算力網(wǎng)絡前沿報告

1、前言新一代信息網(wǎng)絡正在從以信息傳遞為核心的網(wǎng)絡基礎設施，向融合計算、存儲、傳送資源的智能化云網(wǎng)基礎設施發(fā)生轉變。算力網(wǎng)絡正是為應對這種轉變而提出的新型網(wǎng)絡架構。算力網(wǎng)絡基于無處不在的網(wǎng)絡連接，將動態(tài)分布的計算與存儲資源互聯(lián)，通過網(wǎng)絡、存儲、算力等多維度資源的統(tǒng)一協(xié)同調(diào)度，使海量的應用能夠按需、實時調(diào)用泛在分布的計算資源，實現(xiàn)連接和算力在網(wǎng)絡的全局優(yōu)化，提供一致的用戶體驗。支撐算力網(wǎng)絡實現(xiàn)的關鍵技術，可以歸類為云、網(wǎng)、芯三個方面。從云化技術來看，需要在目前已實現(xiàn)對虛擬資源編排的基礎上，向容器編排和算力編排演進，并針對網(wǎng)絡中異構算力資源并存的情況，探索計算能力的統(tǒng)一納管與提供服務的方式。從網(wǎng)絡技術

2、來看，需要在目前已實現(xiàn)云網(wǎng)拉通和統(tǒng)一配置的基礎上，向基于 SRv6 技術的網(wǎng)絡切片能力增強演進，并增強資源感知與應用感知能力，提升算力觸達用戶的廣度和精度。從芯片技術來看，需要在傳統(tǒng)固定流程 ASIC 芯片架構的基礎上，向具備可編程能力的新一代交換芯片架構演進，并增強網(wǎng)絡轉發(fā)面編程能力以便與計算芯片相配合，賦予設備更靈活的功能。本報告主要研究算力網(wǎng)絡的發(fā)展趨勢、技術特征、以及所面臨的挑戰(zhàn)，希望拋磚引玉，共同推進我國計算產(chǎn)業(yè)和網(wǎng)絡產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展與融合創(chuàng)新。本報告的主要撰寫人為唐雄燕、曹暢、李建飛、張帥、劉瑩、耿慶鵬、何濤、王友祥等 ，在此對這些專家的貢獻表示感謝！中國通信學會信息通信網(wǎng)絡技術委員

3、會主任委員：2020 年 12 月目錄 HYPERLINK l _TOC_250017 一、研究概述 1 HYPERLINK l _TOC_250016 二、計算與網(wǎng)絡產(chǎn)業(yè)全球發(fā)展態(tài)勢 1 HYPERLINK l _TOC_250015 三、算力網(wǎng)絡在我國的發(fā)展現(xiàn)狀 2 HYPERLINK l _TOC_250014 四、算力網(wǎng)絡關鍵技術 4 HYPERLINK l _TOC_250013 (一)算力網(wǎng)絡技術體系 4 HYPERLINK l _TOC_250012 (二)算力網(wǎng)絡承載技術 5 HYPERLINK l _TOC_250011 (三)算力網(wǎng)絡編排技術 7 HYPERLINK l _

4、TOC_250010 (四)算力網(wǎng)絡轉發(fā)技術 9 HYPERLINK l _TOC_250009 五、算力網(wǎng)絡工程難題 10 HYPERLINK l _TOC_250008 (一)算力資源的感知與度量 10 HYPERLINK l _TOC_250007 (二)集中式控制與分布式控制的協(xié)同 11 HYPERLINK l _TOC_250006 六、政策建議 12 HYPERLINK l _TOC_250005 (一)技術政策建議 12大力推進算力全網(wǎng)感知與端管云協(xié)同 12 HYPERLINK l _TOC_250004 積極推動算力網(wǎng)絡的標準化工作 13 HYPERLINK l _TOC_25

