夯實(shí)云網(wǎng)融合，邁向算網(wǎng)一體

唐雄燕 張帥 曹暢

摘要：新一代信息網(wǎng)絡(luò)正在從以信息傳遞為核心的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，向融合計(jì)算、存儲(chǔ)、傳送資源的智能化云網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施演進(jìn)。結(jié)合云網(wǎng)融合發(fā)展趨勢(shì)，倡導(dǎo)積極發(fā)展算力網(wǎng)絡(luò)，并通過(guò)算網(wǎng)一體實(shí)現(xiàn)深層次的云網(wǎng)融合。同時(shí)，指出算力網(wǎng)絡(luò)重點(diǎn)創(chuàng)新領(lǐng)域及核心能力，提出促進(jìn)算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的若干建議。

關(guān)鍵詞：云網(wǎng)融合；算力網(wǎng)絡(luò)；算網(wǎng)一體；云化

Abstract： The new generation of information network is evolving from the network infrastructure focusing on information transmission to the intelligent cloud network infrastructure integrating computing power， storage， and transmission resources. In the trend of cloud network integration development， it needs to develop computing power network and realize deep cloud network integration through computing network integration. Key innovation areas and core capabilities of computing power network are pointed out， and some suggestions to promote the development of computing power network are put forward.

Keywords： cloud network integration； computing power network； integration of computing power and networking； cloudification

1 云網(wǎng)融合的背景與趨勢(shì)

2021年是“十四五”開(kāi)局之年，信息通信網(wǎng)絡(luò)肩負(fù)著賦能經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新使命，也迎來(lái)創(chuàng)新發(fā)展的新機(jī)遇。作為新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的主導(dǎo)力量，信息通信產(chǎn)業(yè)深刻影響和改變了經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展模式和人們生產(chǎn)生活方式，成為了科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要引擎。新一代信息通信網(wǎng)絡(luò)正在從以信息傳遞為核心的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，向融合計(jì)算、存儲(chǔ)、傳送資源的智能化云網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)生轉(zhuǎn)變。

（1）數(shù)據(jù)成為重要生產(chǎn)要素，數(shù)字經(jīng)濟(jì)潛力正逐步釋放

中國(guó)“十四五”規(guī)劃高度重視數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，把“網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)”“數(shù)字中國(guó)”作為新發(fā)展階段的重要戰(zhàn)略進(jìn)行部署。2019年，全球47個(gè)經(jīng)濟(jì)體數(shù)字經(jīng)濟(jì)規(guī)模達(dá)到31.8萬(wàn)億美元，同比增長(zhǎng)5.4%，高于同期全球國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）增速的3.1%，數(shù)字經(jīng)濟(jì)成為全球經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的主要引擎[1]。數(shù)字產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化縱深推進(jìn)，不斷促進(jìn)虛擬世界與物理世界緊密結(jié)合，而工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、智慧醫(yī)療、智慧城市等也將成為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)需要承載更大的帶寬流量、更多的類型業(yè)務(wù)，以及響應(yīng)更加迅速的各類需求?，F(xiàn)實(shí)虛擬化、虛擬真實(shí)化成為新興數(shù)字經(jīng)濟(jì)的重要助推器，兩者的交互融合將給業(yè)務(wù)創(chuàng)新帶來(lái)巨大的發(fā)展空間，這就要求新型網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施能夠充分適應(yīng)這些快速變化的新業(yè)態(tài)。

（2）企業(yè)服務(wù)云化趨勢(shì)加速，驅(qū)動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)（IT）化轉(zhuǎn)型

近年來(lái)，以云計(jì)算為代表的計(jì)算產(chǎn)業(yè)對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)變革產(chǎn)生了巨大影響：企業(yè)上云節(jié)奏不斷加快，云流量持續(xù)增長(zhǎng)。這給運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)機(jī)遇的同時(shí)，也給通信產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了巨大的運(yùn)營(yíng)與競(jìng)爭(zhēng)壓力，同時(shí)還驅(qū)動(dòng)著通信網(wǎng)絡(luò)IT化轉(zhuǎn)型。經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)字化將帶動(dòng)信息通信技術(shù)（ICT）產(chǎn)業(yè)步入增長(zhǎng)新軌道：ICT技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)入“新領(lǐng)域”和“無(wú)人區(qū)”。局域業(yè)務(wù)、本地業(yè)務(wù)、低時(shí)延業(yè)務(wù)全面興起，以5G為代表的新一代通信技術(shù)賦予通信產(chǎn)業(yè)新活力。網(wǎng)絡(luò)作為云、網(wǎng)、邊、端中承上啟下的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，將從純粹的管道角色，轉(zhuǎn)變成為承載更多價(jià)值可能性的數(shù)字經(jīng)濟(jì)中樞。此外，2020年突發(fā)的新冠肺炎疫情，作為“黑天鵝”事件，使無(wú)接觸服務(wù)成為主流，并驅(qū)使企業(yè)加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型。在線教育、家庭辦公、遠(yuǎn)程醫(yī)療、城市治理等數(shù)字化生活與工作方式將會(huì)得到長(zhǎng)久保留，從而為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和信息通信產(chǎn)業(yè)注入了更強(qiáng)勁的發(fā)展動(dòng)力。

