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文档简介

1/1SDN网络的标准化与互操作性第一部分SDN标准化背景与意义 2第二部分SDN控制层标准化现状 3第三部分SDN数据层标准化进展 6第四部分SDN安全标准化探索 9第五部分SDN互操作性面临的挑战 12第六部分SDN互操作性认证机制 14第七部分SDN互操作性测试方法论 17第八部分SDN标准化与互操作性展望 20

第一部分SDN标准化背景与意义关键词关键要点【SDN标准化背景】:

1.传统网络架构的局限性:孤岛式网络、缺乏可编程性和灵活性。

2.SDN的兴起:通过将控制平面与数据平面分离,实现网络的可编程性和自动化。

3.标准化需求:确保不同厂商的SDN产品和解决方案之间的互操作性,促进SDN技术的广泛采用。

【SDN互操作性意义】:

SDN标准化背景

随着软件定义网络(SDN)技术的兴起,不同厂商的SDN控制器和应用程序之间缺乏互操作性成为制约其大规模部署的瓶颈。互操作性问题主要体现在:

*缺乏统一的接口:不同厂商的控制器和应用程序使用不同的接口,导致无法相互通信和协同工作。

*语义不一致:即使使用相同接口,不同厂商的设备也可能对协议消息中的字段有不同的理解,导致信息交换困难。

*功能差异:不同厂商的设备可能提供不同级别的功能,影响了系统的可扩展性和可管理性。

这些互操作性问题阻碍了SDN技术在企业和服务提供商中的广泛采用。因此,制定标准以实现SDN设备之间的互操作性变得至关重要。

SDN标准化的意义

SDN标准化具有以下重要意义:

*促进互操作性:标准化提供了统一的接口、语义和功能要求,确保不同厂商的设备能够相互通信和协同工作。

*降低成本:标准化设备可以简化网络部署和管理,降低运营成本。用户无需为不同厂商的设备购买专用适配器或软件。

*提高效率:标准化接口和语义使应用程序和服务能够快速开发和部署,提高了网络效率和敏捷性。

*推动创新:标准化提供了明确的技术规范,为创新者和开发人员创造了一个公平的竞争环境,促进SDN生态系统的增长。

*保障安全:标准化有助于提高SDN网络的安全性和可靠性,通过定义安全协议和最佳实践来防止威胁和漏洞。

*促进采用:明确的标准和互操作性保证为用户提供了信心,促进了SDN技术的广泛采用。

总之,SDN标准化对于克服互操作性挑战、提高效率和促进SDN技术的大规模部署至关重要。第二部分SDN控制层标准化现状关键词关键要点SDN控制层标准化现状

OpenFlow:

-定义了数据平面与控制平面之间的标准化接口,实现了数据转发流的动态可编程性。

-基于流表进行转发决策,支持多种匹配字段和动作,提供了对网络流量的精细控制。

-广泛应用于各种SDN网络中,为SDN控制器与交换机之间的通信提供了基础。

NetConf:

SDN控制层标准化现状

软件定义网络(SDN)控制层标准化对于实现多供应商互操作性和网络可编程性至关重要。目前,SDN控制层标准化工作主要由以下组织负责:

开放网络基金会(ONF)

*SDNOpenFlow协议:定义了SDN控制器和转发平面设备之间的南向接口,允许控制器动态配置和管理网络流。

*OpenFlowControllerDevelopmentKit(ODK):提供了开发和测试SDN控制器所需的软件工具和框架。

互联网工程任务组(IETF)

*NetworkConfigurationProtocol(NETCONF):定义了用于管理网络设备配置的远程过程调用(RPC)接口。

*Protocol-IndependentConfiguration(PIC)模型:提供了一个抽象层,使网络设备制造商能够独立于底层协议实现配置管理。

边缘计算开放标准(ECC)

*VOLTHA:一个开源项目,提供了一个用于管理虚拟化无线接入网络(vRAN)的SDN控制器框架。

南向接口(SBI)

SBI是SDN控制层和转发平面的边界。它由以下协议定义:

*OpenFlow:用于交换机和控制器之间的通信,采用请求-响应模式。

*P4Runtime:一种可编程接口,允许控制器配置可编程交换机和网络处理器。

*gRPC:一种现代RPC框架,用于微服务和分布式系统的通信。

控制器抽象北向接口(NBI)