5、0003 (二)產(chǎn)業(yè)政策建議 14 HYPERLINK l _TOC_250002 促進計算產(chǎn)業(yè)和網(wǎng)絡產(chǎn)業(yè)融合與能力互補 14 HYPERLINK l _TOC_250001 加快推進算力向邊緣下沉 14 HYPERLINK l _TOC_250000 注重算力網(wǎng)絡產(chǎn)業(yè)的自主可控 14一、 研究概述隨著 5G、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等信息通信技術的推廣應用，經(jīng)濟社會向數(shù)字化轉型升級的趨勢愈發(fā)明顯。2020 年以來，國家發(fā)布了以“新基建”為導向的一系列政策，旨在通過加快建設數(shù)字化基礎設施，提升各行業(yè)的“聯(lián)接+計算”能力，引領重大科技創(chuàng)新、重塑產(chǎn)業(yè)升級模式，為社會發(fā)展注入更強動力?！奥?lián)接+計算”

6、能力的提升，需要計算和網(wǎng)絡兩大產(chǎn)業(yè)的有機協(xié)同，相互配合，在計算服務與網(wǎng)絡服務均面向泛在化發(fā)展的今天，探索云-邊-端多級計算資源和服務能力如何通過網(wǎng)絡實現(xiàn)智能調(diào)度和高效分配十分必要，也是必須攻克的技術難題。二、 計算與網(wǎng)絡產(chǎn)業(yè)全球發(fā)展態(tài)勢數(shù)字化、智能化正在加快推動計算產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新。數(shù)字化浪潮正在 改變著世界經(jīng)濟格局，IDC 預測，2023 年全球 GDP 的 62%將是數(shù)字 經(jīng)濟產(chǎn)值。世界各主要經(jīng)濟體國家紛紛通過國家戰(zhàn)略來搶占數(shù)字經(jīng)濟 產(chǎn)業(yè)鏈的制高點，如美國的美國國家網(wǎng)絡戰(zhàn)略、德國的高技術戰(zhàn) 略 2025、日本的日本制造業(yè)白皮書等。此外，當前以云計算、大數(shù)據(jù)、移動超寬帶為核心的智能化創(chuàng)新正在變革生

7、產(chǎn)、管理和營銷 模式，升級傳統(tǒng)生產(chǎn)力，加速數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展。智能化、數(shù)字化催生 了海量的場景和應用，促使?jié)M足多樣化計算需求的融合計算架構出現(xiàn)，以及云-邊-端結合的泛在計算模式興起。這些變化都將結合容器、微 服務、云原生和 DevOps 等開發(fā)模式直接推動計算產(chǎn)業(yè)的快速變革。行業(yè)數(shù)字化轉型和產(chǎn)業(yè)智能化升級促使網(wǎng)絡產(chǎn)業(yè)向著超寬管道、泛在連接、場景化需求的方向發(fā)展。從業(yè)務看，5G 特性將帶動 VR、 AR、云游戲等大帶寬、低時延業(yè)務走向商業(yè)化，同時奠定 Cloud+X發(fā)展基礎。從流量看，未來移動數(shù)據(jù)流量將會迎來再次劇增。愛立信預測，2025 年全球移動數(shù)據(jù)流量較 2019 年將增加 5 倍，其中 45

8、%將會由 5G 網(wǎng)絡承載。網(wǎng)絡帶寬的擴大與業(yè)務類型的不斷拓展將增加網(wǎng)絡中的視頻流量，預計 2025 年占比增至 76%，以國內(nèi)電信運營商中國聯(lián)通為例，2020 年 5 月視頻流量占比已達 72%。新應用、新技術、新計算架構，百億級聯(lián)接、爆炸式數(shù)據(jù)增長將重塑 ICT 產(chǎn)業(yè)新格局，催生新的生態(tài)體系。一方面要求新計算架構必須具備海量數(shù)據(jù)處理分析能力，各種應用場景下人工智能訓練和推理能力，另一方面要求網(wǎng)絡對于大規(guī)模聯(lián)接場景下的安全和實時數(shù)據(jù)傳輸處理等能力。預計 2021 年，將有超過 500 億的終端設備，產(chǎn)生 847ZB/年的數(shù)據(jù)量，2023 年 IP 設備將達 29.3 億，M2M 的連接數(shù)將超過