（3）泛在“聯(lián)接+計(jì)算”緊密結(jié)合，構(gòu)建ICT智能融合新格局

2020年4月，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)首次對(duì)新基建的具體含義進(jìn)行了闡述，在信息基礎(chǔ)設(shè)施部分，提出構(gòu)建以數(shù)據(jù)中心、智能計(jì)算中心為代表的算力基礎(chǔ)設(shè)施，提升各行業(yè)的“聯(lián)接+計(jì)算”能力，引領(lǐng)重大科技創(chuàng)新、重塑產(chǎn)業(yè)升級(jí)模式，為社會(huì)發(fā)展注入更強(qiáng)動(dòng)力。隨著5G、移動(dòng)邊緣計(jì)算（MEC）和人工智能（AI）的發(fā)展，算力和智能將無(wú)處不在，網(wǎng)絡(luò)需要為云、邊、端算力的高效協(xié)同提供更加智能的服務(wù)，計(jì)算與網(wǎng)絡(luò)將深度融合。為滿足現(xiàn)場(chǎng)級(jí)業(yè)務(wù)的計(jì)算需求，計(jì)算能力進(jìn)一步下沉，出現(xiàn)了以移動(dòng)設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備為主的端側(cè)計(jì)算。在未來(lái)計(jì)算需求持續(xù)增加的情況下，雖然“網(wǎng)絡(luò)化”的計(jì)算有效補(bǔ)充了單設(shè)備無(wú)法滿足的大部分算力需求，但是仍然有部分計(jì)算任務(wù)受到網(wǎng)絡(luò)帶寬及時(shí)延限制，因此未來(lái)形成云、邊、端多級(jí)計(jì)算協(xié)同部署是必然趨勢(shì)，即云側(cè)負(fù)責(zé)大體量復(fù)雜的計(jì)算、邊緣側(cè)負(fù)責(zé)簡(jiǎn)單的計(jì)算和執(zhí)行、終端側(cè)負(fù)責(zé)感知交互的泛在計(jì)算模式[2]。新基建政策給以算力網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)-算-存主體分離、聯(lián)合服務(wù)的新商業(yè)模式提供了重要的發(fā)展機(jī)遇。

2 從云網(wǎng)融合到算網(wǎng)一體，網(wǎng)絡(luò)成為價(jià)值中心

5年前，全球主要電信運(yùn)營(yíng)商紛紛開(kāi)啟了面向2020年的下一代網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型規(guī)劃，以云計(jì)算為中心、實(shí)現(xiàn)云網(wǎng)融合是這一階段網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型的主旋律。5年后的今天，運(yùn)營(yíng)商已實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)接入從4G到5G、固定接入從以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（EPON）/無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò)（GPON）到千兆光網(wǎng)（F5G）的轉(zhuǎn)變，構(gòu)建了面向個(gè)人、家庭和企業(yè)的泛在千兆接入網(wǎng)，部分領(lǐng)先運(yùn)營(yíng)商和海外主流互聯(lián)網(wǎng)交換中心（IXP）還構(gòu)建了超寬的云互聯(lián)（DCI）骨干網(wǎng)。得益于這一階段的架構(gòu)轉(zhuǎn)型，在新冠肺炎疫情期間，中國(guó)的通信網(wǎng)絡(luò)成功支撐了數(shù)億用戶居家辦公，實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)能力從支撐消費(fèi)視頻娛樂(lè)到滿足居家視頻辦公的顯著提升。