NBI是SDN控制层和应用程序或网络管理系统之间的边界。它由以下协议定义:

*RESTfulAPI:一种基于HTTP的接口,用于创建、读取、更新和删除(CRUD)网络资源。

*NETCONF:一种基于XML的接口,用于配置和管理网络设备。

*YANG数据建模语言:一种用于定义网络设备配置模型和数据结构的语言。

互操作性测试与认证

为了确保SDN组件之间的互操作性,需要进行严格的测试和认证。以下组织提供了这些服务:

*ONF:提供OpenFlow认证程序,确保交换机和控制器符合OpenFlow标准。

*IETF:提供NETCONF和PIC互操作性测试。

*ECC:提供VOLTHA组件的互操作性测试。

标准化挑战

SDN控制层标准化仍然面临一些挑战,包括:

*协议碎片化:存在多个竞争性的NBI和SBI协议,导致供应商锁定和互操作性问题。

*安全考虑:需要解决SDN控制器和网络设备之间的安全通信和认证机制。

*可扩展性和性能:随着网络规模和复杂性的增加,需要解决SDN控制器的可扩展性和性能问题。

展望

SDN控制层标准化正在不断发展。预计未来几年会出现新的标准和协议,以应对互操作性、安全和性能方面的挑战。随着SDN技术的成熟,标准化将发挥关键作用,确保多供应商解决方案的广泛采用和网络创新。第三部分SDN数据层标准化进展关键词关键要点VXLAN封装

1.基于MAC虚拟化扩展局域网(VXLAN)是一种隧道封装机制,可将以太网帧封装在UDP报文内,通过网络传输。

2.VXLAN允许跨网络扩展L2域,简化网络管理和故障排除。

3.标准化的VXLAN封装协议(RFC7348)确保了互操作性,允许不同厂商的设备相互通信。

NVGRE封装

1.网络虚拟化通用路由封装(NVGRE)是一种类似于VXLAN的隧道封装机制,但也支持GRE协议。

2.NVGRE在隧道报文中包含额外的字段,提供对源和目的虚拟网络的识别。

3.标准化的NVGRE封装协议(RFC7637)促进了不同厂商设备的互操作性。

STT流传输隧道

1.流传输隧道(STT)是一种基于网络流的隧道机制,可用于封装和传输数据包。

2.STT支持灵活的流量管理和QoS控制,适用于各种网络应用场景。

3.标准化的STT协议(IETF草案)定义了封装格式和流传输机制,确保了不同厂商设备间的互操作性。

EVPN-VXLAN

1.以太网虚拟私人网络(EVPN)是一种基于MAC地址学习和路由的虚拟化技术,可提供L2和L3服务。

2.EVPN-VXLAN将EVPN控制平面与VXLAN数据平面相结合,扩展了EVPN的应用范围。

3.标准化的EVPN-VXLAN协议(RFC8033)定义了隧道封装和控制信息交换机制,确保了互操作性。

PBB-TE

1.提供者桥接桥接树扩展(PBB-TE)是一种基于PBB的隧道机制,可用于扩展L2域并提供QoS控制。

2.PBB-TE在PBB帧中包含额外的字段,提供对隧道和服务类型的识别。

3.标准化的PBB-TE协议(IEEE802.1Qay)定义了封装格式和隧道机制,确保了不同厂商设备间的互操作性。

SRv6

1.分段路由v6(SRv6)是一种网络协议,允许数据包根据指定的路由段进行路由。

2.SRv6与MPLS类似,但使用IPv6作为承载协议,支持更细粒度的流量工程和更灵活的网络控制。

3.标准化的SRv6协议(IETFRFC8980)定义了数据包封装格式和路由机制,确保了不同厂商设备间的互操作性。SDN数据层标准化进展

简介

数据层标准化对于实现SDN网络的互操作性至关重要。它确保了不同供应商的设备能够无缝协作,并向应用程序提供一致且可预测的行为。

以太网标准化

以太网是SDN数据层中最重要的协议。IEEE802.1Q标准化了虚拟局域网(VLAN),允许在物理网络上隔离通信域。IEEE802.1ad标准化了树形聚合(LAG),允许通过聚合多个物理链路来增加带宽。