9、 14 億。這將產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，帶動海量數(shù)據(jù)分析處理，并圍繞數(shù)據(jù)創(chuàng)造價值，這就同時需要泛在計算的支持和優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡保障。由此判斷，新的 ICT 格局將向著泛在聯(lián)接與泛在計算緊密結合的方向演進。三、 算力網(wǎng)絡在我國的發(fā)展現(xiàn)狀近年來，中國政府相繼出臺國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要、“十三五”國家信息化規(guī)劃、中國制造 2025等重大戰(zhàn)略綱領，明確 “數(shù)字中國”建設發(fā)展的路線圖和時間表，全面推進國民經(jīng)濟各行各業(yè)的數(shù)字化和智能化。IDC 預測，到 2023 年，數(shù)字經(jīng)濟產(chǎn)值將占到中國 GDP 的 67%，超過全球平均水平。伴隨著我國數(shù)字經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，新一代信息技術間的融合效應漸顯，“5G+云+AI”將成為推動我

10、國數(shù)字經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的重要引擎。結合未來計算形態(tài)云-邊-端泛在分布的趨勢，計算與網(wǎng)絡的融合將會更加緊密，因此，我國率先提出了“算力網(wǎng)絡”的概念。算力網(wǎng)絡需要網(wǎng)絡和計算高度協(xié)同，將計算單元和計算能力嵌入網(wǎng)絡，實現(xiàn)云、網(wǎng)、邊、端、業(yè)的高效協(xié)同，提高計算資源利用率。在算力網(wǎng)絡中，用戶無需關心網(wǎng)絡中的計算資源的位置和部署狀態(tài)，而只需關注自身獲得的服務即可，并通過網(wǎng)絡和計算協(xié)同調(diào)度保證用戶的一致體驗。目前來看，我國信息通信行業(yè)對“5G+云+AI”的探索處于世界領先地位，這些都帶動了全網(wǎng)的算力密集分布，快速下沉并且逐步實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)服務。至今為止，算力網(wǎng)絡的愿景已在業(yè)界得到廣泛的認可，算力網(wǎng)絡在標準制定、生態(tài)建設

11、、試驗驗證等領域均取得了一定進展，并且作為我國的一項原創(chuàng)成果，開始走向國際舞臺。標準制定方面，國內(nèi)三大運營商中國移動、中國電信與中國聯(lián)通分別在 ITU-T SG11與 13 組立項了 Y.CPN，Y.CAN 和 Q.CPN 等系列標準，在 IETF 開展了 Computing First Network Framework 等系列研究，華為聯(lián)合國內(nèi)運營商在 ETSI 和寬帶論壇（BBF）也啟動了包括 NWI、城域算網(wǎng)在內(nèi)的多個項目。在國內(nèi)的 CCSA，“算力網(wǎng)絡需求與架構”以及“算力感知網(wǎng)絡關鍵技術研究”兩項研究也在有序開展。面向未來 6G 時代，算力網(wǎng)絡已經(jīng)成為國內(nèi) IMT-2030 6G

12、網(wǎng)絡組的研究課題之一，正在開展算力網(wǎng)絡與 6G 通信技術的融合研究。生態(tài)建設方面，國內(nèi)未來數(shù)據(jù)通信研究的主要組織網(wǎng)絡 5.0 產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟專門成立了“算力網(wǎng)絡特設工作組”，MEC 領域的多個開源組織也發(fā)起了 KubeEdge、Edge- Gallery 等開源項目，2019 年底，在中國聯(lián)通、中國移動和邊緣計算網(wǎng)絡產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（ECNI）均發(fā)布了算力網(wǎng)絡領域相關白皮書，進一步闡述了算網(wǎng)融合的重要觀點。試驗驗證方面，2019 年中國電信與中國移動均已完成算力網(wǎng)絡領域的實驗室原型驗證，并在 GSMA 巴塞羅那展、ITU-T 和 GNTC 相關展會上發(fā)布成果。中國聯(lián)通也在推進算力網(wǎng)絡平臺的自主研發(fā)，并積極策