過(guò)去5年的云網(wǎng)融合，網(wǎng)絡(luò)位于云與端之間，解決了云與端的連通性。云上豐富的內(nèi)容可以自上而下，順暢地呈現(xiàn)在各種智能終端上；網(wǎng)絡(luò)支持了下行流量為主的云端互聯(lián)，為終端提供了內(nèi)容服務(wù)。未來(lái)5年，隨著大量實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，如云虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、機(jī)器視覺(jué)、自動(dòng)駕駛等，終端產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)需要上傳到邊、云的計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理，并將結(jié)果實(shí)時(shí)送回終端；網(wǎng)絡(luò)需要支持上行流量爆發(fā)的云、邊、端互聯(lián)，并為終端提供確定性的智能服務(wù)。

邊緣計(jì)算的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)云和網(wǎng)的相互獨(dú)立性，使計(jì)算進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部。邊緣計(jì)算的效率、可信度與網(wǎng)絡(luò)的帶寬、時(shí)延、安全性、隔離度等都將發(fā)生深度耦合，算網(wǎng)一體才能實(shí)現(xiàn)高效服務(wù)。

從云網(wǎng)融合到算網(wǎng)一體，網(wǎng)絡(luò)的作用和價(jià)值將發(fā)生變化。對(duì)于云網(wǎng)融合，網(wǎng)絡(luò)是以云為中心的。從云的視角看，一云多網(wǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的主要需求是連通性、開(kāi)放性，對(duì)服務(wù)質(zhì)量的要求是盡力而為，網(wǎng)絡(luò)起到支撐作用。對(duì)于算網(wǎng)一體，網(wǎng)絡(luò)是以用戶為中心的。從用戶的視角看，一網(wǎng)多云需要網(wǎng)絡(luò)支持低時(shí)延、安全可信通信，對(duì)服務(wù)的質(zhì)量要求是確定性，網(wǎng)絡(luò)成為價(jià)值中心。

這兩個(gè)階段是相輔相成的，云網(wǎng)融合為算網(wǎng)一體提供必要的云網(wǎng)基礎(chǔ)能力，算網(wǎng)一體是云網(wǎng)融合的升級(jí)[3]。

2.1 夯實(shí)云網(wǎng)融合，持續(xù)打造網(wǎng)絡(luò)服務(wù)核心競(jìng)爭(zhēng)力

（1）一網(wǎng)聯(lián)多云，構(gòu)建新生態(tài)，助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展

在云網(wǎng)融合時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)提供包括帶寬、時(shí)延、抖動(dòng)、安全、算力、可視可控等多樣化能力，從而可以深度參與行業(yè)應(yīng)用和智能終端的業(yè)務(wù)邏輯，與端、云產(chǎn)業(yè)生態(tài)實(shí)現(xiàn)合作共贏。新服務(wù)呼喚新生態(tài)，需要滿足客戶對(duì)應(yīng)用、云、網(wǎng)、端的一體化需求，產(chǎn)業(yè)鏈的開(kāi)放協(xié)作是必然要求。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)服務(wù)能力的夯實(shí)，對(duì)外需要與云服務(wù)商、應(yīng)用服務(wù)商、終端提供商等廣泛合作，依托外部的內(nèi)容服務(wù)和智能應(yīng)用生態(tài)。面向個(gè)人和家庭消費(fèi)者，運(yùn)營(yíng)商提供極致的信息生活體驗(yàn)；面向垂直行業(yè)和政府，提供豐富的智能融合應(yīng)用。

（2）協(xié)同一體智能安全，多層次、多維度安全防護(hù)

利用大數(shù)據(jù)技術(shù)持續(xù)對(duì)業(yè)務(wù)流量和各類網(wǎng)絡(luò)、安全設(shè)備日志進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，并結(jié)合AI智能推理，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在威脅，提供全網(wǎng)安全態(tài)勢(shì)可視化能力。網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生安全將多種安全基因注入網(wǎng)絡(luò)，使得安全邊界更加細(xì)化，安全能力與云網(wǎng)邊資源能夠更好地協(xié)同配合，安全策略與業(yè)務(wù)需求進(jìn)一步貼合，原生和外掛的安全能力得到進(jìn)一步整合，從而能提供端到端一體化防護(hù)服務(wù)。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生安全能夠結(jié)合客戶的訴求，靈活調(diào)度安全資源，提供不同級(jí)別的安全防護(hù)等級(jí)以及安全服務(wù)組合。

（3）網(wǎng)絡(luò)切片和行業(yè)專網(wǎng)，助力行業(yè)用戶服務(wù)升級(jí)

