6G算力网络:体系架构与关键技术

随着应用需求的不断拓展和科学技术的高速发展,现有网络逐步形成了较为成熟的无线感知、无线通信和泛在计算等多个功能体系,6G通信、感知、计算(通感算)融合趋势初现。其中,算力作为该融合系统的基石,为未来网络的发展提供了新的挑战和机遇。算力网络(Computing Force Networks,CFN)以“算网深度融合”为指导思想,利用发达的网络触角感知、连接和协同算力,提高算网资源利用率,满足网络智能化和新型业务的需求。首先概述了算力网络的发展历程和研究现状,总结了算力网络架构和关键技术,包括算力度量和建模、算力感知和路由、算力调度等,最后探讨了技术挑战和未来发展方向。     

面向算网一体化演进的算力网络技术

随着一体化算力网络国家枢纽节点的建设和“东数西算”工程的加快实施,计算和网络的融合走向深水区。面向新兴业务对于网络和计算融合发展的需求,如何协调分布式、多样化算力资源,业务应用和网络资源满足业务需求成为亟待解决的问题。为了解决计算和网络相互感知、协同、调度问题,从算力网络阶段化发展、算力感知技术架构、算力度量与标识、算力路由等多个技术展开探索和研究,并提出算力网络多种部署模式,为算力网络后续技术研究和产业发展提供参考。     

算力网络场景需求及算网融合调度机制探讨

随着数字经济战略和数据要素改革的深化,计算需求持续爆发式增长,由此引发的能源消耗急剧增加,为“碳中和”“碳达峰”带来巨大挑战。“东数西算”通过对跨地理空间的计算网络资源进行协同调度,解决计算需求与资源供给不平衡问题,对网络带来了前所未有的挑战和演进动力。文章分析检索查询类、渲染交互类、深度学习类和区块共识类等四种算力需求场景,归纳总结算力网络场景特性及其路由资源需求模型,借鉴工业界和学术界在跨地理空间的计算资源协同调度方案,遵循以网络为中心且对现有网络协议改动最小的原则,探讨应用层算力任务预配分解,网络层路由优化和报文复制消除相结合的算网融合统一调度机制,并设计算力资源发布、算力任务预配和算网融合调度的协议流程,以平衡算力网络负载与算力服务质量。     

东数西算场景下的算力网关研发及应用

提出了一种面向算力网络场景的新型网络设备——算力网关。认为算力网关是实现算力网络一体化调度的基础，通过感知业务应用需求，结合当前的算力状况和网络状况，生成路由信息并发布到网络，将计算任务报文路由到合适的计算节点，以实现算力资源的最优调度。现网实践验证了算力网关技术方案的有效性。     

云网向算网演进中的若干关键技术问题

首先,分析了近年来云网融合技术的发展趋势以及面临的新问题与新挑战;然后,基于业务发展中算力异构、算力下沉和算网联动的新变化提出了六大计算与网络能力融合需求,并结合多云连接、差异化承载、电商体验和分级安全等论述了围绕算网构建新能力和业务新体验方面的案例。分析结果表明,算网和云网在技术体系上紧密联系,而算网一体是云网融合发展演进的必然结果,也是数字经济发展的必然选择。     

算力网络安全与数据安全治理技术研究

作为把算力和网络有效结合并提供整合服务的新型基础设施,算力网络对智慧社会的建设与发展有着重要推动作用。本文研究分析算力网络在演进过程中所遇到的安全机遇与挑战,并对安全治理的支持技术进行整理,推动算力网络安全框架体系的建设。     

面向算力网络的IP承载网关键技术及网络部署策略研究

随着云计算、边缘计算和智能终端的快速发展,算力资源呈现出泛在部署趋势,算力网络能够通过灵活的承载网络对泛在异构的算力资源进行调度,有效提升了算力资源利用率。文中结合当前算力网络发展现状,对算力网络的概念定义以及标准体系进行了总结,随后对SDN,SRv6等算力网络关键承载技术进行了阐述,并讨论了其在算力网络中的典型部署策略,最后对算力网络面临的挑战与后续研究方向进行了展望。     