IP标准化

互联网协议(IP)是网络层的主要协议。SDN数据层负责转发IP数据包。IETF标准化了IPv4和IPv6,并提供了对路由、寻址和流量管理的支持。

MPLS标准化

多协议标签交换(MPLS)是一种分组交换技术,在SDN数据层中用于创建虚拟网络和路由流量。IETF标准化了MPLS,包括标签分配协议(LDP)和资源预留协议(RSVP)。

VXLAN标准化

虚拟可扩展局域网(VXLAN)是一种封装协议,允许在物理网络上创建虚拟网络。VXLAN被IETF标准化,并支持VLAN和MPLS标签。

NVGre标准化

网络虚拟化隧道(NVGre)是一种封装协议,允许在物理网络上创建虚拟网络。NVGre被IETF标准化,并支持VLAN和IP-in-IP隧道。

GRE标准化

通用路由封装(GRE)是一种封装协议,允许在物理网络上创建虚拟网络。GRE被IETF标准化,并支持VLAN和IP隧道。

互操作性标准化

除了协议标准化之外,互操作性标准化对于SDN网络的成功至关重要。开放网络基金会(ONF)和其他组织正在开发标准,以确保不同供应商的设备能够无缝协作。

OpenFlow

OpenFlow是SDN数据层的标准控制协议。OpenFlow允许SDN控制器配置和管理网络设备。OpenFlow被ONF标准化,并在大多数SDN交换机中得到支持。

Netconf

网络配置协议(Netconf)是一种基于XML的协议,用于配置和管理网络设备。Netconf被IETF标准化,并提供了对远程配置、状态数据检索和事件通知的支持。

YANG

样例数据模型(YANG)是一种建模语言,用于定义网络设备的数据模型。YANG被IETF标准化,并提供了对网络配置、状态数据和元数据建模的支持。

结论

数据层标准化和互操作性对于实现SDN网络的成功至关重要。正在进行的标准化工作确保了不同供应商的设备能够无缝协作,并向应用程序提供一致且可预测的行为。随着SDN网络的不断部署,对标准化工作的需求将会持续增长。第四部分SDN安全标准化探索SDN安全标准化探索

1.概述

随着软件定义网络(SDN)的广泛应用,其安全性也变得至关重要。为确保SDN的可靠性和弹性,业界正在积极探索安全标准化。本文将深入探讨SDN安全标准化研究中涉及的关键领域。

2.身份管理和访问控制

*IEEE802.1X:以太网接入控制标准,用于基于端口的网络访问控制。

*RADIUS:用于远程认证拨号用户服务的协议,在SDN中用于用户身份验证。

*TACACS+:终端接入控制器访问控制系统,一种基于命令的协议,用于SDN设备的授权和审计。

3.数据加密和保护

*IPsec:互联网协议安全协议,用于加密和认证IP数据包。

*TLS/SSL:传输层安全/安全套接层,用于保护Web流量和控制平面通信。

*OpenFlow安全特性:SDN控制器和交换机之间的通信加密,防止窃听和篡改。

4.网络分割和隔离

*VLAN:虚拟局域网,将网络逻辑上划分为多个隔离域。

*VXLAN:虚拟可扩展局域网,在二层网络中创建虚拟隧道,实现跨网络隔离。

*NSX微分段:VMware的解决方案,在虚拟化环境中提供基于策略的微分段和网络隔离。

5.入侵检测和防范

*IDS/IPS:入侵检测系统/入侵防御系统,监控网络流量并检测/阻止恶意活动。

*OpenFlow可编程性:允许开发人员利用SDN控制器在网络中实现自定义入侵检测和防范策略。

*SDN-based威胁情报共享:促进SDN设备之间威胁情报的实时共享,以提高威胁检测和响应效率。

6.漏洞管理和补丁

*通用漏洞评分系统(CVSS):用于评估漏洞严重性的标准化框架。

*可扩展验证框架(EVF):用于验证SDN设备安全配置的自动化框架。

*SDN设备固件管理:标准化固件更新和补丁程序分发流程,以及时修复安全漏洞。

7.安全审计和取证

*SDN控制日志格式:定义了SDN控制器的日志记录格式,以促进安全事件的调查。

*安全信息和事件管理(SIEM):集中收集和分析SDN事件和日志数据,以检测安全威胁和违规行为。

*取证工具和技术:专门为SDN环境设计的取证工具,以协助调查安全事件和收集证据。

8.标准化组织的参与

多个标准化组织参与了SDN安全标准化:

