算力网络前沿报告 （2020年）

算力网络前沿报告 （2020年） 中国通信学会 2020年12月 版权声明 本前沿报告/白皮书版权属于中国通信学会，并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本报告文字或者观点的，应注明“来源：中国通信学会”。违反上述声明者，本学会将追究其相关法律责任。 专家组和撰写组名单 专家组： 组长： 赵慧玲 工信部科技委专职常委 副组长： 唐雄燕 中国联通网络技术研究院首席科学家 撰写组： 单位 姓名 中国联合网络通信有限公司 曹畅 中国联合网络通信有限公司 李建飞 中国联合网络通信有限公司 张帅 中国联合网络通信有限公司 刘莹 中国联合网络通信有限公司 耿庆鹏 中国联合网络通信有限公司 何涛 前 言 新一代信息网络正在从以信息传递为核心的网络基础设施，向融合计算、存储、传送资源的智能化云网基础设施发生转变。算力网络正是为应对这种转变而提出的新型网络架构。算力网络基于无处不在的网络连接，将动态分布的计算与存储资源互联，通过网络、存储、算力等多维度资源的统一协同调度，使海量的应用能够按需、实时调用泛在分布的计算资源，实现连接和算力在网络的全局优化，提供一致的用户体验。支撑算力网络实现的关键技术，可以归类为云、网、芯三个方面。 从云化技术来看，需要在目前已实现对虚拟资源编排的基础上，向容器编排和算力编排演进，并针对网络中异构算力资源并存的情况，探索计算能力的统一纳管与提供服务的方式。 从网络技术来看，需要在目前已实现云网拉通和统一配置的基础上，向基于 SRv6 技术的网络切片能力增强演进，并增强资源感知与应用感知能力，提升算力触达用户的广度和精度。 从芯片技术来看，需要在传统固定流程 ASIC 芯片架构的基础上，向具备可编程能力的新一代交换芯片架构演进，并增强网络转发面编程能力以便与计算芯片相配合，赋予设备更灵活的功能。 本报告主要研究算力网络的发展趋势、技术特征、以及所面临的挑战，希望抛砖引玉，共同推进我国计算产业和网络产业的协同发展与融合创新。 本报告的主要撰写人为唐雄燕、曹畅、李建飞、张帅、刘莹、耿 庆鹏、何涛、王友祥等 ，在此对这些专家的贡献表示感谢！ 中国通信学会信息通信网络技术委员会 主任委员： 2020 年 12 月 目 录 一、 研究概述 ......................................................................................................... 1 二、 计算与网络产业全球发展态势 ..................................................................... 1 三、 算力网络在我国的发展现状 ......................................................................... 2 四、 算力网络关键技术 ......................................................................................... 4 (一) 算力网络技术体系 ................................................................................... 4 (二) 算力网络承载技术 ................................................................................... 5 (三) 算力网络编排技术 ................................................................................... 7 (四) 算力网络转发技术 ................................................................................... 9 五、 算力网络工程难题 ....................................................................................... 10 (一) 算力资源的感知与度量 ......................................................................... 10 (二) 集中式控制与分布式控制的协同 ......................................................... 11 六、 政策建议 ....................................................................................................... 12 (一) 技术政策建议 ......................................................................................... 12 1. 大力推进算力全网感知与端管云协同 ............................................. 12 2. 积极推动算力网络的标准化工作 ..................................................... 13 (二) 产业政策建议 ......................................................................................... 14 1. 促进计算产业和网络产业融合与能力互补 ..................................... 14 2. 加快推进算力向边缘下沉 ................................................................. 14 3. 注重算力网络产业的自主可控 ......................................................... 14 1 一、 研究概述 随着 5G、大数据、人工智能、区块链等信息通信技术的推广应用，经济社会向数字化转型升级的趋势愈发明显。2020 年以来，国家发布了以“新基建”为导向的一系列政策，旨在通过加快建设数字化基础设施，提升各行业的“联接+计算”能力，引领重大科技创新、重塑产业升级模式，为社会发展注入更强动力。“联接+计算”能力的提升，需要计算和网络两大产业的有机协同，相互配合，在计算服务与网络服务均面向泛在化发展的今天，探索云-边-端多级计算资源和服务能力如