互联网2030白皮书

互联网2030白皮书 I 前言 互联网已成为信息时代的核心基础设施，以互联网为代表的新一轮科技革命和产业变革日新月异，对政治、经济、文化、社会、军事等各领域产生了深刻影响。2023年全球互联网网民规模已接近52亿，互联网将世界各国人民联接在一起，真正让世界变成了地球村。回顾互联网发展历程，最初是作为科研与军事的专用网络工具， 历经TCP/IP协议标准化，逐渐向公众敞开怀抱。随着万维网Web协议的诞生，电子商务、社交通讯、游戏娱乐带来海量互联需求，推动互联网在公众服务领域爆炸式的发展。中国自1994年全功能接入国际互联网以来，互联网创新业务发展呈现井喷态势，逐步从模仿者、跟随者成为引领者，互联网基础设施建设更是走在了全球前列。2003年中国启动下一代互联网示范工程CNGI，积极推进IPv6发展，在下一代互联网技术探索和实践中取得了显著成效。近年来，以工业互联网创新发展、“互联网+”和“人工智能+”等战略为引领，我国不断加快产业互联网发展步伐。同时，我国不断扩大国际合作，倡导构建开放包容的网络空间人类命运共同体。 站在世界互联网诞生55周年，中国全功能接入国际互联网30周年的历史节点，回望过去，我们深感振奋；展望未来，一个崭新的智能时代正在到来，人工智能、5G-A/6G、先进计算、大数据、物联网、区块链、量子信息等新兴数字技术加速发展，互联网迎来跨越 式演进的新机遇。但互联网作为既有的庞大信息基础设施，其技术和产业演进又面临多方面的挑战，有待进一步凝聚共识，并在实践中探索前行。 “互联网2030”是产学研各界共同开启的下一代互联网技术研究与产业推进计划，旨在以面向2030年的互联网产业应用为目标， 以面向2035年的新一代数字技术创新为引领，以科技创新推动产业创新为目的，加快我国下一代互联网基础设施建设和应用发展，增强网络空间安全保障能力，促进互联网与实体经济深度融合，助力新质生产力发展。本白皮书由中国联合网络通信有限公司组织专家编写，并经下一代互联网宽带业务应用国家工程研究中心技术委员会论证评审，作为“互联网2030”创新计划的指导性文件，将明确互联网2030演进目标，定义下一代互联网的六大技术特征：全域互联、绿色超宽、确定承载、算网融合、智能原生和内生安全。同时，结合典型应用场景，阐述下一代互联网如何从联人、联家、联企、联机、联云、联算、联数、联车、联星等九个维度，重塑未来生产、生活与工作模式，助力构建泛在智联、卓越服务、可持续发展的智慧社会。此外，白皮书还将探讨分析发展下一代互联网未来产业，加快形成下一代互联网新质生产力的实施路径。希望该白皮书为我国下一代互联网技术创新和未来产业培育提供共识性指引和方向性参考，同时诚挚邀请业界同仁携手合作，共同推进互联网2030，为网络强国和数字中国建设贡献下一代互联网产业力量。 目录 1.互联网发展历程回顾1 2.互联网2030愿景与使命5 2.1.互联网范畴与代际划分5 2.2.互联网2030发展愿景6 3.互联网2030关键技术特征11 3.1.全域互联11 3.1.1.现状与挑战11 3.1.2.IPv6单栈技术12 3.1.3.以太网协议创新13 3.1.4.IPv6演进技术15 3.1.5.传输层协议创新16 3.1.6.应用层协议创新17 3.2.绿色超宽18 3.2.1.现状与挑战18 3.2.2.芯片级超宽19 3.2.3.设备级超宽20 3.2.4.绿色节能21 3.3.确定承载23 3.3.1.现状与挑战23 3.3.2.确定性网络感知24 3.3.3.确定性网络能力25 3.3.4.确定性网络运维26 3.4.算网融合27 3.4.1.现状与挑战27 3.4.2.高通量广域网29 3.4.3.高性能智算中心网络30 3.4.4.数据流通与数网融合32 3.4.5.算网智能编排33 3.5.智能原生34 3.5.1.现状与挑战34 3.5.2.智能业务36 3.5.3.智能网络36 3.5.4.