13、劃現(xiàn)網(wǎng)試點工作。2018 年以來，國家提出一系列加快5G 商用步伐，加強人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新型基礎設施建設的政策建議，“新基建”的概念由此產(chǎn)生。2020 年 4 月，國家發(fā)改委首次對新基建的具體含義進行了闡述，在信息基礎設施部分，提出構建以數(shù)據(jù)中心、智能計算中心為代表的算力基礎設施。從新基建政策的導向來看，給予了算力提供者、網(wǎng)絡運營者、服務提供者和服務使用者等不同角色引入多方參與的空間，同時也給以算力網(wǎng)絡技術為基礎的轉-算-存主體分離、聯(lián)合服務的新商業(yè)模式提供了寶貴的嘗試空間。四、 算力網(wǎng)絡關鍵技術(一) 算力網(wǎng)絡技術體系從算力網(wǎng)絡所倡導的技術理念中可以看出，算網(wǎng)一體是結合 5G、

14、泛在計算與 AI 的發(fā)展，在云網(wǎng)拉通和協(xié)同基礎上的下一個階段，即云網(wǎng)融合 2.0 階段。云網(wǎng)融合 2.0 是在繼承云網(wǎng)融合 1.0 工作的基礎上，強調(diào)結合未來業(yè)務形態(tài)的變化，在云、網(wǎng)、芯三個層面持續(xù)推進研發(fā)，實現(xiàn)應用部署匹配計算，網(wǎng)絡轉發(fā)感知計算，芯片能力增強計算，服務算力網(wǎng)絡時代云游戲、千人千面直播、自動駕駛、智能安防與工業(yè)機器視覺等新業(yè)態(tài)，其技術內(nèi)涵如圖 1 所示。圖 1 算力網(wǎng)絡與云網(wǎng)融合 2.0 示意從圖中可以看出，算力網(wǎng)絡的技術內(nèi)涵是在現(xiàn)有 SDN/NFV 技術基礎上的發(fā)展和升華，相關技術可概括為承載、編排和轉發(fā)三個方面，分別對應 SDN2.0，NFV2.0 和 DCN2.0，本章節(jié)

15、的后續(xù)部分將會逐一進行闡述。(二) 算力網(wǎng)絡承載技術隨著 5G、云服務和物聯(lián)網(wǎng)等新興業(yè)務的發(fā)展，更多網(wǎng)絡設備的接入對于地址擴展的需求和網(wǎng)絡可編程的需求都在增加，“IPv6+”是面向 5G 和云時代的智能 IP 網(wǎng)絡，可以滿足算力網(wǎng)絡靈活組網(wǎng)、優(yōu)化用戶體驗按需服務等需求。算力承載網(wǎng)以 SRv6 技術為底座，在網(wǎng)絡切片能力的基礎上，引入網(wǎng)絡感知技術，解決當前網(wǎng)絡難以感知業(yè)務需求，算力和服務難以良好匹配的問題。在算力網(wǎng)絡中，業(yè)務網(wǎng)關進一步下沉，并通過算力網(wǎng)關將南北向流量提前轉化為東西向流量，同時利用 IPv6 可擴展頭豐富的可編程空間，開展 IPv6+網(wǎng)絡新技術包括但不限于 VPN+（網(wǎng)絡切片）、I

16、FIT（隨路網(wǎng)絡檢測）、SFC 等和新應用開發(fā)，實現(xiàn)城域算力基礎設施互聯(lián)，通過業(yè)務的部署和資源調(diào)整來保證應用的 SLA 要求，以此提供業(yè)務鏈服務，如圖 2 所示。圖 2 算力網(wǎng)絡資源感知和信息交互示例當前，CCSA （中國通信標準化協(xié)會）TC3 正在開展算力網(wǎng)絡需求與架構的研究工作，其思路是通過網(wǎng)絡、存儲、算力等多維度資源的統(tǒng)一管理和協(xié)同調(diào)度，實現(xiàn)連接和算力在網(wǎng)絡的全局優(yōu)化，技術實現(xiàn)上可分為集中式方案、分布式方案、及混合式方案等多種技術路線。除基于數(shù)據(jù)中心 SDN 集中調(diào)度的方案，還可基于電信運營商承載網(wǎng)分布式控制能力，結合承載網(wǎng)網(wǎng)元自身控制協(xié)議擴展，復用現(xiàn)有 IP 網(wǎng)絡控制平面分布式協(xié)議的方

