网络系统及通信方法

1.本技术属于通信技术领域，尤其涉及一种网络系统及通信方法。


背景技术：

2.随着网络技术和应用的不断发展，用户对网络的专业化、个性化需求不 断提升；多元化终端类型、接入方式不断发展，要求网络系统必须为海量业 务提供多元、个性、智慧、高效、鲁棒等服务。
3.现有的网络系统，需要根据网络需求，定制专用设备，独立组网。这导 致现有的网络系统只能承载单一的网络需求。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术的目的在于提供一种网络系统，该网络系统能够承载 多种网络需求。
5.为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
6.一方面，本技术提供一种网络系统，包括：模态控制系统和多模态网络 平台；
7.所述多模态网络平台包括多个网元，所述多个网元之间能够进行通信；
8.所述模态控制系统用于：针对多种网络模态分别生成模态配置策略，向 各模态配置策略所涉及的网元发送所述模态配置策略；其中，每种网络模态 用于支持特定的网络需求；
9.所述网元用于：接收所述模态配置策略，基于所述模态配置策略生成网 络模态对应的处理策略；当接收到由终端发出的业务报文时，确定所述终端 所需的目标网络模态，基于所述目标网络模态对应的处理策略对接收到的业 务报文进行处理和转发，以实现终端之间的通信。
10.可选的，所述模态控制系统还用于：
11.接收终端发送的目标网络需求；
12.针对所述目标网络需求构建网络模态，生成与所述目标网络需求对应的 模态配置策略，并向所涉及的网元发送与所述目标网络需求对应的模态配置 策略；
13.向所述终端发送针对所述目标网络需求构建的网络模态的标识。
14.可选的，所述模态控制系统还用于：
15.获取网元的状态信息；
16.基于所述状态信息对各种网络模态对应的模态配置策略进行更新；
17.向更新后的模态配置策略所涉及的网元发送所述更新后的模态配置策 略。
18.可选的，所述模态控制系统还用于：向所述网元发送网络模态卸载指示， 所述网络模态卸载指示携带有待卸载网络模态的标识；
19.所述网元还用于：响应所述网络模态卸载指示，删除所述待卸载网络模 态对应的处理策略。
20.可选的，所述多模态网络平台包含的网元为异质异构网元。
21.可选的，所述模态配置策略包括寻址方式、报文格式、路由协议、信令 方式、计算机制、存储机制、转发机制、交换方式、调度策略和安全机制。
22.可选的，所述模态配置策略还包括：服务质量机制和/或运维管理机制。
23.可选的，所述网络模态包括：支持大带宽网络需求的网络模态、支持时 延敏感网络需求的网络模态、支持位置敏感网络需求的网络模态、以及支持 内容标识网络需求的网络模态。
24.第二方面，本技术提供一种通信方法，包括：
25.终端向多模态网络平台发送业务报文，所述业务报文携带有网络模态的 标识；
26.所述多模态网络平台中的网元基于所述标识确定出所述终端所需的目标 网络模态，基于所述目标网络模态对应的处理策略对接收到的业务报文进行 处理和转发，以实现终端之间的通信；
27.其中，所述多模态网络平台中的网元从模态控制系统获得模态配置策略， 基于获得的模态配置策略生成网络模态对应的处理策略。
28.可选的，在上述通信方法的基础上，还包括：
29.在初始化阶段，模态控制系统针对多种网络模态分别生成模态配置策略， 向各模态配置策略所涉及的网元发送所述模态配置策略；其中，每种网络模 态用于支持特定的网络需求；
30.所述网元接收所述模态配置策略，基于所述模态配置策略生成网络模态 对应的处理策略。
31.由此可见，本技术的有益效果为：
32.本技术公开的网络系统包括模态控制系统和多模态网络平台，其中，多 模态网络平台包括多个网元，多个网元之间能够进行通信；模态控制系统针 对多种网络模态(每种网络模态用于支持特定的网络需求)分别生成模态配 置策略，向各模态配置策略所涉及的网元发送模态配置策略；网元接收模态 配置策略，基于模态配置策略生成与网络模态对应的处理策略，当接收到由 终端发出的业务报文时，确定终端所需的网络模态(即目标网络模态)，基于 目标网络模态对应的处理策略对接收到的报文进行处理和转发，从而实现终 端之间的通信，并且能够满足终端所需的网络需求。可以看到，本技术公开 的网络系统，能够支持多种网络模态，也就是能够承载多种网络需求；而且， 当需要扩展网络系统承载的网络需求时，只需要构建支持该网络需求的网络 模态，由模态控制系统针对该网络模态生成模态配置策略，并将模态配置策 略发送给相关的网元，以便网元基于接收到的模态配置策略生成该网络模态 对应的处理策略，完成该网络模态的加载，后续就可以满足终端的该种网络 需求。也就是说，本技术公开的网络系统能够承载多种网络需求，而且能够 方便地对网络系统所承载的网络需求进行扩展。
附图说明