智能网元37 3.5.5.智能部件38 3.6.内生安全39 3.6.1.现状与挑战39 3.6.2.设备层内生安全40 3.6.3.网络层内生安全41 3.6.4.管控层内生安全42 3.6.5.数据互联内生安全43 3.7.技术特征目标44 4.互联网2030典型应用场景46 4.1.联人：沉浸式体验46 4.2.联家：智慧家庭48 4.3.联企：智慧办公50 4.4.联机：智能制造51 4.5.联云：多云协同53 4.6.联算：智算服务55 4.7.联数：数据流通56 4.8.联车：智慧出行58 4.9.联星：全域通信59 5.互联网2030实施策略62 5.1.原创技术策源，推动技术标准化62 5.2.加强协同攻关，加快技术产品化63 5.3.完善产业生态，实现产品产业化63 5.4.扩大开放合作，推进产业规模化64 6.总结与展望66 7.缩略语列表68 8.参考文献73 1.互联网发展历程回顾 互联网是当今世界上最重要的信息基础设施，日益融入经济社会发展各领域全过程，成为推动数字经济发展的核心要素，2023年，美国、中国、德国、日本、韩国等5个国家数字经济总量超33万亿美元，同比增长超8%；数字经济占GDP比重为60%，较2019年提升约8个百分点。2024年不仅是全球互联网诞生55周年，也是中国全功能接入国际互联网30周年，互联网的出现和发 展，深刻改变了人类的生产方式、生活方式和社会治理方式。截至2023年底， 全球互联网用户总数已接近52亿。纵观互联网50多年的发展，根据互联网的服务对象属性，可将其发展历程划分为三个主要阶段，即以科研互联网为特征的阶段、以消费互联网为特征的阶段和以产业互联网为特征的阶段。 （1）互联网的起源：以科研互联网为特征的阶段 20世纪60年代，数字通信技术和包交换技术的成熟，为互联网前身—阿帕网（ARPANET）的诞生奠定了基础。1969年，美国国防部高级研究计划局ARPA建立了用于解决通信问题的分布式计算机网络ARPANET，实现了4台计算机的互联。随后，逐渐成熟的ARPANET开始向大学和研究机构等非军用部门开放。1986年，美国国家科学基金会基于传输控制协议/互联网协议（TCP/IP），建立了美国国家科学基金会网络（NSFNET），服务于科研人员成果共享和信息检索，后来越来越多的大学、政府资助的研究机构纷纷将自己的计算机加入到该网络中。从ARPANET的诞生到NSFNET的发展，互联网主要用于军事和学术研究领域，因此这个阶段可被称为科研互联网阶段。 （2）互联网的繁荣：以消费互联网为特征的阶段 继互联网在科研领域取得成功后，互联网的商业化变得越来越迫切。1989年，万维网（WWW）的诞生标志着互联网进入公众服务阶段。1994年，美国提出建设“信息高速公路”战略，旨在连通全球信息网络形成信息共享的竞争机 制。此后，在电子商务、社交通信等社会需求刺激下，雅虎、亚马逊等互联网公司如雨后春笋般出现并蓬勃发展。我国虽然接入互联网的时间比西方发达国家晚，但是得益于政府的积极引导，庞大的市场和人口红利，先后产生了以腾讯、百度、阿里巴巴为代表的一批世界级互联网巨头，互联网应用创新成效显著。21世纪后，宽带移动通信和智能手机将互联网推进到移动互联网时代，进一步促进了互联网普及和应用创新。截至2023年12月，我国网民规模达10.92亿人，互联网普及率达77.5％。我国已建成全球规模最大、技术领先的互联网基础设施，主要包括电信运营商建设的大型互联网商用基础设施China169，China163和CMNet，以及中国教育和科研计算机网（CERNET）为代表的科教专用网络基础设施；国家顶级域名注册量位列全球第一。2003年，国务院批复同意国家发展改革委等八部委“关于推动我国下一代互联网发展有关工作的请示”，正式启动“中国下一代互联网示范工程（CNGI）”，全面推进互联网协议第6版（IPv6）规模化部署。