算力網絡與“東數西算”工程實踐

苗青

博士研究生，高 级工程师，2005年毕业于上海交通大学控制理论与控制工程专业。现任上海邮电设计咨询研究院有限公司执行董事、党委书记、总经理。长期从事云计算、物联网、人工智能、语音技术及信息系统集成等技术研究，作为企业负责人和项目负责人完成“网络协同制造业务流程优化工业互联网平台测试床项目”、上海市发展和改革委员会“基于AI语音技术的中小企业自助客服云平台”、上海市科学技术委员会“区域级消防物联网关键技术研发与应用”“基于人工智能的物联网产业敏捷服务平台”等7项重点课题项目。带领团队荣获多个奖项。

归律

博士研究生，高 级工程师，2007年毕业于北京邮电大学电磁场与微波技术专业。现任上海邮电设计咨询研究院有限公司总工程师。长期从事云计算、大数据、IT系统、传送网等技术研究，作为项目负责人完成大量国家部委和运营商总部级别的咨询和设计项目，主编完成行业标准YD/T 5238—2019《分布式数据计算平台设备安装工程设计规范》。曾获得实用新型专利，出版《5G关键技术与网络建设系列丛书·移动核心网》，主持并参与了多项国家、省市政府项目并荣获多个奖项。近年来专注于工业互联网、算力网络等方向的研究及产品研发落地。

张开飞

高 级工程师，工学硕士，2004年毕业于北京邮电大学。通信工程建设项目评标专 家，现任上海邮电设计咨询研究院有限公司数据分院副院长。长期从事信息化、云计算领域规划咨询设计与管理工作，具有近20年丰富的从业经验。主编和参编了《分布式数据计算平台设备安装工程设计规范》等多项行业和企业标准、规范和研究课题，曾获得实用新型专利，曾荣获多个奖项。

张宏远

博士研究生学历，2005年毕业于上海交通大学。通信领域专 家，高 级工程师，上海邮电设计咨询研究院有限公司核心网专 家，中国通信服务有限公司上海公司核心人才。长期从事通信网络、业务平台、信息系统的建设方案咨询与设计工作。负责中国电信集团和上海市、海南省、吉林省、浙江省、陕西省、内蒙古自治区等地的大数据平台及移动网络设计与规划，主编《通信网络功能虚拟化（NFV）工程技术规范》《宽带数字集群通信工程技术标准》《基于LTE技术的宽带集群通信系统设计规范》等标准。近年来，专注于移动核心网、数据中台、数据治理等方面的研究。

黄瑾

通信与信息系统硕士，毕业于上海交通大学。高 级工程师，注册一级建造师、注册咨询工程师，现为上海邮电设计咨询研究院有限公司首 席设计师。从事云计算、运营商IT系统及业务平台的咨询设计工作17年。作为负责人主持完成中国电信临港算力园区、上海市市区两级电子政务云等重大工程的规划与设计。目前正在参与一体化大数据中心长三角枢纽节点的规划建设。作为主要编制人员编写了《云计算基础设施工程技术》等多项标准。出版技术专著1部，获得授权专利多项。曾荣获多个奖项。

王亦炜

上海邮电设计咨询研究院有限公司数据勘察设计院副总工程师，高 级工程师，长期从事光传输网络规划、设计及传输组网技术演进的研究工作。自2012年以来一直致力于OTN技术在城域传送网络中进行复杂组网以适应未来互联网和运营商新型业务发展的研究和实践，主持了上海电信多个超大型OTN的组网规划和设计工作，2014年提出的OTN架构已处于国际先进水平。近年来参与了《光传送网(OTN)工程技术标准》《信息通信网络工程项目规范》标准的编写。曾荣获多个奖项。

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