YDT 4459-2023基于SDN-NFV智能通信网络 随愿网络总体技术架构及技术要求

ICS35.110b

ICSM11

YD

中华人民共和国通信行业标准

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基于SDN/NFV智能通信网络随愿网络

总体技术架构及技术要求

GeneralArchitectureandTechnicalRequirementsofIntent-basednetwork

forSDN/NFVIntelligentNetwork

（报批稿）

××××-××-××发布××××-××-××实施

中华人民共和国信息产业部发布

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前言

本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化公文的结构和起草规则》给出的规

则起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

本文件由中国通信标准化协会提出并归口。

本文件起草单位：中国电信集团公司、华为技术有限公司、中兴通讯公司、北京邮电大学、东北大

学、中通服咨询设计研究院有限公司、广东南方电信规划咨询设计院有限公司。

本文件主要起草人：孙琼、张鑫、刘树成、孟伟、谢坤、李福亮、冯小芳、罗成。

II

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基于SDN/NFV智能通信网络随愿网络总体技术架构及技术要求

1范围

本文件规定了基于SDN/NFV智能通信网络随愿网络的总体网络架构、功能模块描述、接

口描述和网络能力要求。

本文件用于基于SDN/NFV的智能通信网络的优化。

2规范性引用文件

本文件没有规范性引用文件。

3术语、定义和缩略语

3.1术语和定义

本文件没有需要界定的术语和定义。

3.2缩略语

下列缩略语适用于本文件。

AP接入点AccessPoint

QoS服务质量QualityofService

NLP自然语言处理NaturalLanguageProcessing

NFV网络功能虚拟化NetworkFunctionsVirtualization

GUI图形用户界面GraphicalUserInterface

SDN软件定义网络SoftwareDefinedNetwork

AI人工智能ArtificialIntelligence

CLI命令行界面CommandLineInterface

SDO标准开发组织StandardsDevelopmentOrganization

VPN虚拟私有网络VirtualPrivateNetwork

CDN内容分发网络ContentDeliveryNetwork

IDC互联网数据中心InternetDataCenter

IPTV网路协议电视InternetProtocolTelevision

IPRAN无线接入网IP化IPRadioAccessNetwork

PON无源光纤网络PassiveOpticalNetwork

SD-WAN软件定义的广域网Software-DefinedWideAreaNetwork

MPLSVPN多协议标记交换虚拟专网Multi-ProtocolLabelSwitchingVirtualPrivateNetwork

NM/NC网络管理器/控制器NetworkManager/Controller

NE网元设备NetworkElement

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4随愿网络概述

为了支持业务的敏捷性，网络需从一个静态资源系统演变成为一个能满足商业目标的

动态系统，意愿驱动网络应运而生。意愿驱动网络是一种全新的组网模型，该模型中定义了

意愿，以及如何将意愿转译为相应的网络策略下发到实际网络中，并能够持续监控网络状态

信息，判断用户意愿是否实现。如果检测到意愿没有实现，则系统将通过人工智能和自动化

技术对用户意愿进行重新转译，最大程度满足用户的意愿。

随着SDN的提出与发展以及人工智能技术的不断成熟，网络自动化程度逐渐提高，意

愿驱动网络自然地演变产生。意愿驱动网络的实现步骤为：意愿的获取、意愿的转译、策略

的验证、意愿的下发与执行以及实时的反馈。其中意愿的获取和意愿的转译工作涉及到自然

语言解析识别以及AI智能策略选取等技术，策略的验证涉及到网络自动化验证和形式化验

证的方法，而策略的下发可通过OpenFlow协议、P4数据平面编程语言或者其他相关的技术

来实现，最后需要实时地感知网络状态并分析意愿是否成功实现。

意愿驱动网络可概括为一种在掌握网络全局状态的条件下，基于人类业务意愿去自动

搭建和操作的闭环网络架构。根据意愿驱动网络的定义，意愿驱动网络中涵盖几个关键步骤，

首先是能够获取到用户所提出的网络需求即意愿，将接收到的意愿转译成网络策略，并能根

据当前网络的状态验证策略的可执行性，之后将通过验证的策略下发到实际网络中，此外，

系统还要实时地监控网络状态，确保用户意愿正确实现，并将结果反馈给用户。

意愿驱动网络生命周期如下：

——意愿的获取

意愿是指用户希望网络达到的某种情形、状态。意愿是意愿驱动网络的驱动核心，网络

在其整个生命周期都围绕着意愿运行。意愿的获取是意愿驱动网络的前提，用户表明他们需

要的网络结果，不用描述实现这个结果的过程，意愿驱动网络可自动化地完成配置的编排。

目前，意愿的输入形式可以是自然语言或者其他相关GUI形式。总得来说，意愿输入的抽

象级别决定了意愿驱动网络实现的困难程度，随着技术的不断发展，用户输入的抽象级别可

以越来越高，从而实现更全面自治的网络。

——意愿的转译及策略验证

意愿的转译工作是意愿驱动网络的核心之一。用户输入的意愿抽象级别高，相关设备无

法理解，但是网络仍然需要逐条的策略命令进行配置，这时就需要意愿驱动网络对用户的意

愿进行解析并翻译为具体的网络配置命令，这就是意愿的转译过程。然而，通过转译得到的

策略还不能直接下发到实际网络，为确保意愿驱动网络运行的安全性和流畅性，需要对策略

进行验证。目前，对策略的验证主要从策略的冲突、策略的完备性以及策略所需资源的可用

性几个方面进行考虑。

——策略下发与执行

在策略通过验证后，意愿驱动网络将自动地把策略下发到相关网络元素中，并在实际网

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络中执行，此过程需要对网络进行全局的控制，以实现从一个单点集中式的意愿需求到分布