截至2023年12月，我国IPv6活跃用户数达7.78亿，移动网络IPv6流量占比达到60.88%，固定网络IPv6流量占比达到19.57%。我国全方位、多层次、立体化的网络互联架构基本形成，网络服务质量加快迈向世界一流。 （3）互联网的拓展：以产业互联网为特征的阶段 在新一轮科技革命和产业变革加速演进的浪潮中，需要充分发挥互联网在生产要素配置中的优化和集成作用，实现互联网与实体经济深度融合，将互联网的创新应用成果渗透到国家经济、科技、军事、民生等经济社会各领域中，从而提升国家综合竞争力。继公众互联网之后，全球各国都在积极布局产业互联网，将互联网技术和制造业、交通、能源等垂直行业紧密结合，实现万物互联，推进数字化转型，如德国的工业4.0，美国的先进制造伙伴计划和工业互联网等。多年来，我国高度重视、前瞻部署数字经济和产业互联网，推进数字经济与实体经济深度融合。2021年10月18日，中共中央政治局就推动我国数字经济健康发 展进行第三十四次集体学习，习近平总书记在主持学习时强调，“促进数字技术与实体经济深度融合，赋能传统产业转型升级，催生新产业新业态新模式，不断做强做优做大我国数字经济”。党的二十大报告强调：“加快发展数字经济，促进数字经济和实体经济深度融合，打造具有国际竞争力的数字产业集群。”为有效推动数实融合走深走实，我国以智能制造为重心，大力发展产业互联网，加快经济转型升级。与此同时，为应对产业互联网发展对网络基础设施的多样化需求，推动互联网技术演进，我国积极布局未来网络（或未来互联网）研究和试验，2019年5月，我国未来网络试验设施（CENI）正式开通运行；2021年4月，未来互联网试验设施（FITI）高性能主干网开通，成为支撑我国产业互联网技术创新的“国之重器”。 我国互联网30年的发展经验表明，实现互联网跨越式发展，一要加强互联网基础设施建设，夯实发展根基；二要做大互联网用户规模和市场规模，基于“人口红利”推动互联网应用创新；三要重视互联网基础技术创新，利用信息通信制造业产业链优势和数实融合机遇，实现中国互联网“弯道超车”。互联网核心技术是国之重器，创新意义重大，赋能经济社会效果显著。未来，我国互联网产业还需要继续秉承市场和创新双轮驱动、自主可控和开放合作并行不悖的发展理念，推进下一代互联网与人工智能、5G/6G等新一代信息技术的融合创新，持续培育壮大数字经济新动能，推动互联网更深入地赋能经济社会深度融合发展。 随着智能时代的到来，互联网将迎来向下一代互联网演进的新机遇。但互联网作为既有的庞大信息基础设施，其技术和产业演进面临多方面的挑战，有待产业链各方进一步凝聚共识，同向发力。“互联网2030”是产业上下游共同开启的下一代互联网技术研究与产业推进计划，旨在以面向2030年的互联网产业应 用为目标，以面向2035年的新一代数字技术创新为引领，以科技创新推动产业创新为目的，加快我国下一代互联网基础设施建设和应用发展，增强网络空间安 全保障能力，促进互联网与实体经济深度融合，助力新质生产力发展。本白皮书是“互联网2030”创新计划的指导性文件，希望为我国下一代互联网技术创新和未来产业培育提供共识性指引和方向性参考。 2.互联网2030愿景与使命 2.1.互联网范畴与代际划分 互联网包括网络基础设施和应用两大部分，网络基础设施又包含公众互联网和专用承载网。 公众互联网（Internet）：即人们通常理解的互联网，指的是计算机网络与 网络之间相互联接所构成的全球化开放性网络基础设施，这些网络以一组通用的协议相连，形成逻辑上的单一巨大国际网络，提供“尽力而为”的连接服务。 专用承载网：基于IP基础技术的私有连接网络，网络联接范围基本限制在 特定的国家、区域或企业内。按照其所承载业务的不同，可以在IP技术基础上进行增量创新和演进，技术方案需要考虑成本、开放、安全、确定性等因素之间的平衡。数据中心网络可归为广义承载网的一种分支，旨在为算力资源提供高速互联，实现算力在特定范围内的高效承载。 互联网