运营商算力网络商业模式探讨

随着大数据、人工智能、区块链及以5G为代表的移动网络技术的创新应用,以数字化信息为关键生产要素的数字经济蓬勃发展,催生了新型商业模式和经济范式。在算网融合时代,网络为计算服务,价值在于释放算力,运营商依托自身网络优势,针对数字化时代的业务新需求,通过智能网络构建泛在算力服务新模式。文章结合算力网络发展趋势、算网资源调度以及服务编排等形式,探讨运营商在算网时代能够给予用户可能的服务方式和业务模式。     

一种基于域名解析机制的算力网络实现方案

新型数字化技术和业务的兴起,以及信息数据的爆炸式增长,对云—边—端多级算力资源提出了巨大的应用需求,算力基础设施泛在化成为一大发展趋势。算力网络将算力等资源与网络协同统一,结合用户需求提供最优的资源配置策略,同时提高多级算力资源的协同工作效率,成为网络技术发展的新方向。分析了当前算力网络的技术路线,提出了一种基于域名解析机制的算力网络实现方案。该方案引入域名解析机制,使用URL语言对多种算力资源进行统一标识,由集中式的算力资源管理平台对算力资源进行统一的分配调度。用户在收到分配的算力资源标识时,通过域名解析系统解析出相应资源的网络位置信息,并通过算力网关与资源池建立网络连接。此方案满足灵活扩展算力资源标识的需求,具有很好的实用性和通用性。     

算力网络关键技术及发展挑战分析

分析了融合计算、存储、传送资源的新一代网络基础设施算力网络的提出背景,结合网络云化、协议创新和网络能力开放论述了算力网络的关键技术和演进趋势,提出了算力网络未来发展中面临的挑战,给出了若干促进算力网络发展的建议。     

算力“出圈”，PUE告急 液冷技术热度攀升

<正>正如生成式人工智能（AIGC）横空出世引爆算力需求，算力需求骤增也给数据中心建设发展带来更多挑战。算力需求有增无减，数据中心该如何接招？液冷技术打开了发展新思路。需求驱动，高效节能成关注焦点当前，我国数字经济正在转向深化应用、规范发展、普惠共享的新阶段。伴随着新型应用日新月异，计算型节点、AI训练、超算等高算力业务需求持续推升芯片性能，服务器功率不断提高，企业纷纷在AI、智算领域提前布局。     

算网资源智能适配与融合调度方法

为有效支撑网络和计算深度融合的发展需求,新型的算力网络架构应运而生。在此背景下,如何实现算网资源的智能感知以及计算任务的高效调度,是当前网络需要解决的关键问题。为此,分析了面向算网融合的新型网络场景,设计了计算任务与算力节点的调度模型,提出了一种基于深度强化学习的资源调度算法。所提算法通过感知用户设备、算网资源可用容量和链路状态等关键信息,能够智能地做出系统成本最小的调度决策。最后,通过仿真实验验证了所提算法在节约系统成本方面的有效性。     

面向无服务器计算的边缘算力网络服务体系研究

算力网络是云网融合技术的演进和发展,为用户提供算网一体的服务。文章基于云原生中轻量化的无服务器计算模式,以函数功能为边缘算力服务能力,提出面向无服务器计算的边缘算力网络服务体系架构,阐述架构中的功能需求、体系架构、部署方案等相关内容,并完成算力网络服务平台原型部署和业务验证,实现上层应用对无服务器计算边缘算力的能力调用,验证轻量化算力的应用与边缘算力网络能力开放的问题。     