式全局网络配置的转换。

——优化与调整

由于网络的状态会随着不同的网络策略的实现而不断变化，用户的意愿也可能在这个

变化过程中出现偏差，从而导致用户意愿与网络转发行为不一致的问题。此时，需要意愿驱

动网络能够自动地根据期望达到的状态以及当前的网络状态对策略进行适当的优化与调整，

保证意愿需求始终得到满足。

——结果反馈

意愿驱动网络在获取意愿后的整个执行过程中，都无需人的参与，仅在意愿执行之后实

时地向用户反馈运行结果，如果正确运行意愿，则向用户反馈正确运行的提示，反之则通知

用户该意愿在当前网络环境下无法实现，需要用户重新输入意愿。

5随愿网络应用场景

5.1应用分类

随愿网络，简而言之就是通过人工智能技术或智能软件将人类业务意愿转换为对指定

基础设施的配置信息，从而实现网络整体闭环的目标。基于已有的网络和业务，可将随愿网

络的应用场景分成两类：一类是将意愿应用在已有的网络架构中，即运营商网络下的应用；

另一类将意愿应用在客户网络中，即面向客户网的应用。

5.2运营商网络下的应用

5.2.1应用场景分类

网络主要可以分为骨干网、城域网和数据中心：

——骨干网

主要用于传输数据，将各个城域网互联，同时与国际互联网对接，实现国内国际流量互

通。由于骨干网主要负责承载高质量VPN流量、为重点客户在某些流量高峰时段提供可靠

的服务保障。这就需要通过随愿网络来实时监控网络状态信息，预测网络未来状态，及时预

留相应带宽等资源。

——城域网

主要承接客户的业务接入，将其连接到骨干网，实现上网或企业互联等业务。家庭宽带

业务需要上门提供服务，并人工调整客户所购买的带宽。通过随愿网络可以实现一键开通，

按需随选调整带宽，加快业务开通变更时间，提高用户体验。还可通过随愿网络，合理在边

缘设置内容分配服务节点，为家庭客户提供更好的IPTV体验。

——数据中心

主要用于资源存储，其东西向流量较大。目前城域网主要承载家庭宽带、IPTV等业务。

数据中心提供的业务主要面向数据中心相关服务器、网络设备的自动化告警关联、故障预警

等。鉴于数据中心承载了用户大量的用户业务与数据，一旦出现服务器、网络设备等故障对

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用户业务将会产生较大的影响。因此可以通过随愿网络关联故障信息、告警信息，并针对不

同的业务提前提供相关的预警关联手段。

5.2.2面向骨干网的应用场景

在该场景下，随愿网络的执行过程如下：

a)意愿的获取：客户提出在某些流量高峰时段提供可靠的服务保障，提出需要保障的

应用以及具体服务保障要求的等级。

b)转译及验证：通过转译模块将客户需求转换为具体的网络指标，包括带宽、时延、

抖动等。

c)下发与执行：统筹计算网络的状态信息，包括网络各链路的带宽、时延、抖动相关

情况，并将流量的路径信息下发至控制器、网络设备，为特定的流量选择不同的传

输路径。

d)优化与调整：系统实时采集网络的状态信息，当网络的状态信息发生改变、无法满

足客户的服务保障要求时，系统重新计算流量的路径信息，重新预测流量调整后的

网络状态，并下发新的路径执行，引导相关流量进入到新的路径。

e)结果的反馈：系统实时将相关的网络状态及客户状态收集反馈，跟踪其状态表的实

时信息。

具体用例：阿里的淘宝平台在双十一期间为了满足大量的用户都能访问他们的网站，相

比于其他的应用平台，需要更多的带宽和资源才能够正常的运行。客户提出在双十一期间流

量高峰时段提供可靠的服务保障，运营商可以通过预留带宽、扩容等方式，保障重点客户的

服务质量以及网络通信质量。意愿获取：随愿网络通过用户获取意愿，如在双十一期间能够

正常访问淘宝平台的意愿，不会出现网络拥堵状态。意愿转译：意愿转译模块根据用户的意

愿，将其转换成网络指标，如带宽，延迟和抖动，为了达到正常访问淘宝平台的需求，随愿

网络在双十一期间给淘宝平台分配更多的带宽和资源。意愿执行：根据随愿网络做出的策略，

下发到相应的设备。意愿反馈：根据意愿执行的结果进行反馈，如策略执行后，网络是否能

够达到所需的要求，用户是否能够畅通无阻的访问淘宝平台。随着双十一过后，相应的意愿

也会自动消退。但是此时还需要持续的监控整个网络状态，当下一次网络再次发生拥堵时，

系统根据计算的网络路径，再次下发配置。

5.2.3面向城域网的应用场景

在该场景下，随愿网络的执行过程如下：

a)意愿的获取：用户将希望订购的业务种类输入至系统，并明确业务的期望服务质量

（例如，金等级为始终保持高质量和高带宽，当4k/8k视频自动扩宽网络带宽；银

等级为仅保持高清视频的服务质量，不保障4k/8k视频的服务质量；铜等级为一般

服务等级质量）

b)转译及验证：意愿通过转译模块将客户需求转换为具体的网络指标，包括带宽、时

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延、抖动等，并根据用户的业务需求匹配到不同的业务应用中。