*IETF:互联网工程任务组,开发IPsec和RADIUS标准。

*IEEE:电气和电子工程师学会,开发IEEE802.1X标准。

*OpenNetworkingFoundation(ONF):致力于促进SDN技术互操作性,制定SDN安全最佳实践。

*OpenFlow工作组:开发和维护OpenFlow协议,包括安全特性。

9.挑战和未来方向

SDN安全标准化仍面临一些挑战:

*碎片化:不同的供应商和解决方案采用不同的安全机制,导致互操作性问题。

*复杂性:SDN的编程和可配置性增加了安全配置和管理的复杂性。

*威胁演变:网络威胁不断演变,需要持续更新和扩展安全标准。

未来的研究方向包括:

*完善现有标准,确保互操作性和安全性。

*开发新的安全措施,应对新兴的威胁。

*简化安全配置和管理,降低网络管理负担。

*促进供应商合作,建立一个一致且安全的SDN生态系统。第五部分SDN互操作性面临的挑战关键词关键要点主题名称:技术复杂性的差异

1.SDN控制器和应用程序的开发缺乏统一的标准,导致了不同厂商解决方案之间的互操作性问题。

2.控制器与交换机之间的通信协议和数据模型尚未标准化,阻碍了不同厂商设备之间的无缝集成。

3.SDN网络中数据平面元素(如OpenFlow交换机)的多样性增加了互操作性挑战。

主题名称:标准制定中的碎片化

SDN互操作性面临的挑战

软件定义网络(SDN)作为一种新型网络架构,旨在通过软件来控制和管理网络设备,实现了网络的灵活性和可编程性。然而,SDN互操作性一直是一个重大挑战,阻碍了SDN的广泛部署。

#缺乏标准化

SDN缺乏统一的标准,导致不同厂商的SDN控制器和设备难以协同工作。目前,存在多个相互竞争的SDN标准和规范,如OpenFlow、NETCONF和YANG,每种标准都具有不同的功能和限制。这种标准化的碎片化使得在异构SDN环境中实现互操作性变得困难。

#控制平面与数据平面的分离

SDN采用了控制平面与数据平面的分离架构,其中控制器负责网络控制,而交换机和路由器等数据平面设备负责转发数据。这种分离增加了互操作性的复杂性,因为控制器和数据平面设备必须协同工作才能有效传递指令。

#供应商锁定

SDN市场由少数主要供应商主导,导致供应商锁定。这使得企业难以在不同供应商之间自由切换,因为他们依赖特定供应商的产品来确保互操作性。供应商锁定阻碍了竞争,限制了创新,并增加了采用SDN的成本。

#安全问题

SDN控制平面集中控制了网络,使其容易受到攻击。如果控制器被攻破,攻击者可以控制整个网络。此外,SDN中缺乏标准化的安全协议和机制增加了互操作性的复杂性,使得在异构SDN环境中实现安全通信变得困难。

#测试和验证

SDN互操作性的另一个挑战是缺乏有效的测试和验证方法。由于SDN的复杂性和可编程性,对异构SDN环境进行全面测试和验证非常困难。这使得企业难以确保不同供应商的产品和解决方案之间的互操作性。

#解决互操作性挑战的策略

为了解决SDN互操作性面临的挑战,已经提出了一些策略:

*建立统一的标准:制定统一的SDN标准和规范至关重要,以确保不同厂商的产品和解决方案之间的互操作性。

*促进开源合作:鼓励开源社区参与SDN标准的开发和实施,可以促进创新并降低供应商锁定。

*投资于测试和验证:开发有效的SDN互操作性测试和验证方法对于确保异构SDN环境的可靠性和安全性至关重要。

*推动供应商认证计划:鼓励供应商通过第三方认证计划来验证其产品的互操作性,可以为企业提供额外的信心。

*促进开放生态系统:构建一个开放的SDN生态系统,允许不同供应商协作和集成,可以促进互操作性并推动创新。

通过解决互操作性挑战,SDN可以充分发挥其潜力,提高网络灵活性和自动化程度,并为企业提供创新和成本效益的解决方案。第六部分SDN互操作性认证机制关键词关键要点【SDN互操作性认证机制】