33.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不 付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。
34.图1为本技术公开的一种网络系统的结构示意图；
35.图2为本技术公开的网络系统的应用示意图；
36.图3为本技术公开的网络系统中网元的工作原理示意图；
37.图4为本技术公开的一种通信方法的流程图。
具体实施方式
38.本技术提供一种网络系统，该网络系统能够承载多种网络需求。本技术 还公开基于该网络系统实现的通信方法。
39.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申 请实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获 得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
40.参见图1，图1为本技术公开的一种网络系统的结构示意图。该网络系统 包括模态控制系统100和多模态网络平台200。
41.多模态网络平台200包括多个网元，多个网元之间能够进行通信。
42.网元是指网络设备，用于对数据进行处理和转发。例如，交换机和路由 器均为网元。
43.实施中，多模态网络平台200中的多个网元之间通过多种介质或者传送 网互联，网元之间能够进行数据交互，也就是说，网元之间能够进行通信。 多模态网络平台200中的每个网元至少能够与其他的一个网元进行通信。可 选的，多模态网络平台200中的每个网元能够与其他的多个网元进行通信。
44.在图1中，多模态网络平台200包括4个网元，当然这仅是一个举例。 在实际应用中，多模态网络平台200通常包括更多的网元。
45.模态控制系统100用于：针对多种网络模态分别生成模态配置策略，向 各模态配置策略所涉及的网元发送模态配置策略。其中，每种网络模态用于 支持/实现特定的网络需求。
46.多模态网络平台200中的网元用于：接收模态配置策略，基于模态配置 策略生成网络模态对应的处理策略；当接收到由终端发出的业务报文时，确 定终端所需的目标网络模态，基于目标网络模态对应的处理策略对接收到的 业务报文进行处理和转发，以实现终端之间的通信。
47.实施中，终端发送的业务报文携带有终端所需网络模态的标识。网元基 于业务报文携带的网络模态的标识，就可以确定出终端所需的网络模态，为 了便于描述，将终端所需的网络模态称为目标网络模态。
48.网络模态：每种按照网络技术体制、网络所支持的行业应用、网络的运 维体系以及网络部署等方式定义的物理实体网络，都可以抽象为一种能通过 标准化软硬件接口在网络环境上运行的网络模态。每种网络模态用于支持/实 现特定的网络需求。
49.也就是说，技术人员根据用户的网络需求，抽象/构建出对应的网络模态。 一种网络模态就是一种网络技术体制，网元在每种网络模态下，按照该网络 模态对应的处理策略
对由终端发出的报文进行处理和转发。
50.实施中，对用户的网络需求进行分析，构建出对应的网络模态。模态控 制系统100针对多种网络模态分别生成对应的模态配置策略，并向各模态配 置策略所涉及的网元发送模态配置策略。需要说明的是，一个模态配置策略 可能仅涉及多模态网络平台200中的部分网元。
51.这里对模态控制系统100针对网络模态生成模态配置策略的方案进行说 明。
52.模态控制系统100获取技术人员针对网络模态编写的网络运行逻辑文件， 对该网络运行逻辑文件进行编译，编译得到的文件即为该网络模态对应的模 态配置策略。
53.可选的，模态配置策略包括寻址方式、报文格式、路由协议、信令方式、 计算机制、存储机制、转发机制、交换方式、调度机制和安全机制。
54.相应的，多模态网络平台200中的网元接收模态控制系统100发送的网 络模态的模态配置策略，基于模态配置策略生成网络模态对应的处理策略， 包括：基于寻址方式生成该网络模态对应的寻址策略；基于报文格式生成该 网络模态对应的报文解析策略；基于路由协议生成该网络模态对应的路由策 略；基于信令方式生成该网络模态对应的信令解析策略；基于计算机制生成 该网络模态对应的计算策略；基于存储机制生成该网络模态对应的存储策略； 基于转发机制生成该网络模态对应的转发策略；基于交换方式生成该网络模 态对应的交换策略；基于调度机制生成该网络模态对应的调度策略；基于安 全机制生成该网络模态对应的安全策略。
55.可选的，模态配置策略还包括服务质量机制和/或运维管理机制。
56.相应的，网元基于模态配置策略生成网络模态对应的处理策略，还包括： 基于服务质量机制生成该网络模态对应的服务策略；和/或，基于运维管理机 制生成该网络模态对应的运维管理策略。