c)下发与执行：网络指标及业务应用指标下发至城域网、内容服务节点、调度节点等，

根据业务需求和网络指标需求下发相应的带宽、QoS参数信息。

d)优化与调整：当用户播放4k/8k视频时，网络自动识别用户播放的视频码率，为金

等级客户自动调整带宽保障相应的服务质量。

e)结果的反馈：为用户实时测量QoE，反馈用户的业务服务质量。

具体用例：天翼高清产品端到端故障检测。主要地市构建广电高清信号业务平台，客户

端利用天翼机顶盒，通过地市和省中心承载网访问省地市两级CDN和广电信号平台IDC中

的直播和点播视频。意愿获取：随愿网络通过用户获取意愿，如当客户的视频业务出现卡顿、

中断、连接错误等情况时，实现端到端故障快速检测的功能。意愿转译：获取用户的意愿后，

意愿转译模块根据用户的意愿，将其转换成相应策略，对高清业务通信链路的故障来源进行

分类排查，如：承载网络隐患、网元类设备隐患、机房及动环隐患、网信安全隐患、IT主机

设备隐患、高清业务特有隐患等，并根据网络的整理监控对故障设备做到精准定位。意愿执

行：根据转译模块做出的决策，意愿执行模块将对应的策略下发到相应的设备。如检测某类

故障源路径上的流量，根据对故障设备的定位进行自动化排障。意愿反馈：对意愿执行的结

果进行反馈，检查统计结果，异常数据单独展示，可展开详细信息。

5.2.4面向数据中心的应用场景

在该场景下，随愿网络的执行过程如下：

a)意愿的获取：网络运维人员将数据中心的运维要求输入至随愿网络的相关系统。

b)转译及验证：通过转译模块将客户需求转换为具体的网络指标，包括链路故障率、

服务器故障率、设备故障率等，并匹配数据中心所承载的不同业务要求。

c)下发与执行：网络指标及业务应用指标下发至系统要求。

d)优化与调整：实时监控数据中心的告警、流量等信息，等调用相关的AI算法，当

系统出现可能的故障时，及时进行预警，启动备份预案。

e)结果的反馈：将结果反馈给网络运维人员

具体用例：数据中心服务器的网络运维业务，主要面向数据中心的服务器和网络设备进

行告警故障诊断和预警关联。用户意愿：对服务器和设备进行运维，实现对当前设备进行故

障快速检测和告警关联。意愿转译：获取用户的意愿后，意愿转译模块首先根据对网络的监

控信息对整个网络状态有一定的了解，然后做出相应的策略，如：通过一定的方法获取不同

路径上的流量、根据网络的整体监控对故障设备做到精准定位。意愿执行：根据转译模块做

出的决策，意愿执行模块将对应的策略下发到相应的设备。如计算一条路径的流量，根据对

故障设备的定位进行自动化排障。意愿反馈：对意愿执行的结果进行反馈，如故障排除后，

通过一定的判断标准来判断故障修理的结果是否符合预期，并做下一步处理。

5.3面向客户网络的应用

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目前用户开通VPN业务时间较长，需要近一个月时间，给用户分配相应带宽需要人工

调整。通过随愿网络，可以实现端到端一键开通，加快业务开通变更时间，根据用户需求，

在业务门户网站上输入相应带宽，即刻下发配置信息，自动调整网络整体状态，提高网络利

用率。

在该场景下，随愿网络的执行过程如下：

a)意愿的获取：客户将VPN业务的需求输入至系统中，包括站点的拓扑、数量、站

点位置、是否入云等，以及站点互联的服务质量。

b)转译及验证：意愿通过转译模块将客户需求转换为网络连接要求，例如是否采用IP

RAN、PON接入、SD-WAN、4G/5G等接入方式，骨干网是否采用有保障的MPLS

VPN、或者采用无保障的IP骨干网，并确定用户传输的服务等级。

c)下发与执行：业务开通及网络配置要求下发至端到端网络。

d)优化与调整：随愿网络实时监测网络的流量及状态情况，当网络的服务质量难以满

足业务需求时，可通过实时计算新的路径（如低时延路径）来满足用户的需求，并

将要求下发至网络中。

e)结果的反馈：网络将服务质量情况反馈给用户。

具体用例：客户的网络管理员表达了网络意愿：“要求节点A到节点B增加一条VPN

路由，路径最小带宽为Kmbps”。首先，意愿转译模块将该意愿进行分解，涉及到对意愿的

理解和拆分；第二步是将意愿转换，在节点A和B之间进行路由规划和计算，设计和选择

一条符合要求的最佳路径，并且需要考虑节点A和B之间的网络拓扑的标准技术;第三步，

根据路由计算结果，确定了最佳路径，就将该路由和下一跳配置传送到相应的网络节点，进

行数据传输。

6随愿网络总体架构及功能

6.1框架概览

随愿网络架构的目标架构分为意愿编排层（下文简称为意愿层）、控制层和转发层。意

愿编排层包含4个关键运作步骤（“意愿收集”–“意愿转换”–“意愿与配置验证”

