算力網絡與“東數西算”工程實踐

苗青

博士研究生，高 級工程師，2005年畢業於上海交通大學控制理論與控制工程專業。現任上海郵電設計咨詢研究院有限公司執行董事、黨委書記、總經理。長期從事雲計算、物聯網、人工智能、語音技術及信息系統集成等技術研究，作為企業負責人和項目負責人完成“網絡協同製造業務流程優化工業互聯網平臺測試床項目”、上海市發展和改革委員會“基於AI語音技術的中小企業自助客服雲平臺”、上海市科學技術委員會“區域級消防物聯網關鍵技術研發與應用”“基於人工智能的物聯網產業敏捷服務平臺”等7項重點課題項目。帶領團隊榮獲多個獎項。

歸律

博士研究生，高 級工程師，2007年畢業於北京郵電大學電磁場與微波技術專業。現任上海郵電設計咨詢研究院有限公司總工程師。長期從事雲計算、大數據、IT系統、傳送網等技術研究，作為項目負責人完成大量國家部委和運營商總部級別的咨詢和設計項目，主編完成行業標準YD/T 5238—2019《分佈式數據計算平臺設備安裝工程設計規範》。曾獲得實用新型專利，出版《5G關鍵技術與網絡建設系列叢書·移動核心網》，主持並參與了多項國家、省市政府項目並榮獲多個獎項。近年來專註於工業互聯網、算力網絡等方向的研究及產品研發落地。

張開飛

高 級工程師，工學碩士，2004年畢業於北京郵電大學。通信工程建設項目評標專 家，現任上海郵電設計咨詢研究院有限公司數據分院副院長。長期從事信息化、雲計算領域規劃咨詢設計與管理工作，具有近20年豐富的從業經驗。主編和參編了《分佈式數據計算平臺設備安裝工程設計規範》等多項行業和企業標準、規範和研究課題，曾獲得實用新型專利，曾榮獲多個獎項。

張宏遠

博士研究生學歷，2005年畢業於上海交通大學。通信領域專 家，高 級工程師，上海郵電設計咨詢研究院有限公司核心網專 家，中國通信服務有限公司上海公司核心人才。長期從事通信網絡、業務平臺、信息系統的建設方案咨詢與設計工作。負責中國電信集團和上海市、海南省、吉林省、浙江省、陝西省、內蒙古自治區等地的大數據平臺及移動網絡設計與規劃，主編《通信網絡功能虛擬化（NFV）工程技術規範》《寬帶數字集群通信工程技術標準》《基於LTE技術的寬帶集群通信系統設計規範》等標準。近年來，專註於移動核心網、數據中台、數據治理等方面的研究。

黃瑾

通信與信息系統碩士，畢業於上海交通大學。高 級工程師，註冊一級建造師、註冊咨詢工程師，現為上海郵電設計咨詢研究院有限公司首 席設計師。從事雲計算、運營商IT系統及業務平臺的咨詢設計工作17年。作為負責人主持完成中國電信臨港算力園區、上海市市區兩級電子政務雲等重大工程的規劃與設計。目前正在參與一體化大數據中心長三角樞紐節點的規劃建設。作為主要編制人員編寫了《雲計算基礎設施工程技術》等多項標準。出版技術專著1部，獲得授權專利多項。曾榮獲多個獎項。

王亦煒

上海郵電設計咨詢研究院有限公司數據勘察設計院副總工程師，高 級工程師，長期從事光傳輸網絡規劃、設計及傳輸組網技術演進的研究工作。自2012年以來一直致力於OTN技術在城域傳送網絡中進行復雜組網以適應未來互聯網和運營商新型業務發展的研究和實踐，主持了上海電信多個超大型OTN的組網規劃和設計工作，2014年提出的OTN架構已處於國際先進水平。近年來參與了《光傳送網(OTN)工程技術標準》《信息通信網絡工程項目規範》標準的編寫。曾榮獲多個獎項。