1.SDN互操作性认证机制对于确保不同厂商的SDN设备能够顺利协同工作至关重要。

2.常见的认证机制包括OpenFlow认证、ONOS认证和OpenDaylight认证。这些认证机制提供了统一的框架,用于验证设备的身份并确保其符合规定的安全标准。

3.通过实施这些认证机制,网络运营商可以确信来自不同供应商的SDN设备兼容且可互操作,从而减少了部署和管理复杂性,并提高了网络可扩展性和可靠性。

【可扩展性和灵活性】

SDN互操作性认证机制

简介

SDN互操作性认证机制是确保不同SDN控制器和设备之间无缝通信和互操作性的关键机制。通过建立一个标准化的框架,该机制允许供应商验证其产品的兼容性并确保与其他符合标准的组件协同工作。

认证流程

SDN互操作性认证流程通常涉及以下步骤:

1.设备注册:供应商将新设备注册到认证机构。

2.功能验证:认证机构对设备进行一系列测试,以验证其符合SDN标准和规范。

3.安全评估:认证机构评估设备的安全特性,以确保其符合行业最佳实践。

4.认证颁发:如果设备通过所有测试,认证机构将颁发认证,表明其符合SDN互操作性标准。

5.持续监控:认证机构对认证设备进行持续监控,以确保其继续符合标准。

认证机构

有几个组织负责SDN互操作性认证,包括:

*OpenNetworkingFoundation(ONF):ONF是领先的SDN标准化组织,提供NSM(网络设备管理器)认证。

*SDNInteroperabilityLab(SDNIL):SDNIL是一个由多家行业参与者组成的联盟,提供SDN设备的互操作性测试和认证。

*ETSI(欧洲电信标准协会):ETSI开发了NFV-CERT(网络功能虚拟化认证),其中包括SDN认证。

*IEEE(电气和电子工程师协会):IEEE发布了802.1aq(边缘到云(E2C)SDN桥接)标准,其中定义了SDN认证要求。

认证的重要性

SDN互操作性认证至关重要,因为它提供了以下好处:

*确保跨供应商互操作性:认证确保不同供应商的设备可以无缝通信和协作。

*减少部署时间和成本:通过验证兼容性,认证简化了部署并节省了时间和成本。

*提高可靠性和可用性:认证设备经过验证,可以可靠地运行并保持高可用性。

*增强安全性:认证确保设备符合安全标准,降低安全风险。

*促进创新:认证建立了一个公平的竞争环境,鼓励供应商开发和创新新的SDN解决方案。

挑战

SDN互操作性认证面临着一些挑战,包括:

*标准演进:SDN标准仍在发展,这可能导致认证要求的变化。

*多供应商环境:不同的供应商可能实现SDN标准的方式不同,这可能导致互操作性问题。

*设备复杂性:SDN设备可能很复杂,这使得测试和认证变得困难。

*安全考虑:认证需要考虑网络安全,以防止认证设备成为攻击目标。

趋势

SDN互操作性认证领域正在不断发展,出现的一些趋势包括:

*自动化认证:自动化工具正在开发,以简化认证流程并减少人工干预。

*基于云的认证:基于云的平台正在提供认证服务,使供应商能够远程对其设备进行认证。

*人工智能(AI)的集成:AI正在被探索用于提高认证过程的效率和准确性。

*注重安全:认证机构正在加强对认证设备的安全要求以解决不断增长的网络威胁。

结论

SDN互操作性认证机制是确保SDN网络无缝通信和互操作性的关键因素。通过建立一个标准化的框架,该机制促进供应商之间的公平竞争,简化部署,提高可靠性,并增强安全性。随着SDN标准和技术的不断发展,互操作性认证将继续成为SDN生态系统中至关重要的一部分。第七部分SDN互操作性测试方法论关键词关键要点【SDN控制器互操作性测试方法论】

1.测试场景定义:根据SDN控制器规范和实际网络需求,设计和制定全面的互操作性测试场景,涵盖控制平面和数据平面的关键功能。

2.测试工具选择:采用符合行业标准和业界认可的测试工具,如OpenFlowTestConsortium(OFTC)的ONOS和STRATUS,以及Ixia的IxLoad和IxVerify。