–“决策与优化补救”），配合控制层的配置下发与网络状态采集共同实现完整的闭环运作

流程。

基于意愿的网络目标架构如图1所示：

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图1基于意愿的智能型通信网络架构模型

在基于意愿的智能型通信网络的架构中，意愿需求可能来自运营商、用户甚至直接来自

上层应用本身，网络中的不同角色或身份导致意愿需求所涉及的抽象层级也会不同。在本框

架中，“用户”一词代表所有提出意愿需求的个体，包括运营商、网络管理员、网络用户或

网络应用等。意愿层负责处理上层业务输入的用户意愿，通过意图管理模块映射出合理的配

置或策略，验证其配置的可执行性，在验证了当前策略在当前网络中实际执行后，验证模块

反馈成功信息给转换模块，由转换模块直接将配置交付给控制层，进而通过控制层将配置下

发到转发层来完成配置的具体执行与网络状态反馈。

由于意愿层的验证模块还有对已经实施的配置进行有效性验证的任务，转发层实时反

馈的状态信息还会向上传递给控制层，在经由控制层将全局的网络状态信息交给意愿层，从

而对策略的有效性进行重复验证与编排，以保证用户意愿得到了有效地处理与实现。

在基于意愿的网络中，用户意愿不与控制层直接交互，而是通过意愿层间接地进行双向

的信息下发与反馈，因此控制层和转发层的接口都需要引入支持随愿网络技术的协议。

6.2能力要求

6.2.1意愿层要求

意愿编排层负责对业务输入的用户意愿进行精细化的分析，并制定合理的策略下发到

控制层。意愿编排层和控制层相连，使得业务需求不需要直接和控制层直接沟通。

意愿编排层首先要掌握实时的全局的网络状态信息，并基于用户意愿的分析结果，判断

意愿是否合理，若合理还需制定相应的配置，包括如何管理、保护、优化网络资源等。

意愿编排层应支持(但不限于)以下能力：

——意愿分析和转译能力，包括对用户输入的意愿进行精细化分析，并验证其是否合理。

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基于实时的网络状态和分析的结果制定相应的配置，包括如何管理、保护、优化网络资源。

当后续收到验证模块的负面反馈时，还能够进行配置的动态调整与重新制定。

——处理结果上报能力，包括将意愿的处理结果、配置的执行结果以及网络状态的变化

反馈给用户，使得用户知晓。

——配置验证能力，包括配置的可执行性验证和有效性验证。前者目的在于判断映射出

的策略是否合理，是否可以在实际的网络环境下执行；后者是在策略已经执行后，验证其是

否满足了用户意愿，达到了预期效果，并将验证结果反馈给用户。

——网络状态信息存储能力，依托策略库来存储下层传递的实时信息，以便意愿分析转

译模块，验证模块或决策模块基于实时信息做出响应。

——与控制层通信等能力。

6.2.2控制层要求

控制层需要协助意愿层进行配置的控制与下发，进行网络状态的实时收集与反馈。从实

现的角度来讲，每一个能力都可以由一个单独的设备来实现，每一个单独的设备都可以完成

控制层的能力。

控制层向上与意愿编排层相连，需要加入与意愿层进行交互的配置下发接口与信息反

馈接口，通过意愿层将智能型通信网络的能力提供给用户。控制层向下与转发层相连，负责

控制和调整转发层的设备，来满足用户的意愿与需求。

控制层应支持以下（但不限于）以下能力：

——配置控制与下发的能力，包括接入控制、带宽管理、QoS等级、安全、能耗控制等

能力，能够支持与意愿编排层的开放接口，使得意愿层的配置顺利下发与调整；

——状态信息感知与反馈能力，对于基础转发层、虚拟网络的感知和控制。控制层应能

感知基础转发层的物理或者逻辑的拓扑结构、网络的流量、网络设备状态等信息，并将分析

结果向上提供给意愿编排层；

——当不同能力之间的策略不一致时，进行冲突管理，保持意图层、控制层和转发层之

间配置的一致性；

（4）在不同网络结构下对网络资源的协同编排。

6.2.3转发层要求

转发层能力包括配置执行能力、QoS和调度能力、性能监控能力和统计能力。

转发层应支持(但不限于)以下能力：

——配置执行能力。通过控制层与网络转发设备之间的控制协议接收配置控制功能的

结果，执行配置转发和处理，如标记、丢包、入QoS队列等；

——流量调度执行能力。转发层能够完成流量调度策略的执行，支持基于流的可编程调

度，通过流表的action操作中的output、Push-Tag/Pop-Tag、Set-Field来实现对不同流的转发

路径调度；

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——网络状态信息收集和上报能力。能够支持网络拓扑信息、网络流量信息、业务路径