17、式實現(xiàn)算力信息的分發(fā)與基于算力尋址的路由，如圖 3 所示，同時綜合考慮實時的網(wǎng)絡和計算資源狀況，將不同的應用調(diào)度到合適的計算節(jié)點處理。圖 3 算力網(wǎng)絡分布式控制方案同時，面向高質(zhì)量算力服務要求，算力網(wǎng)絡還需要引入確定性網(wǎng)絡技術，通過資源預留和隊列管理算法來避免高優(yōu)先級報文之間的沖突，提供顯式路徑，對報文的路由進行約束，最后通過冗余保護能夠在某一條路徑發(fā)生斷路丟包時無損切換到另一條路徑，保證業(yè)務的高可靠傳輸，實現(xiàn)對特定業(yè)務端到端時延的控制，打造確定性且有差異化的算力連接。(三) 算力網(wǎng)絡編排技術算力網(wǎng)絡是融合計算、存儲、傳送資源的智能化新型網(wǎng)絡，通過全面引入云原生技術，實現(xiàn)業(yè)務邏輯和底層資源的完

18、全解耦。需通過打造如 Kubernetes 的面向服務的容器編排調(diào)度能力，實現(xiàn)服務編排面向算網(wǎng)資源的能力開放。同時，可結合 OpenStack 的底層基礎設施的資源調(diào)度管理能力，對于數(shù)據(jù)中心內(nèi)的異構計算資源、存儲資源和網(wǎng)絡資源進行有效管理，實現(xiàn)對泛在計算能力的統(tǒng)一納管和去中心化的算力交易，構建一個統(tǒng)一的服務平臺，如圖 4 所示。圖 4：基于云原生的算力建模與服務編排示例圖 4 中，算力是設備/平臺處理、運行業(yè)務的關鍵核心能力。在算力網(wǎng)絡中，算力的提供方不再是專有的某個數(shù)據(jù)中心或集群，而是將云邊端這種泛在的算力通過網(wǎng)絡化的方式連接在一起，實現(xiàn)算力的高效共享。因此，算力網(wǎng)絡中的算力資源將是泛在化的

19、、異構化的。算力網(wǎng)絡中的算力資源包括傳統(tǒng)的 X86 通用服務器架構下的 CPU 計算單元，專門適用處理類似圖形圖像等數(shù)據(jù)類型統(tǒng)一的 GPU并行計算芯片，專業(yè)加速處理神經(jīng)網(wǎng)絡的 NPU 或 TPU，廣泛應用于邊緣側嵌入式設備的 ARM，半定制化處理器 FPGA 等等。由于所運行算法的不同，所涉及的數(shù)據(jù)計算類型不同，從業(yè)務的角度出發(fā)，將算力分為可提供邏輯運算的算力、可提供并行計算的算力和可提供神經(jīng)網(wǎng)絡加速計算的算力。對于異構算力資源，算力網(wǎng)絡架構采用基于“K8S+輕量化 K8S”的兩級聯(lián)動的架構來實現(xiàn)統(tǒng)一的算力資源調(diào)度納管。K8S 采用中心的資源調(diào)度統(tǒng)一平臺對于整體的基礎資源進行統(tǒng)一管理和集群管理

20、，而輕量化 K8S 集群主要是作為邊緣側得資源調(diào)度平臺對于邊緣計算集群進行調(diào)度和管理。泛在算力資源的統(tǒng)一建模度量是算力調(diào)度的基礎。針對泛在的算 力資源，通過模型函數(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)務層可理解、可閱讀的零散算力資源池。為算力網(wǎng)絡的資源匹 配調(diào)度提供基礎保障。將業(yè)務運行所需的算力需求按照一定分級標準 劃分為多個等級，這樣可為算力提供者設計業(yè)務套餐時進行參考，也 可作為算力平臺設計者在設計算力平臺時根據(jù)所需運行的業(yè)務對平 臺算力的選型設計提供依據(jù)。(四) 算力網(wǎng)絡轉發(fā)技術傳統(tǒng)的網(wǎng)絡設備采用轉控一體的工作模式，其轉發(fā)芯片的功能相對固化，“緊耦合”的網(wǎng)絡設備難以支撐算力網(wǎng)

