1、算力网络发展的趋势与挑战
1.1 算力网络发展历程回顾
算力网络是指在计算能力不断泛在化发展的基础上，通过网络手段将计算、存储等基础资源在云-边-端之间进行有效调配的方式，以此提升业务服务质量和用户的服务体验。算力网络是中国信息通信产业响应国家政策导向，顺应产业发展趋势，适应市场新兴需求的体系创新、架构创新与能力创新。
算力网络的概念萌芽于数字经济蓬勃发展的大潮中，始于业务对数据分析和智能网络的双重需求。在 5G、AI、云计算和大数据等新技术的催化下，传统产业升级中不断涌现出新的商业模式，形成了行业数智化、海量数据交易及模型训练等系列新场景需求，这将会产生大量的人、物、数信息，形成海量的应用数据。同时，随着各行各业应用智能化程度的不断发展，数据分析及应用的广度、深度和速度均呈现多样化需求趋势，背后则需要算力提供能量与动力。同时，随着以图像计算、超算等为代表的异构算力蓬勃发展，算力在获取时限的约束下不断靠近用户，逐步形成了以云-边-端为代表的多级计算能力。
近年来，一系列国家政策的出台有力推动了算力网络的发展，2020 年 12 月，国家发改委发布《关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见》，推动算力、算法、数据、应用资源进行集约化和服务化创新。2021 年 3 月，国家“十四五”规划和 2035 年远景目标纲要明确全面推进互联网协议第六版（IPv6）商用部署、加快构建全国一体化大数据中心体系工作。2021 年 6 月，发改委发 布《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》，推动新型算力网络，加快实施“东数西算”工程。在国家政策的指导下，国内信息
通信行业持续开展面向“5G+云+AI”的算力网络研究和推进工作。
中国联合网络通信有限公司（以下简称中国联通）作为国内信息通信行业的骨干运营企业，于 2019 年发布《算力网络白皮书》，2020 年发布《算力网络架构与技术体系白皮书》，2021 年发布《云网融合向算网一体技术演进白皮书》、 《异构算力统一标识与服务白皮书》、《中国联通算力网络实践案例（2021 年版）》等。2021 年 9 月，中国联通大湾区算力网络联合实验室、北京“IPv6+”联合创新实验室相继正式成立，标志着中国联通在算力网络领域，联合产业合作伙伴开展的研发合作创新逐渐走向深入。
1.2 算网一体演进趋势判断
“十三五”期间，云网融合已在业界形成共识并取得了显著的成效。我国电信运营商基于
SDN、NFV 及云进行的网络能力重构和升级取得了积极进展，已经实现了以入云/云间互联专线服务为代表的 SDN 云/网的灵活连接，实现了核心网功能全面云化，实现云网资源的一体化调度，但距离实现云网服务层的深度融合尚有一定距离。
从网络角度看，算力网络是面向计算和智能服务的新型网络体系，“IPv6+”和全光底座是算力网络的技术基石，增强网络内生算力是算力网络演进的重要方向；从计算角度看，算力网络是网络化的算力基础设施，是依托网络构建的多样化算力资源调度和服务体系；从服务角度看，算力网络的目标是提供算网一体服务，是云网融合服务的新阶段，是数字基础设施服务的新形态。算力网络作为云网融合的新阶段，基于 5G、泛在计算与 AI 的发展演进，在继承当前云网融合已有成果的基础上，结合未来业务形态的变化，以“应用部署匹配计算，网络转发感知计算，
芯片能力增强计算”为目标，实现计算和网络的融合逐步走向深入。经过分析和讨论，算力网络的发展预期将按照“三步走”的发展脉络，经历三个主要阶段：
第一阶段，实现算力和网络的“协同供给”。这一阶段聚焦于算网基础设施层的构建，旨在完成网络和算力资源的协同调度和服务。预期到 2022 年底，基本实现承载网与运营商自身主要算力资源的协同控制与联合调度，实现多级算力协同服务。