根據(jù)自身需求，行業(yè)用戶可以選擇一種或多種標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，如云服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)切片、確定性等。云網(wǎng)融合可為用戶提供電商化的網(wǎng)絡(luò)切片即時(shí)服務(wù)新體驗(yàn)。其中，切片帶寬靈活多樣、動(dòng)態(tài)可調(diào)整，服務(wù)平臺(tái)支持自助式即開(kāi)即享的租戶級(jí)切片服務(wù)，云業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)切片創(chuàng)建，分鐘級(jí)業(yè)務(wù)開(kāi)通，實(shí)時(shí)感知切片狀態(tài)。同時(shí)，基于切片理念的多種隔離技術(shù)及其組合將為客戶提供端到端靈活多樣的業(yè)務(wù)隔離服務(wù)，保證客戶的帶寬和延遲等網(wǎng)絡(luò)性能不受其他切片的影響。

面向VIP大客戶需求，云網(wǎng)融合除了提供標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)能力和服務(wù)外，還能夠?yàn)榭蛻籼峁┝可矶ㄖ频膶＞W(wǎng)建設(shè)與運(yùn)營(yíng)服務(wù)，包括高帶寬保障、確定性時(shí)延、有界時(shí)延抖動(dòng)、高精度定位以及網(wǎng)絡(luò)無(wú)損傳輸?shù)龋⒖梢曰诖_定和穩(wěn)定的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)能力，針對(duì)行業(yè)客戶需求提供可管可控和安全可靠的確定性服務(wù)。

（4）加強(qiáng)和延伸云網(wǎng)端協(xié)同能力，支撐業(yè)務(wù)融合創(chuàng)新

端云協(xié)同就是根據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)、終端能力及運(yùn)行環(huán)境等，通過(guò)終端與云端協(xié)商，智能化地將原來(lái)由終端執(zhí)行的非實(shí)時(shí)復(fù)雜計(jì)算和存儲(chǔ)轉(zhuǎn)移至云端或邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，并將運(yùn)算結(jié)果返回終端執(zhí)行。端云協(xié)同可以進(jìn)一步充分、有效利用網(wǎng)絡(luò)與云端資源，提升用戶的使用體驗(yàn)，減少對(duì)終端軟硬件能力的需求，降低功耗和成本。端云協(xié)同需要提供端云協(xié)同的智能調(diào)度機(jī)制和策略算法，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)。另外，面向行業(yè)業(yè)務(wù)需確保終端本地、邊端及云端數(shù)據(jù)的隱私安全。

跨云網(wǎng)絡(luò)互通，需保障多云服務(wù)商和云資源池的多種接入和互聯(lián)能力，保障不同云之間的網(wǎng)絡(luò)互通，以實(shí)現(xiàn)云網(wǎng)無(wú)縫對(duì)接?？缭七B接需要保障網(wǎng)絡(luò)連接的高度確定性，基于云業(yè)務(wù)要求提供確定性網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)（KPI）指標(biāo)。多云協(xié)同支撐業(yè)務(wù)融合創(chuàng)新，有效地控制負(fù)載和成本，多云共管提高運(yùn)維效率，提升數(shù)據(jù)的可移植性和互操作性。充分利用不同云服務(wù)提供商的能力，可以為企業(yè)提供一致的管理、運(yùn)營(yíng)和安全體驗(yàn)[4]。

2.2 邁向算網(wǎng)一體，加快構(gòu)建算力服務(wù)新能力

數(shù)字經(jīng)濟(jì)促進(jìn)數(shù)字產(chǎn)業(yè)化，而算力將是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的重要引擎。隨著算力下沉到邊緣，城域數(shù)據(jù)中心（DC）需要互聯(lián)，這對(duì)業(yè)務(wù)屬性的感知和計(jì)算資源的感知提出了更高的要求。運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)云化的加速和以算力基礎(chǔ)設(shè)施為代表的新基建，給DC算力資源社會(huì)化共享提供了商業(yè)機(jī)遇。算力經(jīng)營(yíng)將成為運(yùn)營(yíng)商新的重要業(yè)務(wù)抓手，使運(yùn)營(yíng)商不再是純粹的管道服務(wù)商。

基于云網(wǎng)融合的發(fā)展，算網(wǎng)一體不能一蹴而就，需要分步進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，漸進(jìn)打造核心能力。