的信息采集；

——和控制层通信的能力；

——在转发应用数据的同时，保持意愿层、控制层和转发层之间策略或配置的一致性。

6.3功能与模块

6.3.1意愿层

6.3.1.1意愿管理

接收到用户意愿之后，意愿编排层需要对这些意愿进行校验与分类，符合条件的意愿会

被进一步提交到意愿转换模块进行分析处理，不合格的意愿会由管理模块反馈给用户，以便

进一步的修改与调整。

在意愿需求的处理过程中，意愿层的模块并不只仅仅处理一次，而是在闭环中不断验证

和更新配置，以最终实现用户意愿需求，因此管理模块还需要调控意愿需求的生命周期。

此外，由于意愿需求来自不同身份的用户，它们包含的需求层次和抽象层次也不尽相同，

因此系统需要将不同的意愿进行分类。可以大致将意愿需求的抽象层次分为以下几个层级：

——设备级（Level0）：在传统网络中，设备的配置可能由网络管理员手动在设备上完

成，例如配置设备的访问控制列表（AccessControlList），以允许某个IP可以访问服务器的

某个端口；

——网络级（level1）：在部分自动化的网络中，网络管理员通常不会人工在具体的底

层设备上配置具体命令，而是通过控制器设置相应的网络权限设置，例如设置某个IP可以

通过某个访问点AP访问服务器的某个端口；

——抽象意愿层级1（level2）：在全面自动化的网络中，可以通过意愿需求的形式来完

成网络配置，但意愿需求要包含具体的细节，例如：设定“某个用户A可以从内网或外网访

问园区某个服务器的某项具体服务”；

——抽象意愿层级2（level3）：这一层级的网络可以自发地进行优化，在这一层级定义

的意愿比上一层级更加抽象，例如：某一特定群体的用户可以任意接入方式访问某个具体服

务；

——抽象意愿层级3（level4）：这一层级的网络属于部分自治网络，网络可以自动地决

策出更加合适的配置方案，意愿的表达形式也可以更抽象，例如“每一位用户都可以合适的

方式访问某个服务”；

——抽象意愿层级4（level5）：在意愿抽象模型的最高层级，网络可以达到完全自治，

随时随地根据实时的网络状态信息自动决策并自发优化，这一层级表达了对网络自主决定解

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决方案，永不故障的期望。

根据意愿需求的不同层次，配置也应被划为不同层次，因此管理模块需要将“意愿”-

“配置”的层次一一对应，分别处理和对待。

6.3.1.2意愿转换

转换模块需要对意愿进行分析处理，并基于策略库中的相应数据与分析结果来制定相

应的配置，并将结果输出到验证模块。若转换模块所作出的配置方案通过了验证模块的可执

行性验证，转换模块会收到来自验证模块的正面反馈，此时配置将由转换模块交由控制层进

行下发；管理模块还需处理来自决策模块的反馈信息，因为当配置的可执行性验证失败或所

达到的效果与预期不一致时，决策模块可能会通知管理模块以要求转换模块进行二次处理

（以得到优化或补救后的方案）。在意愿转译到配置的过程中，转换模块还可能与决策模块

进行信息交互，以借助决策模块的经验支持和AI辅助等优势获得更合理的配置决策并优化

自身的转译机制。其涉及的意愿不但包括智能型通信网络中提到的接入控制、带宽管理和

QoS等级，还包括安全、能耗控制等，使应用提供商和用户可以合理地按需调动资源和自助

服务。

在分析意愿需求等过程中，转换模块需要先将意愿需求包含的语义做转义和拆分，因为

用户发起的意愿需求往往是复杂且更加符合自然语言的，而为了方便后续处理，转换模块需

要按照特定的模型做转义和分解。在这一步可以借助人工智能（AI）领域对自然语言处理

（NLP）的方法与成果，训练AI智能体作为辅助，依托AI辅助模块的分析结果为转换模块

做参考。

6.3.1.3验证模块

验证模块有两个验证功能：一是配置的可执行性验证。在转译过程中得到的配置，需要

根据实时的网络状态验证其是否可以在实际的网络环境中执行，并反馈相关信息到决策模

块；二是有效性验证。当配置被实际执行后，网络状态会发生改变，此时需要验证该配置的

执行是否使得网络状态按照预期发生改变，也就是验证配置是否满足了用户意愿，达到了预

期效果，并将验证结果反馈决策模块，如果验证失败，则意味着意愿层需要再次进行“意愿

-配置”编排。

网络是动态变化的，因此网络验证应是实时不断的。验证模块负责监控网络中的全局信

息，特别是那些对意愿实现有影响的网络状态，验证模块需要快速反映监控信息给决策模块

以保证配置的执行不会造成冲突。

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6.3.1.4决策模块

决策模块负责网络状态与配置的整体把控，既要处理验证模块传递的数据，又要辅助转

换模块进行意愿转换。决策模块支持来自上层管理员的经验知识帮助决策，也可采用人工智

能来辅助决策。当用户意愿没有被实现或网络状态异常时，决策模块需要作出优化或补救措

施，并通知转换模块作出响应，再次进行意愿到配置的转译处理。

6.3.1.5策略库

关于策略库对意愿模型和策略模型的存储，需要考虑意愿模型与策略模型的不同层次

和这些数据在什么条件下会发生更新。策略库作为“意愿”-“配置”信息的数据库，应能与

意愿管理模块和转换模块交互，为管理模块提供意愿模型的相关数据，为转换模块提供“意

愿”-“配置”之间的映射关系，而根据用户的身份不同所提出的需求和抽象层次的不同，可

以对用户输入的意愿进行意愿分类，不同的意愿需求所涉及到的抽象层次也需要做一个等级

划分。对于策略库来说，储存“意愿”与“配置”之间的映射关系时要注意抽象层次一一对

应。

当转换模块借助策略库找到某个“意愿”-“配置”的映射关系已存在时，并不能直接

部署到转发层，而是要经过验证模块的可执行验证，在经由决策模块作出决策是否下发与部

署，因为配置的执行需要考虑实际的网络环境与状态。当管理模块或转换模块得到策略库中

没有的意愿模型或配置模型时，新的映射信息应该在意愿需求得到实现时由管理模块更新到

策略库中，以保证后续使用。

6.3.2控制层

控制层的主要功能如下：

——配置下发

在随愿网络中，配置下发是意愿层与控制层向下的接口，该接口基于现有的SDN/NFV

的体系架构中的相关协议标准进行制定。主要考虑意愿层输出的配置集合，进行配置控制和

进一步下发，保障配置可以顺利交付转发层而执行。配置下发模块需要根据有线接入或无线

接入、虚拟网络基础设施或物理网络设施等不同的网络结构进行进一步的精细化分配，实现

不同网络协同工作的能力。

——网络状态采集

控制层应能向下感知基础网络的物理或者逻辑的拓扑结构、网络的流量、网络设备状态

等信息，向上传递到意愿层，以协助意愿编排层制定合理的调度策略，更好的利用智能型通

信网络的能力。

6.3.3转发层

