2023-04-22-中国移动研究院-运营商算力网络发展及技术探讨（2023）_21页_6mb

中国移动算力网络发展与技术探讨总结

1. 算力网络核心理念

• 定义：“算为中心，网为根基”，融合“ABCDNETS”（算、网、云、数、智、边、链）要素，打造“算力泛在、算网共生、智能编排”的新型信息基础设施。
• 目标：实现算力成为可“一点接入、即取即用”的社会级服务，达成“网络无所不达，算力无所不在，智能无所不及”的愿景。
• 三大特征：
  • 算力从有界变无界，网络从刚性变柔性
  • 资源、能力、技术多要素融合
  • 从通信网络向信息网络演进，推动算力与网络的一体化发展

2. 算力网络演进路径

• 三个阶段：
  • 阶段一（十四五）：泛在协同：实现算力在物理、逻辑、异构空间的融通，构建“4+N+X”数据中心布局。
  • 阶段二（十五五）：融合统一：打造三级时延圈（骨干级20ms、省域5ms、地市1ms），实现多要素一体化服务。
  • 阶段三（更长期）：一体内生：推进算力交易、算力并网，形成完整的算网生态系统。

3. 体系化推进算力网络发展

主线一：面向算网基础设施构建

• 数据中心布局：完善“4+N+X”数据中心，推进边缘算力覆盖，融合异构算力（x86、ARM等），实现算力社会级纳管。
• 网络架构：构建骨干、省域、地市三级时延圈，打造低时延、大带宽网络，融合SPN、SD-WAN、SRv6等新技术。

主线二：面向业务融合创新

• 算网大脑：统一编排算力与网络资源，实现跨层跨域调度、算网智能化与业务深度融合。
• 算网服务1.0：提供一体化算网服务，融合5G、云、边缘计算等多种能力，赋能行业应用。

主线三：面向创新技术引领

• 关键技术体系：包括算力提升技术、以网强算技术和融合服务技术，横向映射三层架构，纵向串联各技术栈，形成完整创新技术体系。
• 核心技术：算力路由、广域吞吐敏感网络（WGSN）、在网计算等，解决算力传输瓶颈问题，提升算力网络智能化程度。

4. 创新技术突破

广域吞吐敏感网络技术（WGSN）

• 目标：在有限网络资源下，实现高吞吐、高可靠、低算力损耗的综合优化。
• 关键技术：
  • 探索新型拥塞控制算法，进行高精度带宽测量。
  • 提出精确丢包重传机制，优化RDMA传输效率。
  • 结合前向纠错码，实现丢包快速恢复。
  • 使用传输层加密技术，保障数据安全。

算力路由（CAN）

• 背景：解决云边协同时出现的“性能反转”问题，提出在路由域引入算力信息，进行联合优化调度。
• 技术实现：
  • 设计算力感知网络CAN，使用BGP扩展CA-BGP协议。
  • 通过算力状态通告与分域约束，避免路由震荡。
  • 实现自治系统间算力路由的动态平衡，显著提升算力利用率和传输效率。
  • 主导成立IETF CATS工作组，形成标准化方向。

在网计算

• 应用场景：在数据转发设备中集成算力功能，节省端侧计算开销。
• 优势：用于AI模型训练或网元业务处理，可提升通信效率、降低功耗。
• 技术示例：
  • 优化分布式机器学习架构，减少GPU间通信开销。
  • 实现异构网元间的负载均衡，提升处理效率。

5. 总结与展望

• 终极目标：推进算力与网络的深度融合发展，实现算网一体化。
• 进展：算力网络核心技术逐步从概念原型走向产业实践。
• 挑战：算力网络在协同和资源调度等领域仍需进一步突破。
• 展望：通过产学研协作，推动算网技术与生态成熟，助力数字经济高质量发展。