（1）強(qiáng)化算力建模與管理底層技術(shù)研究

算力網(wǎng)絡(luò)中的算力資源包括通用服務(wù)器架構(gòu)下的中央處理器（CPU）計(jì)算單元，專門適用于處理類似圖形、圖像等數(shù)據(jù)類型統(tǒng)一的圖形處理器（GPU）并行計(jì)算芯片，專業(yè)加速處理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器（NPU）和張量處理器（TPU），廣泛應(yīng)用于邊緣側(cè)嵌入式設(shè)備的CPU，以及半定制化處理器現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）等。根據(jù)處理器運(yùn)行算法及涉及的數(shù)據(jù)計(jì)算類型的不同，從業(yè)務(wù)角度出發(fā)，算力可以分為可提供邏輯運(yùn)算的算力、可提供并行計(jì)算的算力與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速的算力等[5]。

泛在算力資源的統(tǒng)一建模度量是算力調(diào)度的基礎(chǔ)。針對(duì)泛在的算力資源，通過(guò)模型函數(shù)，可將不同類型的算力資源映射到統(tǒng)一的量綱維度，形成業(yè)務(wù)層可理解、可閱讀的零散算力資源池，為算力網(wǎng)絡(luò)的資源匹配調(diào)度提供基礎(chǔ)保障。將業(yè)務(wù)運(yùn)行所需的算力需求按照一定的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)劃分為多個(gè)等級(jí)，這可作為算力提供者在設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)套餐時(shí)的參考，也可作為算力平臺(tái)設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)算力平臺(tái)時(shí)的選型依據(jù)。

（2）基于泛在算力需求，完善算網(wǎng)承載能力

算力資源信息感知技術(shù)

算力網(wǎng)絡(luò)整合計(jì)算資源，并以服務(wù)的形式為用戶提供算力。與基于鏈路度量值進(jìn)行路徑計(jì)算的網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議類似，在算力網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)基于算力度量值來(lái)完成路徑的計(jì)算，而算力度量值來(lái)源于全網(wǎng)計(jì)算資源信息及網(wǎng)絡(luò)鏈路的帶寬、時(shí)延、抖動(dòng)等指標(biāo)。

算力網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)不可能一蹴而就，面向算力承載的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)遵循“目標(biāo)一致、分期建設(shè)”的原則，通過(guò)DC網(wǎng)關(guān)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)可以搭建MEC節(jié)點(diǎn)之間的算力“薄層”?？梢允紫仍趏verlay層面引入SRv6與內(nèi)容轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)（CFN）等協(xié)議，進(jìn)而逐步擴(kuò)大到承載網(wǎng)全網(wǎng)underlay層面的算力感知和算網(wǎng)聯(lián)合優(yōu)化。

？ 增強(qiáng)確定性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

確定性網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（DIP）是在互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP）網(wǎng)絡(luò)上，通過(guò)增強(qiáng)的周期排隊(duì)和轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的一種新型網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。確定性IP網(wǎng)絡(luò)能夠保證網(wǎng)絡(luò)報(bào)文傳輸時(shí)延上限、時(shí)延抖動(dòng)上限、丟包率上限。它既適用于中小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，又適用于解決大規(guī)模、長(zhǎng)距離IP網(wǎng)絡(luò)端到端確定性傳送問(wèn)題。DIP技術(shù)通過(guò)在原生報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制中，加入周期排隊(duì)和轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，通過(guò)資源預(yù)留、周期映射、路徑綁定、聚合調(diào)度等手段實(shí)現(xiàn)大網(wǎng)的確定性轉(zhuǎn)發(fā)能力。通過(guò)確定性技術(shù)和算力的結(jié)合，可以提供精確保障的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，滿足算力抖動(dòng)敏感型業(yè)務(wù)的需求。

應(yīng)用感知網(wǎng)絡(luò)（APN）技術(shù)

基于APN技術(shù)，利用第6版互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IPv6）擴(kuò)展頭將應(yīng)用信息及其需求傳遞給網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)根據(jù)這些信息，通過(guò)業(yè)務(wù)的部署和資源調(diào)整來(lái)保證應(yīng)用的服務(wù)等級(jí)協(xié)議（SLA）要求。特別是當(dāng)站點(diǎn)部署在網(wǎng)絡(luò)邊緣（即邊緣計(jì)算）時(shí)，APN 技術(shù)有效銜接網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用，以適應(yīng)邊緣服務(wù)的需求，將流量引向可以滿足其要求的網(wǎng)絡(luò)路徑，從而充分釋放邊緣計(jì)算的優(yōu)勢(shì)。

業(yè)務(wù)鏈技術(shù)