转发层的主要功能如下：

——配置执行

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配置执行功能基于SDN/NFV网元可以采用预先定义的规则和模板，也可以根据控制器

进行完全动态的配置下发：例如通过控制器与网络转发设备之间的控制协议接收配置控制功

能的结果，执行配置的转发和处理。

——网络状态感知

在基于意愿的智能型通信网络中，感知信息采集功能支持网络拓扑信息、网络流量信息、

业务路径的信息采集，并可通过动态协议实时地进行交互，特别是当配置被实际执行后，向

网络状态采集功能输出反馈信息，以便后续进行验证。

6.4接口描述

基于意愿的网络引进的新接口如图2所示：

图2基于意愿的智能型通信网络架构及接口

详细内容如下：

——接口①

按照随愿网络的闭环运转顺序，将意愿管理到意愿转换模块之间的接口定为接口①。管

理模块在收到用户或上层应用所提交的意愿请求时，需要通过此接口将意愿以确定的输入形

式传达给转换模块。

——接口②

在意愿编排层分析和转译用户意愿时，需要查询策略库中的相关数据，因此接口②（策

略库接口）是必不可少的。除此之外，当意愿层解析到了策略库所没有的“意愿”-“配置”

数据时，也可以将这些新数据保存在策略库中以备后续使用。

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——接口③

意愿转换模块输出的配置需要经过验证模块的验证，以判断配置是否可以正确的在实

际网络中执行，因此接口③指意愿转换模块与验证模块进行信息交互的接口。

——接口④

在验证模块对配置的可执行性与有效性进行验证之后，可能需要将信息反馈给决策模

块，以便决策模块可以对异常情况作出响应，因此验证模块负责将数据交付给决策模块的接

口为④决策验证接口。

——接口⑤

接口⑤是指决策模块与转换模块进行信息交互的接口。在转换模块进行意愿到配置的

过程中，可以借助决策模块的经验信息和AI辅助功能进一步做配置优化；在意愿转换完成

之后，若未能通过验证，接口⑤负责传达来自决策模块的反馈信息，以使转换模块对意愿进

行二次处理。

——接口⑥

接口⑥是指意愿编排层与控制层之间向下传递信息的接口。此接口负责将意愿层制定

的配置下发到控制层。意愿层到控制层之间的接口标准基于现有的SDN/NFV的体系架构中

的相关协议标准。

——接口⑦

在控制层除了配置下发，还需要一个向上传递网络状态的接口。接口⑦负责向意愿层上

报网络能力，实时反馈网络状态等信息以便验证模块的使用。控制层向意愿层进行交换的接

口均基于现有的SDN/NFV的体系架构中的相关协议标准。

——接口⑧

当配置在网络中实际执行后，如果网络状态达到了预期的效果，决策模块将向意愿管理

模块反馈正面信息，以通知意愿请求的处理完成；当网络状态出现异常或没有实现最初的意

愿目标时，决策模块将反馈信息到管理模块，更新意愿请求的生命周期标记。

_________________________________

15

YD/T××××—××××

目次

前言...............................................................................................................................II

1范围..............................................................................................................................................................3

2规范性引用文件..........................................................................................................................................3

3术语、定义和缩略语..................................................................................................................................3

3.1术语和定义.......................................................................................................................................3

3.2缩略语...............................................................................................................................................3

4随愿网络概述..............................................................................................................................................4

5随愿网络应用场景......................................................................................................................................5

6随愿网络总体架构及功能..........................................................................................................................8

6.1框架概览...........................................................................................................................................8

6.2能力要求...........................................................................................................................................9