21、絡對設備靈活性及可編程性的需求。新一代高性能可編程數(shù)據(jù)包處理芯片加上 P4 等編程語言的出現(xiàn)，讓網(wǎng)絡擁有者、工程師、架構師及管理員可以自上而下地定義數(shù)據(jù)包的完整處理流程。除了幫助算力網(wǎng)絡實現(xiàn)最適合其自身需求的具體網(wǎng)絡行為外，可編程芯片還能使芯片供應商專注于設計并改進那些可重用的數(shù)據(jù)包處理架構和基本模塊，而不必糾結于特定協(xié)議里錯綜復雜的細節(jié)和異常行為。因此，可編程芯片技術產(chǎn)生，為算力網(wǎng)絡轉發(fā)面提供了相應的技術支撐。目前兩種主流的數(shù)據(jù)平面可編程語言為 P4 和 NPL，其中基于 P4語言描述的處理邏輯如圖 5 所示。該語言主要用于定義新協(xié)議和網(wǎng)絡相關功能（例如帶內(nèi)網(wǎng)絡遙測，VNF 卸載規(guī)則，傳輸層

22、負載均衡方案等），并以高級編程語言的形式呈現(xiàn)。圖 5 基于 P4 的協(xié)議無關可編程架構在基于 P4 的協(xié)議無關可編程架構下，用戶通過 P4 語言實現(xiàn)全流水線可編程，當算力網(wǎng)絡需要引入諸如 SRv6 等新協(xié)議時，用戶只需向 P4 程序添加新的邏輯即可，而基于 NPL 語言實現(xiàn)的編譯器可編程芯片，可支持系統(tǒng)工作時的各種功能更新。兩種方式都在很大程度上縮短了設備的開發(fā)周期，同時也提供了更快的數(shù)據(jù)包處理速度用以支撐算力網(wǎng)絡的后續(xù)部署。最新一代 P4 可編程芯片的總帶寬已達到 12.8Tbps，而最新一代 NPL 可編程芯片總帶寬范圍是 2Tbps 到 12.8Tbps。五、 算力網(wǎng)絡工程難題(一) 算

23、力資源的感知與度量算力網(wǎng)絡在工程實際應用中首先面臨的是算力的感知與度量，進而才能實現(xiàn)對算力的編排并合理快速匹配業(yè)務需求。目前，如何感知算力，并通過有效建模形成統(tǒng)一度量的算力資源，并能夠合理編排來滿足業(yè)務需求，是算力網(wǎng)絡研究的重點和難點之一。隨著 5G 人工智能等技術的發(fā)展，算力網(wǎng)絡中的算力提供方不再是專有的某個數(shù)據(jù)中心或計算集群，而是云邊端這種泛在化的算力通過網(wǎng)絡連接在一起，實現(xiàn)算力的高效共享。因此，算力網(wǎng)絡中的算力資源將是泛在化的、異構化的。目前市面上不同廠家的計算芯片類型形式各異，如英偉達 GPU，寒武紀的 ASIC，以及近年出現(xiàn)的 NPU、 TPU 等，這些芯片功能和適用場景各有側重，如

24、何準確感知這些異構的泛在芯片的算力大小、不同芯片所適合的業(yè)務類型以及在網(wǎng)絡中的位置，并且有效納管、監(jiān)督。針對泛在算力的納管方法也不再適合采用統(tǒng)一的調(diào)度方式，業(yè)界提出的兩級聯(lián)動調(diào)度模式正在研究中。再者，所感知的算力需要映射到統(tǒng)一的度量單位，屏蔽不同算力類型的差異性，以形成上層資源調(diào)度器或編排器可理解、可量化的資源層。但是對于業(yè)務運行，不光要有足夠的算力，同時也需要配套的存儲能力、網(wǎng)絡能力，甚至還可能需要編解碼能力、吞吐能力等來聯(lián)合保障用戶的業(yè)務體驗。然后基礎算力難以度量，無法直觀合理的給出基礎算力的統(tǒng)一度量方法，建議從微服務的角度來衡量算力，并建立相應的資源調(diào)度分配的標準和機制，降低算力網(wǎng)絡中業(yè)