3.自动化测试执行:采用自动化测试框架,实现测试场景的自动化执行,提高测试效率和覆盖范围,并减少人为错误。

【SDN交换机互操作性测试方法论】

SDN互操作性测试方法论

为了确保SDN设备和应用程序之间的互操作性,制定了全面的测试方法论。此方法论包括以下关键组件:

1.测试用例开发

*基于SDN标准和规范(例如OpenFlow)开发全面的测试用例集。

*涵盖各种SDN设备类型(例如控制器、交换机、主机)和用例(例如流表安装、拓扑发现)。

2.测试平台设置

*建立一个可控的测试环境,其中包含各种SDN设备和应用程序。

*确保环境隔离,以防止外部干扰。

3.自动化测试执行

*使用自动化工具和框架执行测试用例。

*自动化有助于加快测试过程,并确保一致性。

4.测试结果分析

*监测和收集测试结果,包括通过/失败指标、性能指标和错误日志。

*分析结果以识别互操作性问题和性能瓶颈。

5.故障排除和修复

*根据测试结果,进行故障排除和修复。

*与设备供应商合作解决互操作性问题。

SDN互操作性认证计划

为了促进互操作性,还建立了认证计划。这些计划提供一个独立的框架,以验证SDN设备的互操作性合规性。主要认证计划包括:

*开放网络基金会(ONF)互操作性认证计划:该计划认证与OpenFlow标准兼容的设备和应用程序。

*SDN互操作性联盟(SDNIA):该联盟定义互操作性测试用例和程序,并提供认证。

*ETSINFV互操作性测试(NFV-IOT):该计划认证网络功能虚拟化(NFV)解决方案的互操作性。

SDN互操作性挑战

尽管有这些测试方法论和认证计划,SDN互操作性仍然面临挑战,包括:

*标准的碎片化:存在多种SDN标准和协议,这可能会导致兼容性问题。

*设备实现差异:来自不同供应商的设备可能以不同的方式实现标准,导致互操作性问题。

*测试用例覆盖范围:测试用例可能无法涵盖所有可能的交互和用例,这可能会导致未检测到的互操作性问题。

结论

通过采用全面的SDN互操作性测试方法论和认证计划,可以提高SDN设备和应用程序之间的互操作性。然而,仍然需要注意标准碎片化和设备实现差异等挑战。持续的协作和创新对于克服这些挑战并确保SDN互操作性的未来发展至关重要。第八部分SDN标准化与互操作性展望关键词关键要点SDN标准化与互操作性展望

主题名称:标准化组织的作用

1.标准化组织在促进SDN标准化中发挥至关重要的作用,如OpenNetworkingFoundation(ONF)、IEEE和InternetEngineeringTaskForce(IETF)。

2.这些组织负责制定技术标准,定义协议、接口和功能,以确保设备和解决方案之间的互操作性。

3.标准化组织之间的合作对于避免碎片化和促进行业发展至关重要。

主题名称:开放源码社区的贡献

SDN标准化与互操作性展望

随着软件定义网络(SDN)的采用不断提高,标准化和互操作性已成为至关重要的考虑因素。标准化确保了来自不同供应商的不同设备之间的互操作性,而互操作性则允许在不同SDN环境中交换和利用应用程序和服务。

标准化工作

多个组织正在制定SDN标准,包括:

*OpenNetworkingFoundation(ONF):专注于开放的SDN控制平面API和协议。

*InstituteofElectricalandElectronicsEngineers(IEEE):开发基于组的策略和SDN框架。

*InternationalTelecommunicationUnion(ITU):定义SDN架构、组件和接口。

这些组织制定了几个关键的SDN标准,包括:

*OpenFlow:一种开放的控制平面协议,用于在SDN控制器和交换机之间通信。

*NetConf:一种配置管理协议,用于配置和监视SDN设备。

*YANG:一种数据建模语言,用于定义和共享网络配置数据。

互操作性举措

除了标准化之外,还有多项举措旨在促进SDN互操作性:

*OpenDaylight:一个开源SDN控制器,实现了多个SDN标准。

*OpenComputeProject(OCP):一个针对SDN硬件和软件的开源项目。

*SDNPlugtests:一个行业驱动的计划,旨在测试和验证SDN设备的互操作性。

展望

SDN标准化和互操作性不断发展。未来,我们预计以下趋势:

*更广泛的标准化:随着SD

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