网元内生智能新型路由器

        通信网络向智能化方向快速演进，AI与IP网络演进将深度共生、相互赋能。AI为IP网络高阶智能化演进提供了关键技术基础，而AI智算互联对IP网络能力提出了更高要求，驱动IP网络向如下几个方向发展：

• 超大带宽：大带宽+广域无损，大容量数据中心间互联；
• 超低时延：一跳直达，低时延入推理池；
• 高可靠：异常流量自动识别、自动故障自愈；
• 高阶智能化：通过AI技术提升网络/网元自主分析决策能力。

        具备内生智能的新型路由器成为实现网络全面智能化的重要元素。网元内生智能与网络智能协同，实现网络智能的整体闭环，在如下几个方向实现高阶网元智能化：

• 运维提智：基于故障知识图谱与AI算法模型，实现全流程故障定界定位，解决故障定位慢、准确度低的问题；
• 连接智连：主动监控网络流量模型，深度解析应用特性，通过流量建模与自适应的参数优化，实现吞吐、时延、FCT（flow completion time）全面最优；
• 安全提智：智能DDOS攻击检测下沉到网络边缘，提升大客户安全防御能力。

        智能化IP网络整体由三层架构组成，包括基础设施（网元智能）、管控系统（网络智能）和能力开放，与上层系统及应用生态进行业务协同（跨域智能）。网元智能与网络智能协同进行，网元智能主要负责高实时性和域内AI应用，网络智能主要负责网络层面大规模数据的AI应用。

        网元（路由器）高阶智能化架构包括算力服务、数据服务、知识服务、模型服务，以及AI应用等，如图1所示。

• 算力服务

        网元内集成AI智能硬件，包括智能SA卡、智能主控、线卡等，支持智能光模块和边缘算力，满足网元AI应用的算力需求。

        其中转发面NP芯片集成AI引擎，提供深度神经网络、机器学习等推理算法，减少推理的时延，从而提升转发面实时流特征分析能力。

        部署集中式AI高算力单板（GPU/AI芯片），实现网元内高实时性以及高吞吐的AI推理任务，可以为区域内其他路由器提集中的AI推理与训练任务。

• 数据服务

        数据服务构建统一的数据感知平台，是内生智能路由器的基础功能，实现网元内KPI、告警、日志以及状态数据采集、压缩、治理与存储。

        数据服务通过网元内高速数据采集通道，提升数据采集的精度和规模，同时向不同AI应用提供统一的数据服务接口，包括数据订阅、融合以及推送服务等，满足智能运维、流量调优、网络安全等不同AI应用对数据的定制化需求。

        网元运行过程中日志类型与格式众多，存在结构化与非结构化日志，难以进行自动化的识别、解析与异常检测，给自动运维带来困难。数据服务基于网元和管控的AI算法模型增强对异构日志的解析与分析能力。

• 知识服务

        建设基于大模型的故障知识图谱规范以及自动构建技术，网元通过部署统一的资源知识图谱、故障知识图谱、异常事件库，与云端协同实现端到端的故障定界与定位。

• 模型服务

        实现统一的网元AI算法模型服务，在AI算力服务的基础上实现推理服务、增量训练、轻量化部署、模型微调、模型评估、离线训练、模型加载与版本管理等功能。

        在内生智能路由器中，通过容器化部署实现模型的跨硬件、跨平台部署。

• 应用服务

        基于网元智能化服务力，实现AI智能应用的部署，实现智能运维、流量调优、网络安全等多个AI应用的研发与部署。智能运维，以知识图谱作为粘合剂，联动思维链以及大模型，实现对转发面流量丢包以及协议断链等IP网络典型故障的分钟级的故障定界定位。流量调优，实现智能QoS功能，对队列流量进行建模分析，基于强化学习算法，自适应优化Wred参数模型，实现吞吐与时延最优，优化FCT时间。网络安全，动态学习流量基线数据，对转发面流量进行DDOS攻击流量建模，并基于转发面AI算法快速检测与分类，分实现5秒内检测、10秒内清洗。

        网元内生智能已经成为自智网络的重要组成部分，其中网络和算力向算网异构演进，终端、接入、承载等网络设备需要全面内置AI算力，支持分布式智能体部署，实现快速、精确、准确的业务感知与分析、决策能力。

        对于内生智能路由器，AI算力异构系统架构设计是基础，需要在高速的数据采集通道、AI推理数据通道，以及AI算力硬件之间的部署与协作上进一步研究，实现均衡的算力集成，满足不同AI应用的算力需求。