57.现有技术中，一个网络设备只能运行一种处理策略，并且，一旦设定网 络设备的处理策略后，就很难再对该网络设备运行的处理策略进行更改。因 此，现有技术中，由多个网络设备构成的网络系统仅能承载单一的网络需求， 如果要更改网络系统承载的网络需求，或者要扩展(即增加)网络系统承载 的网络需求，是很难实现的。
58.而本技术中的网元，是基于全维可定义技术、支持多种网络模态共生运 行的网络设备。也就是说，本技术中的网元存储且能够执行与多种网络模态 对应的处理策略，即能够对各种网络模态提供技术实现方面的软硬件支持， 具有软硬件资源的动态分配、管理和保障功能，能够支持多种网络模态及相 关应用的部署和运行。
59.具体的，网元接收模态控制系统100发送的与网络模态对应的模态配置 策略后，基于该模态配置策略生成对应的处理策略(包括寻址策略、报文解 析策略、路由策略、信令解析策略、计算策略、存储策略、转发策略、交换 策略、调度策略、安全策略，还可能包括服务策略和/或运维管理策略)；当接 收到终端发出的业务报文时，确定终端所需的目标网络模态，基于目标网络 模态对应的处理策略对接收到的业务报文进行处理和转发，就能满足终端的 网络需求。
60.可选的，本技术中的网络模态包括：支持大带宽网络需求的网络模态、 支持时延敏感网络需求的网络模态、支持位置敏感网络需求的网络模态、以 及支持内容标识网络需求的网络模态。
61.当然，本技术公开的网络系统可以支持更多的网络模态，上述仅是一种 举例。针对用户的各种网络需求，都可以构建用于支持/实现各网络需求的网 络模态。
62.例如，在工业领域、军事领域、能源领域、交通领域、金融领域、政务 领域、电力领域、农业领域、移动通信领域、卫星通信领域，用户可能在高 效能、高通量、时敏性、可靠性、移动性、安全性、可扩展性等角度提出多 样化的网络需求。针对用户的各种网络需求，技术人员分别构建对应的网络 模态，并根据用户的网络需求编写网络运行逻辑文件，将网络运行逻辑文件 发送给模态控制系统；模态控制系统针对各网络模态生成对应的模态配置策 略，并将各模态配置策略发送给相关的网元；网元接收模态配置策略，基于 模态配置策略生成与网络模态对应的处理策略，从而完成网络模态的加载。
63.本技术公开的网络系统包括模态控制系统和多模态网络平台，其中，多 模态网络平台包括多个网元，多个网元之间能够进行通信；模态控制系统针 对多种网络模态(每种网络模态用于支持特定的网络需求)分别生成模态配 置策略，向各模态配置策略所涉及的网元发送模态配置策略；网元接收模态 配置策略，基于模态配置策略生成与网络模态对应的处理策略，当接收到由 终端发出的业务报文时，确定终端所需的网络模态(即目标网络模态)，基于 目标网络模态对应的处理策略对接收到的报文进行处理和转发，从而实现终 端之间的通信，并且能够满足终端所需的网络需求。可以看到，本技术公开 的网络系统，能够支持多种网络模态，也就是能够承载多种网络需求；而且， 当需要扩展网络系统承载的网络需求时，只需要构建支持该网络需求的网络 模态，由模态控制系统针对该网络模态生成模态配置策略，并将模态配置策 略发送给相关的网元，以便网元基于接收到的模态配置策略生成该网络模态 对应的处理策略，完成该网络模态的加载，后续就可以满足终端的该种网络 需求。也就是说，本技术公开的网络系统能够承载多种网络需求，而且能够 方便地对网络系统所承载的网络需求进行扩展。
64.在本技术关于网络系统的另一个实施例中，模态控制系统100还用于：
65.接收终端发送的目标网络需求；
66.针对该目标网络需求构建网络模态，生成与该目标网络需求对应的模态 配置策略，并向所涉及的网元发送与该目标网络需求对应的模态配置策略；
67.向终端发送针对该目标网络需求构建的网络模态的标识。
68.本技术公开的网络系统，在初始化阶段，模态控制系统100针对多种网 络模态分别生成模态配置策略，并将各模态配置策略向相关的网元发送，各 网元接收模态配置策略，基于接收到的模态配置策略生成网络模态对应的处 理策略，实现网络模态的加载。终端可以在网络系统支持的多个网络模态中 选择其中一个网络模态，在该网络模态下进行通信。
69.如果终端有新的网络需求，那么向模态控制系统100发送新的网络需求 (即目标网络需求)。模态控制系统100针对终端发送的目标网络需求构建网 络模态，生成对应的模态配置策略，并向所涉及的网元发送该模态配置策略， 从而加载该新的网络模态，以满足终端的新的网络需求。另外，模态控制系 统100向终端发送针对该新的网络需求构建的网络模态的标识，以便终端基 于该标识实现在该网络模态下的通信。
70.在本技术关于网络系统的另一个实施例中，模态控制系统100还用于：
71.获取网元的状态信息；
72.基于状态信息对各种网络模态对应的模态配置策略进行更新；
73.向更新后的模态配置策略所涉及的网元发送更新后的模态配置策略。
74.多模态网络平台200中各网元的状态会发生变化，为了保证较好的通信 效果，模态控制系统100基于各网元的状态信息对各种网络模态对应的模态 配置策略进行更新，并将更新后的模态配置策略向相关的网元发送。