25、務和應用部署復雜度，簡化業(yè)務管理流程和機制。 (二) 集中式控制與分布式控制的協(xié)同算力網(wǎng)絡控制方案的實現(xiàn)有集中式和分布式兩種。集中式控制方案是基于數(shù)據(jù)中心 SDN 集中調(diào)度的方案，即在云數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，由多個分布式應用服務器節(jié)點構成集群，分擔業(yè)務計算與存儲請求，同時云數(shù)據(jù)中心向城域網(wǎng)擴展，與邊緣云相連接，通過集中式的 SDN控制器和 NFVO MANO 實現(xiàn)中心云及邊緣云間的算力網(wǎng)絡的統(tǒng)一管理和協(xié)同調(diào)度。分布式控制方案即基于電信運營商承載網(wǎng)分布式控制能力，結合承載網(wǎng)網(wǎng)元自身控制協(xié)議擴展，復用現(xiàn)有 IP 網(wǎng)絡控制平面的方式實現(xiàn)算力信息的分發(fā)與基于算力尋址的路由，同時綜合考慮實時的網(wǎng)絡和計算資源狀況

26、，將不同的應用調(diào)度到合適的計算節(jié)點處理，實現(xiàn)連接和算力在網(wǎng)絡的全局優(yōu)化。對比集中控制與分布控制兩種方案，前者能夠做到算力節(jié)點的路 由可達，配置通過集中式的 SDN 控制器可快速實現(xiàn)。但該方案的問 題是計算節(jié)點無法快速與網(wǎng)絡屬性聯(lián)動，也較難與 underlay 網(wǎng)絡聯(lián)動，因此建議作為算力網(wǎng)絡初期的實現(xiàn)方案。另一種分布控制方案，需要 根據(jù)具體的業(yè)務需求選擇 BGP 擴展的種類和形式，實現(xiàn)比較復雜， 也尚未標準化。但是該方案充分調(diào)動了承載網(wǎng)中 IP 路由器節(jié)點的控 制能力，應用可以感知路徑中沿途的所有節(jié)點的服務質(zhì)量，是真正意 義上的計算需求向網(wǎng)絡開放，建議用于算力網(wǎng)絡的遠期實現(xiàn)，同時分 布式方案也更

27、適合具有基礎網(wǎng)絡資源的電信運營商采用。六、 政策建議(一) 技術政策建議大力推進算力全網(wǎng)感知與端管云協(xié)同 “IPv6+”拉通端管云以實現(xiàn)統(tǒng)一的網(wǎng)絡配置，可以滿足云網(wǎng)融合的靈活組網(wǎng)、業(yè)務快速開通、確定性傳輸、優(yōu)化用戶體驗按需服務等需求。國內(nèi)運營商和設備商為了滿足 IPv6+應用場景如 5G 與邊緣計算等，選擇計算、存儲等基礎 IT 資源離散部署或多級部署的方式，雖然短期看有利于快速滿足應用場景需求，但長期看，隨著資源節(jié)點出現(xiàn)泛在化的特點，還需解決以下問題，一是如何使得多方、異構的資源整合在一起，解決云和網(wǎng)的靈活對接、云網(wǎng)資源的統(tǒng)一管控；二是如何在滿足用戶業(yè)務需求的情況下，實現(xiàn)資源利用的整體最優(yōu)化的問題。在國內(nèi)運營商和設備商的積極推動下，目前算力網(wǎng)絡協(xié)同的標準正在制定中，需要研究云服務應用感知、算力資源及時調(diào)用與網(wǎng)絡能力開放之間的協(xié)調(diào)機制，以便更好地推進云網(wǎng)融合，促進算力的端管云拉通。積極推動算力網(wǎng)絡的標準化工作算力網(wǎng)絡的標準化工作處于前期開展階段，我國的研究成果目前處于領先狀態(tài)。后續(xù)建議國內(nèi)運營商和設備商結合自身的標準研究與應用實踐，將標準推向國際化，進一步推動算力網(wǎng)絡技術的標準化程度。以解決對泛在計算和服務感知、互聯(lián)和資源控制和調(diào)度的問題及滿足未來新應用