工业互联网算网一体技术研究

随着工业智能化的不断演进,出现了越来越多的工业智能应用,因此需要大量的计算资源和网络资源支撑海量应用的运行。算网一体技术将计算资源和通信资源深度融合,极大程度地满足工业互联网中智能应用的数据传输和计算需求。因此,工业互联网中算网一体技术研究已经成为工业界重点关注的领域之一,也是我国“东数西算”战略实施落地的关键一环。首先阐述了工业互联网中引入算力网络的必要性和意义,归纳了算力网络在技术、标准和产业化方面的发展现状;其次,总结了工业互联网中不同应用对算力网络的时延、算力等需求,并设计了算力网络在工业互联网内外网的部署架构以及不同工业智能应用在工业算力网络中的部署方案;最后给出工业场景中算力网络中面临的技术挑战,并为后续研究工作指明方向。     

算力网络业务分级模型与指标体系研究

本文基于目前行业应用对算力网络的需求，结合东数西算、数智化转型等需求研究算力网络业务分级方案和指标体系，对算力网络业务SLA指标进行分类归纳，对算力网络业务分级进行了建模，提出了算力网络业务指标的ERG模型，从资源可供、安全可信和系统可用3个维度描述算力网络业务指标模型，并形成了算力网络业务需求SLA分级编排器。最后，给出了算力时代的业务应用部署策略。     

运营商视角下的算力网络技术及实践研究

算力网络是云化网络发展演进的下一个阶段,是运营商摆脱“管道”提供商困境、支撑业务高质量发展的必然选择。从算力网络的本质内涵出发,在对算力网络架构及实现路径深入分析的基础上,通过某运营商的算力网络实践阐述如何打造一体共生的精品算力网络,支撑数字经济高质量发展、赋能千行百业。     

东数西算下面向业务的路由策略分析与探索

基于各类业务对算力与网络指标的需求，结合当前网络流量现状与未来网络流量发展趋势，分析了包含算力业务的路由策略与实现机制，探索在东数西算场景下，面向业务和算力分布的路由策略。提出了一种基于业务属性与算力资源分布的混合式路由策略，将全国分成若干“算力区域”，在不同算力区域之间采用集中式路由决策，在算力区域内部采用分布式路由决策。该策略能够提供一种安全、灵活、高效的全局路由方法。     

算力网络部署方案分析

国家对算力网络的部署提出了更高要求,电信运营商加速落实算网融合工作。为解决计算和网络相互协同、调度问题,在对算力网络相关标准研究的基础上,总结了算力网络研究进展,分析了算力网络业务需求,结合电信运营商现网实际,从算力储备、传输网络、网络路由、协同调度4个方面,提出了算力网络可持续性建设部署方案,为算力网络建设初期提供参考。     

基于云、网、边融合的边缘计算新方案:算力网络

边缘计算已经成为5G时代重要的创新型业务模式,尤其是其低时延特性,被认为是传统方案所不具备的,因此边缘计算能够提供更多的服务能力且具有更为广泛的应用场景。但边缘计算与处于中心位置的云计算之间的算力协同成为新的技术难题,即需要在边缘计算、云计算以及网络之间实现云网协同、云边协同,甚至边边协同,才能实现资源利用的最优化。在研究边缘计算算力分配和调度需求的基础上,提出了基于云、网、边深度融合的算力网络方案,并针对AI类应用给出了一个典型实施系统,该方案能够有效应对未来业务对计算、存储、网络甚至算法资源的多级部署以及在各级节点之间的灵活调度。     

算力网络业务的安全技术研究

各领域通过对各项技术的利用，促进了算力网络业务安全技术的落地，不仅提升了有关工作的效率，还进一步降低了人们工作的工作压力，极大地满足了相关工作的要求。同时，受网络特征的影响，人们在使用信息技术时易出现网络安全问题，进而影响有关工作的开展。因此，需要加强对算力网络业务安全技术的研究，了解其运行机制及在使用过程中面临的挑战，采用有效的措施来提升技术水平。文中从算力网络入手，探讨了其相关业务运行机制及面临的安全挑战，思考了提升算力网络业务安全技术的有效策略。