業(yè)務(wù)鏈?zhǔn)沟貌煌懔Ψ?wù)鏈接成為現(xiàn)實(shí)，從而可以快速提供新型業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)鏈?zhǔn)且环N業(yè)務(wù)功能的有序集合，可以使業(yè)務(wù)流按照指定的順序依次經(jīng)過(guò)指定的增值業(yè)務(wù)設(shè)備，以便業(yè)務(wù)流量獲取一種或者多種增值服務(wù)。

業(yè)務(wù)鏈在算力網(wǎng)絡(luò)中的本質(zhì)是驅(qū)動(dòng)算力服務(wù)，即依據(jù)客戶的意圖，實(shí)現(xiàn)不同算力服務(wù)的連接，并結(jié)合SRv6安全標(biāo)識(shí)符（SID）即服務(wù)，構(gòu)建算力交易平臺(tái)。各種生態(tài)算力將自己的服務(wù)以SRv6 SID的形式注冊(cè)到網(wǎng)絡(luò)中，購(gòu)買者通過(guò)購(gòu)買服務(wù)使用算力，而網(wǎng)絡(luò)則通過(guò)業(yè)務(wù)鏈將算力服務(wù)鏈接，從而無(wú)感知地將服務(wù)提供給購(gòu)買者。

（3）構(gòu)建算網(wǎng)服務(wù)編排能力，實(shí)現(xiàn)算網(wǎng)資源的能力開(kāi)放

算力網(wǎng)絡(luò)是融合計(jì)算、存儲(chǔ)、傳送資源的智能化新型網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)全面引入云原生技術(shù)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯和底層資源的完全解耦。通過(guò)打造面向服務(wù)的容器編排調(diào)度能力，可以實(shí)現(xiàn)服務(wù)編排向算網(wǎng)資源的能力開(kāi)放。同時(shí)，可結(jié)合底層基礎(chǔ)設(shè)施的資源調(diào)度管理能力，對(duì)數(shù)據(jù)中心內(nèi)的異構(gòu)計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源和網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行有效管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)泛在計(jì)算能力的統(tǒng)一納管和去中心化的算力交易，構(gòu)建統(tǒng)一的服務(wù)平臺(tái)。

（4）打造算力服務(wù)和交易平臺(tái)，促進(jìn)算力安全有效流通

算力網(wǎng)絡(luò)中的算力服務(wù)與交易依托于區(qū)塊鏈去中心化、低成本、保護(hù)隱私的可信算力交易平臺(tái)。該平臺(tái)由算力賣家、算力買家、算力交易平臺(tái)3種角色組成，在以往的交易模式中，買家和賣家彼此之間信息并不透明。在未來(lái)泛在計(jì)算場(chǎng)景中，網(wǎng)絡(luò)可以將算力作為透明和公開(kāi)的服務(wù)能力提供給用戶。在算力交易過(guò)程中，算力的貢獻(xiàn)者（算力賣家）與算力的使用者（算力買家）分離。這樣可以通過(guò)可拓展的區(qū)塊鏈技術(shù)和容器化編排技術(shù)，整合算力貢獻(xiàn)者的零散算力，為算力使用者和算力服務(wù)的其他參與方提供經(jīng)濟(jì)、高效、去中心化、實(shí)時(shí)、便捷的算力服務(wù)。