6.2.1意愿层要求...........................................................................................................................9

6.2.2控制层要求.........................................................................................................................10

6.2.3转发层要求.........................................................................................................................10

6.3功能与模块.....................................................................................................................................11

6.3.1意愿层.................................................................................................................................11

6.3.2控制层.................................................................................................................................13

6.3.3转发层.................................................................................................................................13

6.4接口描述.........................................................................................................................................14

I

YD/T××××—××××

基于SDN/NFV智能通信网络随愿网络总体技术架构及技术要求

1范围

本文件规定了基于SDN/NFV智能通信网络随愿网络的总体网络架构、功能模块描述、接

口描述和网络能力要求。

本文件用于基于SDN/NFV的智能通信网络的优化。

2规范性引用文件

本文件没有规范性引用文件。

3术语、定义和缩略语

3.1术语和定义

本文件没有需要界定的术语和定义。

3.2缩略语

下列缩略语适用于本文件。

AP接入点AccessPoint

QoS服务质量QualityofService

NLP自然语言处理NaturalLanguageProcessing

NFV网络功能虚拟化NetworkFunctionsVirtualization

GUI图形用户界面GraphicalUserInterface

SDN软件定义网络SoftwareDefinedNetwork

AI人工智能ArtificialIntelligence

CLI命令行界面CommandLineInterface

SDO标准开发组织StandardsDevelopmentOrganization

VPN虚拟私有网络VirtualPrivateNetwork

CDN内容分发网络ContentDeliveryNetwork

IDC互联网数据中心InternetDataCenter

IPTV网路协议电视InternetProtocolTelevision

IPRAN无线接入网IP化IPRadioAccessNetwork

PON无源光纤网络PassiveOpticalNetwork

SD-WAN软件定义的广域网Software-DefinedWideAreaNetwork

MPLSVPN多协议标记交换虚拟专网Multi-ProtocolLabelSwitchingVirtualPrivateNetwork

NM/NC网络管理器/控制器NetworkManager/Controller

NE网元设备NetworkElement

3

YD/T××××—××××

4随愿网络概述

为了支持业务的敏捷性，网络需从一个静态资源系统演变成为一个能满足商业目标的

动态系统，意愿驱动网络应运而生。意愿驱动网络是一种全新的组网模型，该模型中定义了

意愿，以及如何将意愿转译为相应的网络策略下发到实际网络中，并能够持续监控网络状态

信息，判断用户意愿是否实现。如果检测到意愿没有实现，则系统将通过人工智能和自动化

技术对用户意愿进行重新转译，最大程度满足用户的意愿。

随着SDN的提出与发展以及人工智能技术的不断成熟，网络自动化程度逐渐提高，意

愿驱动网络自然地演变产生。意愿驱动网络的实现步骤为：意愿的获取、意愿的转译、策略

的验证、意愿的下发与执行以及实时的反馈。其中意愿的获取和意愿的转译工作涉及到自然

语言解析识别以及AI智能策略选取等技术，策略的验证涉及到网络自动化验证和形式化验

证的方法，而策略的下发可通过OpenFlow协议、P4数据平面编程语言或者其他相关的技术

来实现，最后需要实时地感知网络状态并分析意愿是否成功实现。

意愿驱动网络可概括为一种在掌握网络全局状态的条件下，基于人类业务意愿去自动

搭建和操作的闭环网络架构。根据意愿驱动网络的定义，意愿驱动网络中涵盖几个关键步骤，

首先是能够获取到用户所提出的网络需求即意愿，将接收到的意愿转译成网络策略，并能根

据当前网络的状态验证策略的可执行性，之后将通过验证的策略下发到实际网络中，此外，

