мире. И в первую очередь заслуживают внимания разработки ведущих международных отраслевых организаций.
В последние годы в документах нескольких таких организаций были представлены концепции развития сетей связи. В средствах массовой информации более всего пишут о новых поколениях сетей мобильной связи (5G, 6G). Однако не меньшее, а может быть, и большее значение имеют сети фиксированной связи, поскольку они составляют основу для всех коммуникаций (в том числе для взаимосвязи сетей радиодоступа). Для них МСЭ-Т разработал концепцию "Сеть 2030", а ETSI − пятое поколение сетей фиксированной связи (F5G и F5G Advanced). Они были рассмотрены в целом ряде публикаций, в частности в [2−5].
Однако по результатам разработки концепции "Сеть 2030", выполненной в 2018–2020 годах, так и не были приняты Рекомендации, являющиеся основными нормативными документами Международного союза электросвязи. Между тем, в 2022 году МСЭ-Т принял Рекомендацию Y.3680 [6], посвященную построению человекоподобных сетей (human-like networking). Это еще одна заслуживающая внимания инновационная сетевая парадигма. Ее рассмотрение и составляет цель данной статьи, написанной на основе этой Рекомендации, а также некоторых других документов международных организаций.
Основные понятия
Как явствует из названия, человекоподобная сеть должна вести себя подобно человеку. Это означает, что она должна обладать самостоятельностью, включающей следующие возможности: осведомленность об окружающей среде и самосознание, самообучение и мышление, принятие самостоятельных решений, самостоятельная работа, самореструктуризация, самооптимизация и самозащита. Для этого предполагается использовать набор технологий, включающий технологии осознания по всем направлениям, искусственного интеллекта, автономного гибкого сетевого управление, больших данных и др.
Существует ранее введенное близкое понятие − автономная сеть. В [6] есть ссылки на документы, посвященные таким сетям [7, 8]. Они приняты Исследовательским комитетом Интернета (Internet Research Task Force, IRTF), который работает параллельно с более известным Техническим комитетом Интернета (Internet Engineering Task Force, IETF). Они оба входят в структуру Общества Интернета (Internet Society, ISOC). При этом IETF занимается текущими разработками и стандартизацией [9], а IRTF − перспективными исследовательскими проектами.
Рассмотрим понятие автономной сети чуть более подробно. С точки зрения МСЭ-Т и IRTF такая сеть включает в себя автономные домены, каждый из которых представляет собой группу автономных узлов, реализующих автономные функции. Автономной является функция, которая не требует конфигурирования и может извлекать всю необходимую информацию посредством самопознания, обнаружения или намерения.
Вообще, идея автономности для вычислительных систем, как указано в [7], была предложена корпорацией IBM еще в 2003 году. В автономной системе контуры управления замыкаются внутри самой системы, что придает ей возможности самоуправления.Следует подчеркнуть различие между понятиями "автоматический" и "автономный".
Автоматический процесс происходит без участия человека, но в соответствии с пошаговым выполнением заранее определенных правил. Типичный пример − скрипт. При изменениях в окружающей среде такому процессу может потребоваться ручная настройка.
Автономная функция обладает возможностью самоуправления, включающего самоконфигурирование, самозащиту, самозалечевание, самооптимизацию, за счет чего она сама может адаптироваться к изменениям в окружающей среде. Это не исключает возможность руководства со стороны некоего центрального объекта посредством намерения, под которым понимается политика высокого уровня, используемая для управления сетью.
Помимо IRTF, автономными сетями занимаются и другие международные организации. В ETSI есть специальная группа "Автономный будущий Интернет" (Autonomic Future Internet, AFI). Ей разработано более десятка документов в этой области. Центральное место в них занимает общая архитектура автономной сети (Generic Autonomic Network Architecture, GANA), являющаяся эталонной моделью для парадигмы автономного менеджмента и управления. Проект по автономным сетям разрабатывает и TMForum (Форум по управлению телекоммуникациями). Деятельность этих организаций также заслуживает пристального внимания. Однако поскольку в [6] документы ETSI и TMForum не упоминаются, в данной статье они не рассмотрены.
Стоит отметить, что в концепции "Сеть 2030" предусматривается автономное эксплуатационное управление и сетевое управление на основе намерений [2]. Эти подходы заложены и в F5G Advanced [5].
Как указано в [6], человекоподобная сеть является более интеллектуальной, чем автономная. Она должна обладать всеми возможностями автономной и, кроме того, иметь самосознание, самостоятельное мышление и самоконтроль, не поддерживаемые автономными сетями.
Уровни человекоподобной сети
В структуре человекоподобной сети выделяются четыре основных уровня:
- пользовательский уровень;
- сетевой уровень;
- уровень управления;
- прикладной уровень.