3 算力網(wǎng)絡(luò)研究概況

據(jù)國(guó)際數(shù)據(jù)公司（IDC）預(yù)測(cè)，到2023年，數(shù)字經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值將占到中國(guó)GDP的67%，超過(guò)全球平均水平，發(fā)展?jié)摿薮?。?G、云和AI為代表的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展將帶動(dòng)全網(wǎng)的算力密集分布、快速下沉，從而逐步實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。目前，算力網(wǎng)絡(luò)的愿景已在業(yè)界得到廣泛認(rèn)可，算力網(wǎng)絡(luò)在標(biāo)準(zhǔn)制定、生態(tài)建設(shè)、試驗(yàn)驗(yàn)證等領(lǐng)域均取得了一定進(jìn)展。算力網(wǎng)絡(luò)作為中國(guó)的原創(chuàng)技術(shù)成果，開(kāi)始走向國(guó)際舞臺(tái)。在標(biāo)準(zhǔn)制定方面，中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信與中國(guó)聯(lián)通分別在國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU-T）SG11與SG13工作組立項(xiàng)了Y. CPN[6]、Y. CAN和Q. CPN[7]等系列標(biāo)準(zhǔn)，并在互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（IETF）開(kāi)展了《Computing First Network Framework》[8]等系列標(biāo)準(zhǔn)的研究；華為聯(lián)合中國(guó)運(yùn)營(yíng)商在歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（ETSI）和世界寬帶論壇（BBF）啟動(dòng)了包括NWI、城域算網(wǎng)在內(nèi)的多個(gè)項(xiàng)目；中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（CCSA）正有序開(kāi)展算力網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)和技術(shù)要求、標(biāo)識(shí)解析技術(shù)要求、集中控制系統(tǒng)技術(shù)要求等6項(xiàng)系列標(biāo)準(zhǔn)工作。面向未來(lái)的6G時(shí)代，中國(guó)的IMT-2030 6G網(wǎng)絡(luò)工作組已將算力網(wǎng)絡(luò)列為研究課題之一，開(kāi)展算力網(wǎng)絡(luò)與6G通信技術(shù)的融合研究。在生態(tài)建設(shè)方面，中國(guó)未來(lái)數(shù)據(jù)通信研究的主要組織——網(wǎng)絡(luò)5.0產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，專門成立了算力網(wǎng)絡(luò)特設(shè)工作組。 2019年，中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)移動(dòng)和邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（ECNI）均發(fā)布了算力網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域相關(guān)白皮書，進(jìn)一步闡述了算網(wǎng)融合的重要觀點(diǎn)。2021年初，三大運(yùn)營(yíng)商與華為、邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟聯(lián)合出版《邊緣計(jì)算2.0：網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與技術(shù)體系》；2020年，中國(guó)聯(lián)通率先成立中國(guó)聯(lián)通算力網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟，作為首個(gè)運(yùn)營(yíng)商牽頭的算力網(wǎng)絡(luò)研究組織，該聯(lián)盟結(jié)合自身業(yè)務(wù)發(fā)展，對(duì)相關(guān)先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的制定提出了明確需求。在試驗(yàn)驗(yàn)證方面，2019年中國(guó)電信與中國(guó)移動(dòng)均已完成算力網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)室原型驗(yàn)證，并在全球移動(dòng)通信系統(tǒng)協(xié)會(huì)（GSMA）巴塞羅那展、ITU-T和全球網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大會(huì)（GNTC）相關(guān)展會(huì)上發(fā)布成果。2020年年底，中國(guó)聯(lián)通在江蘇南京開(kāi)通了中國(guó)首個(gè)集成開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、算力服務(wù)平臺(tái)和AI應(yīng)用的一體化試驗(yàn)局[9]。

4 算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展建議

4.1 進(jìn)一步推動(dòng)算力網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化工作

算力網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化工作雖已有序開(kāi)展，但目前仍處于前期。中國(guó)的研究成果目前處于國(guó)際領(lǐng)先，建議運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備商結(jié)合自身的標(biāo)準(zhǔn)研究與應(yīng)用實(shí)踐，將標(biāo)準(zhǔn)推向國(guó)際，加快算力網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。為了更好地解決泛在計(jì)算和服務(wù)感知、互聯(lián)以及資源控制和調(diào)度中存在的問(wèn)題，并滿足未來(lái)新應(yīng)用場(chǎng)景需求[10]，需要重點(diǎn)推進(jìn)一些標(biāo)準(zhǔn)化工作。

（1）應(yīng)用及算力感知研究：研究算力、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)等多維資源感知，實(shí)現(xiàn)多維資源感知、調(diào)度的協(xié)同機(jī)制。

（2）算力需求量化與建模研究：針對(duì)泛在的算力資源，通過(guò)模型函數(shù)，將不同類型的算力資源映射到統(tǒng)一的量綱維度，形成業(yè)務(wù)層可理解、可閱讀的零散算力資源池。

（3）算網(wǎng)資源可信與協(xié)同：解決資源可信與協(xié)同問(wèn)題，為需求方提供更多選擇，促使算力流動(dòng)起來(lái)，促進(jìn)應(yīng)用發(fā)展。