75.模态控制系统100作为多模态网络平台的控制器，是整个网络系统的管 理中枢。模态控制系统100按照预设周期获取各网元的状态信息。例如，模 态控制系统100通过带内遥测的方法定期向各网元发送探针指令，各网元根 据模态控制系统100发送的探针指令，将状态信息封装在探针中向模态控制 系统100发送。或者，各网元按照预设的周期向模态控制系统100发送自己 的状态信息。
76.可选的，网元的状态信息包括：队列信息、处理时延、内存信息、cpu 状态、时间戳、链路负载、数据包状态信息(如转发路径、转发时延、吞吐 量)。
77.在本技术关于网络系统的另一个实施例中，模态控制系统100还用于： 向网元发送网络模态卸载指示，该网络模态卸载指示携带有待卸载网络模态 的标识。相应的，网元还用于：响应网络模态卸载指示，删除待卸载网络模 态对应的处理策略。
78.本技术上述公开的网络系统，既可以方便地加载网络模态，也可以方便 地卸载网络模态。当需要卸载某种网络模态时，模态控制系统100向网元发 送网络模态卸载指示(携带有待卸载网络模态的标识)，网元响应模态控制系 统100发送的网络模态卸载指示，将该指示所携带标识对应的网络模态对应 的处理策略删除，就完成该网络模态的卸载。
79.在本技术关于网络系统的另一个实施例中，多模态网络平台200包含的 多个网元为异质异构网元。
80.网元的软硬件资源包括计算资源、存储资源和转发资源。
81.其中，计算资源包括但不限于：cpu(central processing unit，中央处理 器)、gpu(graphics processing unit，图形处理器)、fpga(field programmablegate array，现场可编程逻辑门阵列)、asic(application specific integratedcircuit，专用集成电路)。存储资源包括但不限于：硬盘、tacm(三态内容 寻址存储器)、ram(随机存取存储器)。转发资源包括但不限于：电路/分组 交换、时隙等资源。
82.本技术公开的网络系统中，网元需要对多种网络模态提供技术实现方面 的软硬件支持，也就是说，网元需要支持多种网络需求。多模态网络平台200 采用异质异构网元构成，有利于模态控制系统100根据不同的网络需求，动 态调用和组合不同的硬件资源和软件资源以支持多样化的网络需求。
83.下面结合图2对本技术公开的网络系统的应用进行说明。
84.网络系统支持多种网络模态，如图2中所示的支持大带宽网络需求的网 络模态、支持时延敏感网络需求的网络模态、支持位置敏感网络需求的网络 模态、以及支持内容标识网络需求的网络模态。相应的，网络系统能够满足 终端的大带宽网络需求、时延敏感网络需求、位置敏感网络需求和内容标识 网络需求。
85.终端可以选择网络系统支持的任意一种网络模态，在该网络模态下进行 通信。或者，终端可以向模态控制系统100发送目标网络需求，以使得网络 系统构建用于支持该目标网络需求的网络模态，并加载该网络模态，之后终 端可以在该网络模态下进行通信。
86.本技术公开的网络系统，支持多种网络模态，可以满足用户在多种场景 下的多种网络需求。而且，本技术公开的网络系统，既可以方便地加载网络 模态，也可以方便地卸载网络模态，还可以对各个网络模态进行更新。本申 请公开的网络系统，不仅可以无缝兼容现有的多种网络系统的运行，而且可 以支持现有的网络系统的演进和变革，可以适应网络体制换代的长期性和复 杂性。
87.本技术公开的网络系统，是一种网络技术体制与支撑环境分离的网络发 展新范式，能支持各种网络需求以网络模态的形式在统一的网元上动态加载/ 卸载或运行，可实现多个网络模态在同一技术支撑环境上的共存、演进或变 革发展，突破当前“网络与业务分离”发展范式的禁锢，极大释放新兴应用 驱动的网络技术体制创新活力，显著降低新型网络的应用部署与服务提供门 槛。
88.本技术还公开一种基于上述网络系统实现的通信方法。如图4所示，该 通信方法包括：
89.s401：终端向多模态网络平台发送业务报文。
90.其中，终端发送的业务报文携带有网络模态的标识。
91.实施中，终端接入多模态网络平台中的某个网元，向该网元发送业务报 文。该业务报文携带有该终端所需网络模态的标识。
92.s402：多模态网络平台中的网元基于业务报文中的标识确定出终端所需 的目标网络模态。
93.s403：多模态网络平台中的网元基于目标网络模态对应的处理策略对接 收到的业务报文进行处理和转发，以实现终端之间的通信。
94.其中，多模态网络平台中的网元从模态控制系统获得模态配置策略，基 于获得的模态配置策略生成网络模态对应的处理策略。关于网元基于模态配 置策略生成网络模态对应的处理策略的方案，请参见前文中的记载。