Рассмотрим, идя снизу вверх, каждый из них более подробно.
Пользовательский уровень является самым нижним. Он состоит из группы терминальных устройств, которые используются для сбора и предоставления пользовательской информации на уровень управления. Можно сказать, что он является мостом между пользователем и сетью. Через него человекоподобная сеть и многочисленные пользователи логически объединяются в единое киберпространство. Данный уровень может обмениваться информацией с сетевым уровнем и уровнем управления.
Обмен информацией с уровнем управления имеет два аспекта. Первый − предоставление пользовательских требований уровню управления. Это может осуществляться напрямую либо через другие системы, например системы поддержки операционной и бизнес-деятельности операторов связи OSS/BSS. Второй аспект − получение информации и инструкций об услугах от уровня управления. Сюда входят описания услуг, которые могут быть предоставлены пользователю, инструкции по предоставлению пользовательских требований и настройке услуг.
Сетевой уровень соответствует традиционной сети, состоящей из группы сетевых устройств. Логически он включает две части, называемые подсетями:
подсеть операций и данных;
подсеть осознания.
Подсеть операций и данных составляет основу сетевого уровня и отвечает за выполнение основных сетевых функций, подобно традиционному сетевому уровню. Она передает данные и получает инструкции с уровня управления. Подсеть осознания отвечает за получение информации о состоянии сети и о сетевой среде и передачу этой информации на уровень управления.
Физически сетевой уровень состоит из устройств, которые могут быть разделены на три класса:
сетевые устройства со встроенными функциями осознания;
сетевые устройства без функций осознания;
независимые устройства осознания.
Подсеть осознания может быть построена разными способами. Если сетевые устройства не имеют функций осознания, то эта подсеть реализуется с использованием независимых устройств осознания. В этом случае она будет физически отделена от подсети операций и данных (хотя, конечно, между ними будут физические линии). В других случаях подсеть осознания создается на основе подсети операций и данных. Это может быть сделано путем наложения или посредством использования сетевых срезов. В обоих случаях подсети разделяются не физически, а логически (т.е. путем виртуализации). При первом способе подсеть осознания организуется поверх подсети операций и данных, при втором − обе подсети логически располагаются на одном горизонтальном уровне.
Функционально подсеть операций и данных и подсеть осознания независимы друг от друга, поэтому логически между ними нет прямой связи. Однако обе эти подсети могут совместно использовать одну и ту же физическую сеть, поэтому физически они не являются независимыми.
Уровень управления является ключевым, его можно назвать "мозгом" человекоподобной сети. Здесь реализуются такие функции, как моделирование сети, самообучение, самостоятельное принятие решений и оценка принимаемых решений. Логическая структура этого уровня включает:
имитатор сети, с помощью которого осуществляется моделирование физической сети, то есть создание экспериментальной виртуальной сетевой среды для функций самообучения, самостоятельного принятия решений и оценки принимаемых решений;
средства самообучения, генерирующие знания на основе соответствующей информации и включающие в себя механизмы машинного обучения, базу знаний, обучающую базу данных и т.п.;
средства самотренировки, отвечающие за оценку и совершенствование знаний, порождаемых средствами самообучения, и нацеленные на то, чтобы действия, соответствующие этим знаниям, были осуществимыми и оптимизированными;
средства принятия самостоятельных оптимизированных решений, основанных на базе знаний и входных данных, описывающих текущее состояние сети, сетевые ресурсы, сетевые требования, информацию об окружающей среде и т.п.;
средства оценки принятых решений, выполняющие оценку осуществимости решений с помощью экспериментов на имитаторе сети.
Прикладной уровень является самым верхним и отвечает за получение информации от уровня управления и предоставление этой информации на уровень управления. Этот уровень является также потребителем сетевых услуг. Он состоит из большого количества логических компонентов, например, комплектов программного обеспечения, работающих в сети.
Взаимоотношения между смежными уровнями подобны аналогичным отношениям в эталонной модели взаимосвязи открытых систем ISO/OSI. Однако поскольку уровни человекоподобной сети не являются уровнями стека сетевых протоколов, здесь есть некоторые отличия от модели ISO/OSI.
Во-первых, некоторые смежные уровни могут быть поставщиками и потребителями услуг друг для друга. Иными словами, если уровень B располагается непосредственно над уровнем A, то возможно, что A является не только поставщиком услуг для В, но также и потребителем услуг B. Во-вторых, некоторые несмежные уровни также могут быть поставщиками услуг и потребителями услуг друг для друга. Впрочем, как видно из приведенной ниже табл.1, в [6] предусмотрены интерфейсы только между смежными уровнями.
