數(shù)字孿生網絡（DigitalTwinNetwork）是以數(shù)字化方式創(chuàng)建物理網絡實體的虛擬孿生體，且可與物理網絡實體之間實時交互映射的網絡系統(tǒng)，其核心要素為：數(shù)據(jù)、模型、交互、映射。

通過實時或者非實時的數(shù)據(jù)采集方式將物理網絡層的數(shù)據(jù)主要包括物理實體數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)、資源數(shù)據(jù)、以及協(xié)議、接口、路由、信令、流程、性能、告警、日志、狀態(tài)等采集存儲到數(shù)據(jù)倉庫，為構建網絡孿生體以及為網絡孿生體賦能提供數(shù)據(jù)支撐，并且基于這些數(shù)據(jù)形成功能豐富的數(shù)據(jù)模型。通過靈活組合的方式創(chuàng)建多種模型實例，服務于各種網絡應用，同時通過網絡孿生體以高保真可視化的頁面去映射物理網絡實體，最終達到可視化頁面、孿生網絡層、物理網絡層的實時交互。同時借住人工智能、AI算法、專家經驗、大數(shù)據(jù)分析等技術實現(xiàn)對物理網絡進行全生命周期的分析、診斷、仿真和控制。

數(shù)字孿生網絡（DTN）架構

數(shù)字孿生網絡設計為如圖3.1-1所示的“三層三域雙閉環(huán)”架構:三層指構成數(shù)字孿生網絡系統(tǒng)的物理網絡層、孿生網絡層和網絡應用層;三域指孿生網絡層數(shù)據(jù)域、模型域和管理域，分別對應數(shù)據(jù)共享倉庫、服務映射模型和網絡孿生體管理三個子系統(tǒng);“雙閉環(huán)”是指孿生網絡層內基于服務映射模型的“內閉環(huán)”仿真和優(yōu)化,以及基于三層架構的“外閉環(huán)”對網絡應用的控制、反饋和優(yōu)化。

物理網絡層

物理網絡層主要包含構成端到端網絡的所有物理實體。網絡中的各種網元通過孿生南向接口同網絡孿生體交互網絡數(shù)據(jù)和網絡控制信息。作為網絡孿生體的實體對象，物理網絡既可以是移動接入網、移動核心網，也可以是數(shù)據(jù)中心網絡、園區(qū)企業(yè)網、工業(yè)物聯(lián)網等網絡類型;既可以是單一網絡域(例如，接入網、傳輸網、核心網、承載網等)子網，也可以是端到端的跨域網絡。

孿生網絡層

孿生網絡層是數(shù)字孿生網絡系統(tǒng)的標志，包含數(shù)據(jù)共享倉庫、服務映射模型和數(shù)字孿生體管理三個關鍵子系統(tǒng)。數(shù)據(jù)共享倉庫子系統(tǒng)負責采集和存儲各種網絡數(shù)據(jù)，并向數(shù)據(jù)映射模型子系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務和統(tǒng)一接口;服務映射模型子系統(tǒng)完成基于數(shù)據(jù)的建模，為各種網絡應用提供數(shù)據(jù)模型實例，最大化網絡業(yè)務的敏捷性和可編程性;數(shù)字孿生體管理子系統(tǒng)負責網絡孿生體的全生命周期管理以及可視化呈現(xiàn)。

數(shù)據(jù)共享倉庫

數(shù)據(jù)共享倉庫通過南向接口采集并存儲網絡實體的各種配置和運行數(shù)據(jù)，形成數(shù)字孿生網絡的單一事實源，為各種服務于應用的網絡模型提供準確完備的數(shù)據(jù)，包括但不限于網絡配置信息、網絡運行狀態(tài)和用戶業(yè)務數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)共享倉庫主要有以下四項職責。

1)數(shù)據(jù)采集:完成網絡數(shù)據(jù)的抽取、轉換、加載，以及清洗和加工，便于大規(guī)模的數(shù)據(jù)完成高效分布式存儲;

2)數(shù)據(jù)存儲:結合網絡數(shù)據(jù)的多樣化特性，利用多種數(shù)據(jù)存儲技術，完成海量網絡數(shù)據(jù)的高校存儲;

3)數(shù)據(jù)服務:為服務映射模型子系統(tǒng)提供包括快速檢索、并發(fā)沖突、批量服務、統(tǒng)一接口等多種數(shù)據(jù)服務;

4)數(shù)據(jù)管理:完成數(shù)據(jù)的資產管理、安全管理、質量管理和元數(shù)據(jù)管理。作為數(shù)字孿生網絡的基石，數(shù)據(jù)共享倉庫中的數(shù)據(jù)越完備越準確，數(shù)據(jù)模型的豐富性和準確性就越高。

服務映射模型

服務映射模型包括基礎模型和功能模型兩部分。

基礎模型是指基于網元基本配置、環(huán)境信息、運行狀態(tài)、鏈路拓撲等信息，建立的對應于物理實體網絡的孿生網絡體的網元模型和拓撲模型，實現(xiàn)對物理網絡的實時精確描述。

功能模型是指針對特定的應用場景，充分利用數(shù)據(jù)倉庫中的網絡數(shù)據(jù)，建立的網絡分析、仿真、診斷、預測、保障等各種數(shù)據(jù)模型。功能模型可以通過多個維度構建和擴展:按網絡類型構建，可以有服務于單網絡域(如移動接入網、傳輸網、核心網、承載網等)的模型或者服務于多網絡域的模型;按照功能類型劃分，可分為狀態(tài)監(jiān)測、流量分析、安全演練、故障診斷、質量保障等模型;按照適用范圍劃分，可以劃分為通用模型和專用模型;按照網絡生命周期管理劃分，可分為規(guī)劃、建設、維護、優(yōu)化和運營等模型。將多個維度結合在一起，可以創(chuàng)建面向更為具體應用場景的數(shù)據(jù)模型，例如，可以建立園區(qū)網絡中核心交換機上的流量均衡優(yōu)化模型，通過實例服務于相應的網絡應用。

基礎模型和功能模型通過實例或者實例的組合向上層網絡應用提供服務，最大化網絡業(yè)務的敏捷性和可編程性。同時，模型實例需要通過程序驅動在虛擬孿生網元或網絡拓撲中對預測、調度、配置、優(yōu)化等目標完充分的仿真和驗證，保證變更控制下發(fā)到物理網絡時的有效性和可靠性。

網絡孿生體管理

網絡孿生體管理完成數(shù)字孿生網絡的管理功能，全生命周期記錄，可視化呈現(xiàn)和管控網絡孿生體的各種元素，包括拓撲管理、模型管理和安全管理。

1)拓撲管理基于基礎模型，生成物理網絡對應的虛擬拓撲，并對拓撲進行多維度、多層次的可視化展現(xiàn)。

2)模型管理服務于各種數(shù)據(jù)模型實例的創(chuàng)建、存儲、更新以及模型組合、應用關聯(lián)的管理。同時，可視化呈現(xiàn)模型實例的數(shù)據(jù)加載、模型仿真驗證過程和結果。

3)安全管理模塊同數(shù)據(jù)倉庫中的數(shù)據(jù)安全管理一起，負責數(shù)字孿生網絡數(shù)據(jù)和模型安全保障相關的認證、授權、保密、準確性和完整性。

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總結

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