第二阶段，实现算力和网络的“融合运营”。这一阶段聚焦于算网基础设施协议层融合，旨在实现计算资源与网络资源的统一标识、统一寻址。预期从 2023年到 2025 年，逐步打破算网边界，实现算网基础设施一体化。基于算力标识、算力路由等技术实现算力感知的路由优化，实现算网深度融合的第二阶段。
第三阶段，实现算力和网络的 “一体共生”。这一阶段聚焦于面向智慧内生目标的网络架构演进。将在 6G 网络中实现包含接入网、承载网、核心网端到端的计算能力和 AI 能力内生。预期到 2030 年，逐步实现计算、网络、数据、AI 的一体化运营生产和质量保障。
当前，算力网络的发展还处于第一阶段，即“协同供给”阶段，已实现一定区域内的计算能力和网络能力联合按需调度。同时，在向第二阶段，即“融合运营”阶段演进，还面临诸多挑战，其中核心问题是跨域服务资源调度方式。跨域服务资源调度本质上是对算网一体化感知的需求，是算力网络实现资源统一度量、统一标识、统一编排的基础。解决算网一体化感知，实现服务、算力、网络资源的统一标识、统一寻址是现阶段推进算网一体发展、实现算力网络二阶段发展目标的关键。
1.3 融合运营面临挑战分析
算力网络的目标是实现应用部署匹配计算、网络转发感知计算、芯片能力增强计算，最终实现计算与网络的一体化协同、运营及生产。在算力网络由“协同供给”阶段向“融合运营”阶段演进发展的关键时期，仍面临着如下的诸多困难和挑战。
挑战一：算网协同运营服务架构和技术体系有待破局重构。算力网络涵盖算力、网络、管控、编排、业务服务和安全认证等多个领域，要实现算网一体运营及生产目标，需要对架构体系、技术协议进行颠覆性创新，形成算网一体的架构、协议和管控运营体系。这就需要算网生态中各环节参与者进行有益探索,特别是在协同运营架构及技术领域，其中对业务、服务、算力、网络等环节的一体化感知技术体系是关键。
挑战二：业务服务到算网资源的灵活映射机制有待加强完善。业务服务的协同需求实质是对资源智能调度、网络智能连接、业务灵活调整的整体诉求。要求在不同应用场景下，算力网络可以满足业务服务的带宽、时延，安全和成本等方面的定制化及灵活性需求，最终实现云、网、边、端、业的高效服务协同。目前，尚缺少一种高效灵活的业务服务与算力网络资源需求之间灵活映射机制，业务服务需求的功能性能指标与算网资源、能力之间尚不能相互解析通达。
挑战三：异构的算力与网络资源间的识别及感知技术有待成熟推广。算力网络各领域在其发展演进和融合中形成了相对独立的技术架构、协议体系和管控体系。实现协同服务、一体运营的关键在于打破领域边界和技术壁垒。在业务服务到算网资源灵活映射的基础上，需要算网域内实现基础协议及技术底座的统一。通过技术协议协同实现异构网络资源、异构算力资源的统一标识、统一寻址，支撑端到端服务协同实现。
为了应对上述困难与挑战，目前业界在底层网络能力演进及上层管控编排协同等领域均在进行诸多有益尝试。其中，在推进业务、网络及算力的统一标识和寻址方面，以 IRTF 为代表的国际互联网研究组织提出了 ICN（Information Centric Network，内容中心网络）概念，并开展内容命名机制、路由请求方法、数据分组方法、转发技术及应用接口等方面的研究，现已形成 13 篇 RFC。以网络 5.0 为代表的国内 IP 网研究组织提出了网络标识解析，聚焦于 IP 网络领域的标识与编码解析、标识数据处理、标识协同应用等，正在建立网络标识解析体系并开展相关建设。ICN 及网络标识解析的相关研究是在算、网、业的标识体系和方法上有益探索，分别对基于内容的编码和部分行业网络内设备设施的统一编码进行了深入研究。
更多详细内容请下载附件查看
已绑定手机
发表于 2022-7-23 14:39
