算力网络前沿报告（2020年）_22页_847kb

算力网络前沿报告总结

核心内容

本报告由中国通信学会于2020年12月发布，全面分析了算力网络的发展趋势、技术特征及面临的挑战。报告指出，随着5G、大数据、人工智能、区块链等技术的广泛应用，经济社会正加速向数字化转型。算力网络作为新一代信息网络架构，融合了计算、存储与传输资源，通过多维度资源的统一协同调度，实现用户对计算资源的按需、实时调用，从而优化用户体验。

主要观点

• 算力网络的定义：算力网络是融合计算、存储、传送资源的智能化新型网络，实现云、网、边、端、业的高效协同，提高计算资源利用率。
• 技术演进方向：算力网络的发展需在云、网、芯三个层面持续推进，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。
• 全球发展态势：数字化、智能化正在推动计算产业的创新，全球数字经济产值预计在2023年占GDP的62%。算力网络成为支撑未来ICT产业新格局的重要技术。

关键信息

一、研究概述

• 算力网络是新一代信息网络基础设施的重要组成部分，旨在实现计算与网络的有机协同。
• 国家政策推动“新基建”，强调算力基础设施建设，如数据中心和智能计算中心。
• 算力网络的愿景是实现连接与算力的全局优化，为用户提供一致体验。

二、计算与网络产业全球发展态势

• 5G、云服务和物联网等技术推动网络设备接入增加，对地址扩展和网络可编程性提出更高要求。
• 2025年全球移动数据流量将增长5倍，其中45%由5G网络承载，视频流量占比将达76%。
• 巨量数据和新应用场景促使算力网络发展，推动ICT产业向泛在计算与泛在连接结合的方向演进。

三、算力网络在我国的发展现状

• 我国已提出“算力网络”概念，并在标准制定、生态建设、试验验证等方面取得进展。
• 三大运营商分别在ITU-T、IETF、ETSI等国际组织推动算力网络相关标准。
• 国内已发布算力网络白皮书，开展实验室原型验证和现网试点。

四、算力网络关键技术

(一) 算力网络技术体系

• 算力网络是云网融合2.0阶段，强调资源统一管理和协同调度。
• 技术体系包括承载、编排和转发三个层面，分别对应SDN2.0、NFV2.0和DCN2.0。

(二) 算力网络承载技术

• SRv6技术是算力网络承载的基础，结合网络切片和感知技术，实现算力与业务的匹配。
• 算力资源的分发与路由依赖于分布式控制方案，以适应泛在化、异构化的算力资源。

(三) 算力网络编排技术

• 采用云原生技术，如Kubernetes和OpenStack，实现业务逻辑与底层资源的解耦。
• 算力资源的统一建模与度量是算力调度的基础，通过模型函数将不同类型的算力资源映射到统一维度。

(四) 算力网络转发技术

• 传统网络设备采用转控一体模式，无法满足算力网络对灵活性和可编程性的需求。
• P4和NPL等可编程语言为算力网络转发面提供了技术支持，实现全流水线可编程。

五、算力网络工程难题

(一) 算力资源的感知与度量

• 需要准确感知异构算力资源，并建立统一的度量单位。
• 建议从微服务角度衡量算力，建立资源调度分配的标准和机制。

(二) 集中式控制与分布式控制的协同

• 集中式控制方案适用于初期实现，但难以与底层网络联动。
• 分布式控制方案更灵活，但实现复杂且尚未标准化，适合长期发展和电信运营商采用。

六、政策建议

(一) 技术政策建议

1. 大力推进算力全网感知与端管云协同
   通过IPv6+技术实现端管云统一配置，提升网络灵活性和业务开通效率。

2. 积极推动算力网络的标准化工作
   制定算力网络架构及接口、应用及算力感知、算力需求量化与建模、算网资源可信与协同等标准。

(二) 产业政策建议

1. 促进计算产业和网络产业融合与能力互补
   通过网络架构创新，解决局部算力过剩与全局算力不足的问题，推动算网一体发展。

2. 加快推进算力向边缘下沉
   推动边缘计算典型商业模式，围绕电信运营商、企业与物联网、工业边缘计算三种场景构建解决方案。

3. 注重算力网络产业的自主可控
   在掌握核心技术的基础上，积极拥抱开源，推动算力网络生态的共建共享。

总结

本报告系统阐述了算力网络的发展背景、技术体系、关键技术和工程难题，并提出了多项政策建议。算力网络作为新一代信息网络基础设施，将在未来ICT产业中发挥关键作用，实现计算与网络的深度融合与协同。我国在算力网络研究和应用方面已取得一定成果，未来需在技术标准化、产业融合和自主可控等方面持续发力，以推动算力网络的成熟与广泛应用。