系统还要实时地监控网络状态，确保用户意愿正确实现，并将结果反馈给用户。

意愿驱动网络生命周期如下：

——意愿的获取

意愿是指用户希望网络达到的某种情形、状态。意愿是意愿驱动网络的驱动核心，网络

在其整个生命周期都围绕着意愿运行。意愿的获取是意愿驱动网络的前提，用户表明他们需

要的网络结果，不用描述实现这个结果的过程，意愿驱动网络可自动化地完成配置的编排。

目前，意愿的输入形式可以是自然语言或者其他相关GUI形式。总得来说，意愿输入的抽

象级别决定了意愿驱动网络实现的困难程度，随着技术的不断发展，用户输入的抽象级别可

以越来越高，从而实现更全面自治的网络。

——意愿的转译及策略验证

意愿的转译工作是意愿驱动网络的核心之一。用户输入的意愿抽象级别高，相关设备无

法理解，但是网络仍然需要逐条的策略命令进行配置，这时就需要意愿驱动网络对用户的意

愿进行解析并翻译为具体的网络配置命令，这就是意愿的转译过程。然而，通过转译得到的

策略还不能直接下发到实际网络，为确保意愿驱动网络运行的安全性和流畅性，需要对策略

进行验证。目前，对策略的验证主要从策略的冲突、策略的完备性以及策略所需资源的可用

性几个方面进行考虑。

——策略下发与执行

在策略通过验证后，意愿驱动网络将自动地把策略下发到相关网络元素中，并在实际网

4

YD/T××××—××××

络中执行，此过程需要对网络进行全局的控制，以实现从一个单点集中式的意愿需求到分布

式全局网络配置的转换。

——优化与调整

由于网络的状态会随着不同的网络策略的实现而不断变化，用户的意愿也可能在这个

变化过程中出现偏差，从而导致用户意愿与网络转发行为不一致的问题。此时，需要意愿驱

动网络能够自动地根据期望达到的状态以及当前的网络状态对策略进行适当的优化与调整，

保证意愿需求始终得到满足。

——结果反馈

意愿驱动网络在获取意愿后的整个执行过程中，都无需人的参与，仅在意愿执行之后实

时地向用户反馈运行结果，如果正确运行意愿，则向用户反馈正确运行的提示，反之则通知

用户该意愿在当前网络环境下无法实现，需要用户重新输入意愿。

5随愿网络应用场景

5.1应用分类

随愿网络，简而言之就是通过人工智能技术或智能软件将人类业务意愿转换为对指定

基础设施的配置信息，从而实现网络整体闭环的目标。基于已有的网络和业务，可将随愿网

络的应用场景分成两类：一类是将意愿应用在已有的网络架构中，即运营商网络下的应用；

另一类将意愿应用在客户网络中，即面向客户网的应用。

5.2运营商网络下的应用

5.2.1应用场景分类

网络主要可以分为骨干网、城域网和数据中心：

——骨干网

主要用于传输数据，将各个城域网互联，同时与国际互联网对接，实现国内国际流量互

通。由于骨干网主要负责承载高质量VPN流量、为重点客户在某些流量高峰时段提供可靠

的服务保障。这就需要通过随愿网络来实时监控网络状态信息，预测网络未来状态，及时预

留相应带宽等资源。

——城域网

主要承接客户的业务接入，将其连接到骨干网，实现上网或企业互联等业务。家庭宽带

业务需要上门提供服务，并人工调整客户所购买的带宽。通过随愿网络可以实现一键开通，

按需随选调整带宽，加快业务开通变更时间，提高用户体验。还可通过随愿网络，合理在边

缘设置内容分配服务节点，为家庭客户提供更好的IPTV体验。

——数据中心

主要用于资源存储，其东西向流量较大。目前城域网主要承载家庭宽带、IPTV等业务。

数据中心提供的业务主要面向数据中心相关服务器、网络设备的自动化告警关联、故障预警

等。鉴于数据中心承载了用户大量的用户业务与数据，一旦出现服务器、网络设备等故障对

5

YD/T××××—××××

用户业务将会产生较大的影响。因此可以通过随愿网络关联故障信息、告警信息，并针对不

同的业务提前提供相关的预警关联手段。

5.2.2面向骨干网的应用场景

在该场景下，随愿网络的执行过程如下：

a)意愿的获取：客户提出在某些流量高峰时段提供可靠的服务保障，提出需要保障的

应用以及具体服务保障要求的等级。

b)转译及验证：通过转译模块将客户需求转换为具体的网络指标，包括带宽、时延、

抖动等。

c)下发与执行：统筹计算网络的状态信息，包括网络各链路的带宽、时延、抖动相关

情况，并将流量的路径信息下发至控制器、网络设备，为特定的流量选择不同的传

输路径。

d)优化与调整：系统实时采集网络的状态信息，当网络的状态信息发生改变、无法满

足客户的服务保障要求时，系统重新计算流量的路径信息，重新预测流量调整后的

网络状态，并下发新的路径执行，引导相关流量进入到新的路径。

e)结果的反馈：系统实时将相关的网络状态及客户状态收集反馈，跟踪其状态表的实

时信息。

具体用例：阿里的淘宝平台在双十一期间为了满足大量的用户都能访问他们的网站，相

比于其他的应用平台，需要更多的带宽和资源才能够正常的运行。客户提出在双十一期间流

量高峰时段提供可靠的服务保障，运营商可以通过预留带宽、扩容等方式，保障重点客户的

服务质量以及网络通信质量。意愿获取：随愿网络通过用户获取意愿，如在双十一期间能够

正常访问淘宝平台的意愿，不会出现网络拥堵状态。意愿转译：意愿转译模块根据用户的意

愿，将其转换成网络指标，如带宽，延迟和抖动，为了达到正常访问淘宝平台的需求，随愿

网络在双十一期间给淘宝平台分配更多的带宽和资源。意愿执行：根据随愿网络做出的策略，

下发到相应的设备。意愿反馈：根据意愿执行的结果进行反馈，如策略执行后，网络是否能

够达到所需的要求，用户是否能够畅通无阻的访问淘宝平台。随着双十一过后，相应的意愿

也会自动消退。但是此时还需要持续的监控整个网络状态，当下一次网络再次发生拥堵时，

系统根据计算的网络路径，再次下发配置。

5.2.3面向城域网的应用场景

在该场景下，随愿网络的执行过程如下：

a)意愿的获取：用户将希望订购的业务种类输入至系统，并明确业务的期望服务质量

（例如，金等级为始终保持高质量和高带宽，当4k/8k视频自动扩宽网络带宽；银

等级为仅保持高清视频的服务质量，不保障4k/8k视频的服务质量；铜等级为一般

服务等级质量）

b)转译及验证：意愿通过转译模块将客户需求转换为具体的网络指标，包括带宽、时