【工业互联网产业联盟】算力网络技术研究（2023年）_29页_1mb

算力网络技术研究总结

核心内容概述

本报告由中国移动通信有限公司研究院牵头，工业互联网产业联盟（AII）联合多家单位共同编写，发布于2024年6月。报告主要聚焦于算力网络技术在工业互联网中的应用与发展，探讨了算力网络的技术体系、应用场景、部署方式及关键技术，旨在为工业互联网的数智化转型和算力网络的建设提供指导。

主要观点

• 算力网络的定义与目标：算力网络是“算力+连接”的融合，以实现“算力泛在、算网共生、智能编排、一体服务”为目标，致力于将算力成为像水电一样的社会级服务。
• 技术融合趋势：算力网络融合了通信、计算、人工智能等技术，是推动工业互联网发展的重要基础设施。
• 算力网络的重要性：算力网络能有效提升资源利用率，降低能耗，支持“双碳”战略；同时，为工业互联网提供灵活、高效、集约的新型服务模式。

关键信息

一、算力网络的发展背景与趋势

• 发展现状：算力网络已成为产业界热点，运营商、设备商、科研院校等广泛参与研究，初步确立发展路线和架构体系。
• 国际标准：ITU已初步建立算力网络国际标准体系，IETF成立多个工作组，如COINRG、CAN、CATS，推动算力感知、路由等技术标准化。
• 国内进展：中国移动、中国电信、中国联通等企业已发布相关白皮书，推动算力网络标准化和产业化。

二、算力网络的应用场景

1. Cloud VR 视频业务
   • 算力网络通过云边端协同，提升用户体验，满足沉浸式视频渲染和低时延需求。
2. V2X车联网
   • 支持自动驾驶和智能交通，通过算网一体化实现多维度协同，提升数据处理和决策能力。
3. 绿色低碳
   • 通过算网一体化优化资源调度，提升资源利用率，降低整体能耗，助力“双碳”战略。

三、工业互联网与算力网络的协同发展

• 工业互联网网络结构：分为工厂内网和工厂外网，分别承担内部连接和外部互联。
• 协同价值：工业互联网促进算力网络在垂直行业应用，算力网络则为工业互联网提供新的发展动力，推动其灵活、高效、集约化升级。

四、算力网络在工业互联网的应用场景与部署方式

• 应用场景：工业内网和外网均可应用算力网络，实现异构算力节点的协同调度。
• 部署方式：结合工业SDN、IPv6等技术，支持集中式或分布式部署，提高算力资源的实时感知与调度能力。

五、算力网络在工业互联网应用的关键技术

1. 算网度量
   • 统一算力和网络的度量标准，支持资源的可量化描述和业务需求分类。
2. 算网感知
   • 实时感知用户、网络和算力资源的状态，打破信息边界，提升管控效率。
3. 算网调度
   • 通过融合路由和协议，实现高效的算网一体化调度，满足工业应用的端到端需求。
4. 在网计算
   • 计算任务迁移至网络边缘设备，提升处理效率，但面临设备资源限制、硬件统一抽象等挑战。
5. 算网确定性
   • 提供可靠、精准的网络连接，结合确定性计算技术，保障工业应用的端到端服务质量。
6. 算网数字孪生
   • 构建虚实交互的数字孪生平台，支持工业系统的自动化、智能化运维。
7. 算力标识
   • 实现算力资源的统一标识与可验证性，保障资源的安全运行和可信管理。

愿景

算力网络将逐步实现网络和算力资源的统一纳管与灵活调度，使算力成为像水电一样的基础设施，支持“网络无所不达，算力无所不在，智能无所不及”的愿景。

展望

算力网络目前处于起步阶段，技术体系初具雏形，亟需产业界上下游联合推进，在算力度量、算力感知与路由、在网计算等关键技术方向实现突破，推动其在工业互联网中的广泛应用。

参考文献

1. 工业互联网产业联盟（AII）. 工业互联网网络连接白皮书（版本2.0）
2. 中国移动. 算力网络白皮书
3. 刘鹏, 陆璐, 李志强. 工业互联网技术发展分析及算网融合的趋势思考
4. 有晓宇, 张奕卉. 工业互联网推动工厂网络与互联网融合发展
5. 中国移动. 算力感知网络(CAN)技术白皮书
6. IEEE 802.1 TSN工作组官网
7. IETF Deterministic Networking (detnet)工作组官网
8. 孙滔, 周铖, 段晓东等. 数字孪生网络(DTN): 概念、架构及关键技术
9. Negri E, Fumagalli L, Macchi M. 数字孪生在CPS生产系统中的作用回顾