4.2 注重算力網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)的自主可控

在當(dāng)前國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)背景下，網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的自主可控是一項(xiàng)突出問(wèn)題，算力網(wǎng)絡(luò)也不例外。為此，需要把算力網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的自主可控作為重要研究?jī)?nèi)容。通過(guò)“以算聯(lián)網(wǎng)，以網(wǎng)促算”的方式進(jìn)行計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)合布局優(yōu)化，并通過(guò)計(jì)算成網(wǎng)，彌補(bǔ)中國(guó)計(jì)算芯片單體的自主可控這一短板，解決“卡脖子”問(wèn)題。具體來(lái)說(shuō)，需要加強(qiáng)計(jì)算處理單元和網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)雙方的開(kāi)放性，以便更加快速、便捷地響應(yīng)對(duì)方的需求。這個(gè)過(guò)程不僅需要國(guó)家相關(guān)部門牽頭組織、政策性扶持，同時(shí)更需要產(chǎn)學(xué)研用各個(gè)參與方的積極推動(dòng)。但是，大力發(fā)展自主可控并不意味著故步自封、閉門造車。自主可控的策略應(yīng)該是在中國(guó)企業(yè)掌握核心競(jìng)爭(zhēng)力的基礎(chǔ)上，以積極開(kāi)放的態(tài)度擁抱開(kāi)源，在全球范圍內(nèi)共建共享算力網(wǎng)絡(luò)技術(shù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)家新發(fā)展格局的構(gòu)建和新發(fā)展理念的貫徹，數(shù)字經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，以“聯(lián)接+計(jì)算”為根基的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的重要性進(jìn)一步凸顯。夯實(shí)云網(wǎng)融合，向算網(wǎng)一體演進(jìn)，實(shí)現(xiàn)CT、IT和數(shù)據(jù)技術(shù)（DT）能力的融合服務(wù)，是順應(yīng)千行百業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的必然要求。發(fā)展算力網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)“算力即服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)即平臺(tái)”的目標(biāo)涉及到IT產(chǎn)業(yè)、CT產(chǎn)業(yè)和DT產(chǎn)業(yè)，有賴技術(shù)融合、產(chǎn)業(yè)協(xié)同和生態(tài)重構(gòu)。算力網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)理念已逐步在行業(yè)形成了共識(shí)，未來(lái)需要通過(guò)市場(chǎng)牽引、技術(shù)驅(qū)動(dòng)和開(kāi)放創(chuàng)新推進(jìn)算力網(wǎng)絡(luò)大發(fā)展，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算的超級(jí)融合，賦能數(shù)字經(jīng)濟(jì)。

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作者簡(jiǎn)介

唐雄燕，中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司研究院副院長(zhǎng)、首席科學(xué)家，“新世紀(jì)百千萬(wàn)人才工程”國(guó)家級(jí)人選，北京郵電大學(xué)兼職教授、博士生導(dǎo)師，工業(yè)和信息化部通信科技委委員兼?zhèn)魉团c接入專家咨詢組副組長(zhǎng)，北京通信學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)，中國(guó)通信學(xué)會(huì)理事兼信息通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)委員會(huì)副主任，中國(guó)光學(xué)工程學(xué)會(huì)常務(wù)理事兼光通信與信息網(wǎng)絡(luò)專家委員會(huì)主任，國(guó)際開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)基金會(huì)ONF董事；擁有20余年電信新技術(shù)、新業(yè)務(wù)研發(fā)與技術(shù)管理經(jīng)驗(yàn)，主要專業(yè)領(lǐng)域?yàn)閷拵ㄐ?、光纖傳輸、互聯(lián)網(wǎng)/物聯(lián)網(wǎng)、SDN/NFV與新一代網(wǎng)絡(luò)等。

張帥，中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司研究院未來(lái)網(wǎng)絡(luò)研究部工程師、中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)CCSA“網(wǎng)絡(luò)5.0技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)委員會(huì)”需求組副組長(zhǎng)；主要專業(yè)領(lǐng)域?yàn)镮P網(wǎng)絡(luò)寬帶通信、SDN/NFV、新一代網(wǎng)絡(luò)編排技術(shù)等。

曹暢，中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司研究院未來(lái)網(wǎng)絡(luò)研究部高級(jí)專家、智能云網(wǎng)技術(shù)研究室主任、“算力網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)”院級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目攻關(guān)經(jīng)理、第七屆中國(guó)通信學(xué)會(huì)信息通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)委員會(huì)委員、中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)CCSA“網(wǎng)絡(luò)5.0技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)委員會(huì)”架構(gòu)組副組長(zhǎng)、邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施聯(lián)合工作組（ECNI）技術(shù)規(guī)范組組長(zhǎng)；主要專業(yè)領(lǐng)域?yàn)镮P網(wǎng)絡(luò)寬帶通信、SDN/NFV、新一代網(wǎng)絡(luò)編排技術(shù)等；獲中國(guó)聯(lián)通科技進(jìn)步獎(jiǎng)2項(xiàng)；已發(fā)表論文30余篇，獲授權(quán)專利20余項(xiàng)。