Функциональные плоскости человекоподобной сети
Логическая архитектура человекоподобной сети разделяется на пять функциональных плоскостей:
плоскость осознания;
плоскость мышления;
плоскость действий;
плоскость знаний;
плоскость механизмов.
Плоскость осознания подобна системе органов чувств человека, то есть состоит из группы функций, аналогичных слуху, зрению, обонянию и т.п. Они делают сеть осведомленной о контекстной информации по всем направлениям. Это относится, в частности, к трафику в сети, использованию сетевых ресурсов, требованиям со стороны пользователей и приложений. На основе собранной посредством этих функций информации сеть реализует возможности самостоятельного мышления и принятия решений.
Плоскость мышления состоит из группы функций, которые могут делать выводы на основе информации, полученной с плоскости осознания. Ее можно уподобить мозгу человека. Эта плоскость отвечает за преобразование собранной информации в разумные и выполнимые действия, которые будут поддерживать сеть в оптимальном состоянии.
Плоскость действий включает группу функций, которые могут совершенствовать сеть на основе выводов, сделанных в плоскости мышления. Она подобна костям и мышцам человека. Эта плоскость отвечает за реализацию функций самореструктуризации и самооптимизации сети.
Плоскость знаний реализует группу функций, связанных с организацией информации, ее хранением, преобразованием, поиском и т.п. Она подобна системе знаний человека. Основу этой плоскости составляет база знаний или группа таких баз.
Плоскость механизмов включает методы, протоколы, процедуры и т.п., способствующие реализации возможностей и функций человекоподобной сети. Ее можно рассматривать как группу вспомогательных методов или процессов, используемых для выполнения основных необходимых функций.
Интерфейсы
В [6] также указаны интерфейсы человекоподобной сети, служащие для обмена информацией. Они разделяются на три типа:
межуровневые;
внутриуровневые;
межсетевые.
Все интерфейсы обозначаются буквой U, к которой добавляются пары подстрочных букв, указывающих место расположения интерфейса. Они все сведены в табл.1.
Заключение
Концепция человекоподобной сети, описанная в Рекомендации МСЭ-Т Y.3680, представляется весьма перспективной. Она вполне отвечает современным тенденциям активного использования методов искусственного интеллекта. Однако, для того чтобы можно было перейти к ее практическому воплощению, предстоит немало сделать. В первую очередь, необходимо разработать конкретные технические решения, обеспечивающие самостоятельность сетей, то есть реализацию самопознания, самоконтроля и других возможностей, начинающихся на "само". Далее – нужны четкие спецификации интерфейсов и соответствующих протоколов обмена информацией и прочее и прочее.
Еще одной проблемой, с которой уже не раз приходилось сталкиваться при реализации красивых идей прошлых лет, является обеспечение совместимости и возможности полноценного взаимодействия аппаратных и программных средств разных производителей.
Наконец, несомненно, есть риски, связанные с приданием сетям самостоятельности. Намерения, на основе которых предполагается осуществлять управление, могут быть неверно истолкованы, а принимаемые решения оказаться не только неоптимальными, но даже вредными. Причиной этого могут быть как возможные ошибки в программных средствах и сбои в их работе, так и сознательные действия злоумышленников. Поэтому нельзя забывать о необходимости принятия соответствующих мер безопасности и обеспечении возможности контроля со стороны людей.
ЛИТЕРАТУРА
Акофф Р. Почему лишь немногие организации воспринимают системное мышление? // Проблемы управления в социальных системах. 2011. Т. 3. Вып. 5. C. 6−10.
Росляков А.В. Сеть 2030: архитектура, технологии, услуги. М.: Бибком, 2022. 278 с.
Нетес В.А. Концепция МСЭ-Т "Сеть 2030": проблемные точки // Сборник трудов XVII Международной отраслевой научно-технической конференции "Технологии информационного общества". М.: ООО "ИД Медиа Паблишер", 2023. С. 137–139.
Росляков А.В. Концепции будущих сетей фиксированной связи и проблемы их практической реализации // Электросвязь. 2023. № 10. С. 10–16.
Росляков А.В. Улучшенные сети фиксированной связи пятого поколения F5G Advanced // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2023. № 8. С. 40−50.
ITU-T Recommendation Y.3680 (02/2022). Framework of Human-Like Networking.
IRTF RFC 7575 (2015). Autonomic Networking: Definitions and Design Goals.
IRTF RFC 7576 (2015). General Gap Analysis for Autonomic Networking.
Нетес В.А. Как создаются стандарты интернета // Стандарты и качество. 2011. № 8. С. 36–39.
Отзывы читателей