95.网元接收到由终端发出的业务报文后，基于该业务报文携带的网络模态 的标识，就可以确定出该终端所需的网络模态(即目标网络模态)，网元基于 目标网络模态对应的处理策略对接收到的业务报文进行处理和转发。需要说 明的是，除作为终端接入点的网元(即终端接入的网元)是从该终端接收到 业务报文之外，其他的网元均是接收前一个网元转发的业务报文，最终，将 业务报文发送给接收方(即另一个终端)。
96.网元接收到业务报文后的处理过程如图3所示。网元接收到业务报文后， 基于该业务报文携带的网络模态的标识，确定出该终端所需的网络模态(目 标网络模态)，由图3中的网络模态识别模块(软件模块)实现。之后，网元 基于目标网络模态对应的处理策略对该业务报文进行处理和转发。
97.一个网元可能同时对多个业务报文进行处理。可选的，网元对多个业务 报文进行混合转发调度，由图3中的混合调度模块(软件模块)实现。
98.可选的，网元根据多个网络模态的优先级，对多个业务报文进行混合转 发调度。可选的，网元根据多个业务报文对应的网络模态的性能需求，对多 个业务报文进行混合转发调度。
99.本技术公开的通信方法，终端向多模态网络平台发送业务报文，该业务 报文携带有该终端所需网络模态的标识，网元接收由终端发送的业务报文， 基于该业务报文携带的
网络模态的标识，确定出该终端所需的网络模态(即 目标网络模态)，基于目标网络模态对应的处理策略对接收到的业务报文进行 处理和转发，实现该终端的通信，并且满足该终端的网络需求。
100.在本技术关于通信方法的另一个实施例中，还包括：
101.在初始化阶段，模态控制系统针对多种网络模态分别生成模态配置策略， 向各模态配置策略所涉及的网元发送模态配置策略；其中，每种网络模态用 于支持特定的网络需求；
102.网元接收模态配置策略，基于模态配置策略生成网络模态对应的处理策 略。
103.在本技术关于通信方法的另一个实施例中，还包括：
104.模态控制系统接收终端发送的目标网络需求；
105.模态控制系统针对该目标网络需求构建网络模态，生成与该目标网络需 求对应的模态配置策略，并向所涉及的网元发送与该目标网络需求对应的模 态配置策略；
106.模态控制系统向终端发送针对该目标网络需求构建的网络模态的标识。
107.在本技术关于通信方法的另一个实施例中，还包括：
108.模态控制系统获取网元的状态信息；
109.模态控制系统基于状态信息对各种网络模态对应的模态配置策略进行更 新；
110.模态控制系统向更新后的模态配置策略所涉及的网元发送更新后的模态 配置策略。
111.在本技术关于通信方法的另一个实施例中，还包括：
112.模态控制系统向网元发送网络模态卸载指示，该网络模态卸载指示携带 有待卸载网络模态的标识。相应的，网元还执行以下步骤：响应网络模态卸 载指示，删除待卸载网络模态对应的处理策略。
113.还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用 来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗 示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包 括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括 一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没 有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所 固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要 素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的 相同要素。
114.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都 是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。 对于实施例公开的通信方法而言，由于其与实施例公开的网络系统相对应， 所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
115.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用 本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易 见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下， 在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。