上篇：算力網絡

第1章　從雲計算到雲網融合 002

1.1　算力基礎設施：雲計算 002

1.2　分佈式計算 003

1.3　新型計算節點：邊緣計算 005

1.4　未來網絡 006

1.5　雲網融合 007

第2章　算網融合 009

2.1　算力 009

2.1.1　算力的定義 009

2.1.2　算力的載體——數據中心 012

2.1.3　CPU、GPU和DSA三大主流計算平臺 014

2.1.4　未來算力的提升 019

2.2　算力網絡 024

2.2.1　算力網絡的產生 024

2.2.2　算力網絡的分類 024

2.2.3　算力網絡的工程案例 026

2.3　算網融合的過程 027

2.3.1　算網融合的類型 027

2.3.2　雲網融合和算網融合的關系 028

2.3.3　融合的演進階段 028

第3章　算力網絡的標準體系 030

第4章　算力網絡的體系架構 035

4.1　算力網絡與雲網融合的關系 035

4.2　算力網絡的主流體系架構 037

第5章　算力網絡的關鍵技術 040

5.1　算力基礎設施的關鍵技術 040

5.1.1　異構計算 040

5.1.2　存算一體 042

5.1.3　雲原生 045

5.2　網絡基礎設施關鍵技術 050

5.2.1　SRv6 050

5.2.2　數據中心網絡關鍵技術 056

5.2.3　無損網絡 069

5.2.4　確定性網絡 071

5.2.5　應用感知網絡 074

5.3　算網一體關鍵技術 074

5.3.1　算力標準化度量與建模 075

5.3.2　算力感知與路由 076

5.4　編排管理與運營服務的關鍵技術 078

5.4.1　算力網絡編排調度的構想 078

5.4.2　算力網絡編排管理和運營的關鍵技術 085

5.4.3　多雲管理 106

5.5　算力封裝與算力交易平臺 110

5.5.1　算力封裝技術 110

5.5.2　算網交易平臺 114

5.6　安全關鍵技術 124

5.6.1　安全風險分析 124

5.6.2　安全需求分析 125

5.6.3　安全防護建設思路 127

5.6.4　安全關鍵技術與手段 129

5.7　綠色節能技術 132

5.7.1　低PUE的主要技術手段 132

5.7.2　打造綠色數據算力中心的有效措施 134

第6章　算力網絡技術的能力需求分析 137

6.1　數據流通 137

6.1.1　數據流通模式 137

6.1.2　數據流通技術 139

6.1.3　數據流通的安全治理 144

6.2　算力共享 148

6.2.1　算力共享的定義與分類 149

6.2.2　算力共享模式 151

6.2.3　算力共享網絡 152

6.2.4　算力的監控與管理 154

第7章　算力網絡技術基礎設施需求分析 155

7.1　催生算力網絡發展的大背景 155

7.2　電信運營商主導的算力網絡體系架構 156

7.3　承載網基礎設施 158

7.3.1　傳統承載網存在的痛點 158

7.3.2　新一代承載網發展和演進的方向 159

7.4　編排與轉發基礎設施 162

7.4.1　算力網絡編排基礎設施 162

7.4.2　算力網絡轉發基礎設施 163

7.5　安全基礎設施 164

7.5.1　雲網融合、算網融合對安全提出新的挑戰 165

7.5.2　新一代安全基礎設施的發展方向分析 165

第8章　算力網絡應用場景實踐案例 169

8.1　賦能生活 169

8.2　賦能行業 173

8.3　賦能社會 174

第9章　算力網絡的發展願景 176

9.1　算力泛在 176

9.2　算網共生 177

9.3　智能編排 177

9.4　一體服務 177

9.5　算力網絡需要進一步研究解決的技術挑戰 178

下篇：東數西算

第10章　“東數西算”工程政策解讀 182

10.1　我國“東數西算”工程建設相關政策解讀 182

10.2　我國算力服務總體推進節奏 183

10.3　我國“東數西算”工程發展戰略及部署實施方案 188

10.3.1　“東數西算”工程發展戰略 188

10.3.2　“東數西算”工程部署實施方案 190

10.3.3　總結 191

第11章　“東數西算”工程實施步驟 192

11.1　我國國家級八大樞紐節點+網、雲、數三大體系建設方案 192

11.1.1　我國八大樞紐節點 192

11.1.2　網、雲、數三大體系建設方案 193

11.2　第一階段（2021—2023年）：建成樞紐數據中心集群，綠色先進，實現“東數西存” 196

11.2.1　建立一體化雲合規認證體系 196

11.2.2　完善數據中心評價標準 205

11.2.3　完善算力及網絡基礎設施 209

11.2.4　構建與貫徹數據中心綠色節能標準體系 222

11.3　第二階段（2024—2025年）：構建東西部直連網絡，實現“東數西算”一體化調度 227

11.3.1　建設數據中心直連網絡 227

11.3.2　落地區域協同的算力服務體系 228

11.3.3　算網新型基礎設施的全面落地 232

11.3.4　建設國家級/區域級算力調度平臺 234

11.4　第三階段（2026年之後）：構建數據交易市場，實現數據要素高效流通 239

11.4.1　建設數據交易統一管理平臺 239

11.4.2　國家統一數據要素交易市場，數據可信流通 243

第12章　“東數西算”數據中心佈局建議 251

12.1　我國數據中心存在的問題 251

12.2　數據中心佈局建議 252

12.2.1　時延因素 252

12.2.2　數據因素 257

12.2.3　資源因素 258

12.2.4　規模因素 258

12.2.5　“東數西算”配對模型建議 259

第13章　“東數西算”工程實施需要破解的難題與挑戰 261

13.1　泛在化、異構化的算力資源難以感知和統一度量 261

13.2　集中式/分佈式算力網絡控制方案難以協同 263

13.3　網絡融合面臨的挑戰 264

13.4　數據標準化難以統一 265

參考文獻 267