算力網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展挑戰(zhàn)分析

曹暢 唐雄燕

(中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司研究院，北京 100048)

0 引言

新一代信息網(wǎng)絡(luò)正在從以信息傳遞為核心的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，向融合計(jì)算、存儲(chǔ)、傳送資源的智能化云網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)生轉(zhuǎn)變，算力網(wǎng)絡(luò)是為應(yīng)對(duì)這種轉(zhuǎn)變而提出的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)[1-2]。算力網(wǎng)絡(luò)基于無處不在的網(wǎng)絡(luò)連接，將動(dòng)態(tài)分布的計(jì)算與存儲(chǔ)資源互聯(lián)，通過網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、算力等多維度資源的統(tǒng)一協(xié)同調(diào)度，使海量的應(yīng)用能夠按需、實(shí)時(shí)調(diào)用泛在分布的計(jì)算資源，實(shí)現(xiàn)連接和算力在網(wǎng)絡(luò)的全局優(yōu)化，提供一致的用戶體驗(yàn)。作為一項(xiàng)新興技術(shù)，算力網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)、技術(shù)特征以及所面臨的發(fā)展挑戰(zhàn)正在逐步顯現(xiàn)，算力網(wǎng)絡(luò)的健康、可持續(xù)發(fā)展對(duì)我國建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國，構(gòu)建數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)體系意義重大。

1 計(jì)算與網(wǎng)絡(luò)融合發(fā)展趨勢(shì)分析

數(shù)字化、智能化正在加快推動(dòng)全球ICT產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新。世界各主要經(jīng)濟(jì)體國家紛紛通過國家戰(zhàn)略來搶占數(shù)字經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈的制高點(diǎn)，如美國的《美國國家網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)略》、德國的《高技術(shù)戰(zhàn)略2025》、日本的《日本制造業(yè)白皮書》等。此外，數(shù)字化、智能化還催生了海量的場景和應(yīng)用，5G特性將帶動(dòng)VR、AR、云游戲等大帶寬、低時(shí)延業(yè)務(wù)走向商業(yè)化，同時(shí)奠定Cloud+X發(fā)展基礎(chǔ)。從流量看，未來移動(dòng)數(shù)據(jù)流量會(huì)繼續(xù)劇增。據(jù)愛立信預(yù)測，2025年全球移動(dòng)數(shù)據(jù)流量將較2019年增加5倍，其中45%的流量將由5G網(wǎng)絡(luò)承載[3]。網(wǎng)絡(luò)帶寬的擴(kuò)大與業(yè)務(wù)類型的不斷拓展將增加網(wǎng)絡(luò)中的視頻流量，以國內(nèi)電信運(yùn)營商中國聯(lián)通為例，2020年5月其視頻流量占比已達(dá)72%，預(yù)計(jì)到2025年占比將增至76%。

新應(yīng)用帶來的爆炸式數(shù)據(jù)增長將重塑ICT產(chǎn)業(yè)格局，ICT技術(shù)發(fā)展將向著泛在聯(lián)接與泛在計(jì)算緊密結(jié)合的方向演進(jìn)，促使?jié)M足多樣化計(jì)算需求的融合計(jì)算架構(gòu)出現(xiàn)，以及云—邊—端結(jié)合的泛在計(jì)算模式興起。伴隨著我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，新一代信息技術(shù)間的融合效應(yīng)漸顯，“5G+云+AI”將成為推動(dòng)我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重要引擎，基于上述背景，我國率先提出了“算力網(wǎng)絡(luò)”的概念。算力網(wǎng)絡(luò)需要網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算高度協(xié)同，將計(jì)算單元和計(jì)算能力嵌入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)云、網(wǎng)、邊、端、業(yè)的高效協(xié)同，提高計(jì)算資源利用率。在算力網(wǎng)絡(luò)中，用戶無需關(guān)心網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算資源的位置和部署狀態(tài)，而只需關(guān)注自身獲得的服務(wù)，并通過網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算協(xié)同調(diào)度保證體驗(yàn)一致[4-5]。

2 算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展情況

目前來看，我國信息通信行業(yè)對(duì)“5G+云+AI”的探索處于世界領(lǐng)先地位。據(jù)IDC預(yù)測，到2023年，數(shù)字經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值將占到中國GDP的67%，超過全球平均水平。這些都帶動(dòng)了全網(wǎng)的算力密集分布、快速下沉并逐步實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。截至目前，算力網(wǎng)絡(luò)的愿景已在業(yè)界得到廣泛的認(rèn)可；算力網(wǎng)絡(luò)在標(biāo)準(zhǔn)制定、生態(tài)建設(shè)、試驗(yàn)驗(yàn)證等領(lǐng)域均取得了一定進(jìn)展；算力網(wǎng)絡(luò)作為我國的一項(xiàng)原創(chuàng)成果，開始走向國際舞臺(tái)。在標(biāo)準(zhǔn)制定方面，中國移動(dòng)、中國電信與中國聯(lián)通分別在國際電信聯(lián)盟(ITU-T) SG11與SG13工作組立項(xiàng)了Y.CPN[6]、Y.CAN和Q.CPN[7]等系列標(biāo)準(zhǔn)，并在互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)開展了Computing First Network Framework[8]等系列標(biāo)準(zhǔn)的研究；華為聯(lián)合國內(nèi)運(yùn)營商在歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(ETSI)和世界寬帶論壇(BBF)啟動(dòng)了包括NWI、城域算網(wǎng)在內(nèi)的多個(gè)項(xiàng)目；中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(CCSA)正有序開展“算力網(wǎng)絡(luò)需求與架構(gòu)”以及“算力感知網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究”兩項(xiàng)工作。面向未來6G時(shí)代，國內(nèi)IMT-2030 6G網(wǎng)絡(luò)工作組已將算力網(wǎng)絡(luò)作為研究課題之一，并開展算力網(wǎng)絡(luò)與6G通信技術(shù)的融合研究。在生態(tài)建設(shè)方面，國內(nèi)未來數(shù)據(jù)通信研究的主要組織——網(wǎng)絡(luò)5.0產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟專門成立了“算力網(wǎng)絡(luò)特設(shè)工作組”。 2019年年底，中國聯(lián)通、中國移動(dòng)和邊緣計(jì)算網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(ECNI)均發(fā)布了算力網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域相關(guān)白皮書，進(jìn)一步闡述了算網(wǎng)融合的重要觀點(diǎn)；2020年年底，中國聯(lián)通率先成立“中國聯(lián)通算力網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟”，作為首個(gè)運(yùn)營商牽頭的算力網(wǎng)絡(luò)研究組織，結(jié)合自身業(yè)務(wù)發(fā)展，對(duì)相關(guān)先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的制定提出了明確需求。在試驗(yàn)驗(yàn)證方面，2019年中國電信與中國移動(dòng)均已完成算力網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)室原型驗(yàn)證，并在GSMA巴塞羅那展、ITU-T和全球網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大會(huì)(GNTC)相關(guān)展會(huì)上發(fā)布成果。2020年年底，中國聯(lián)通在江蘇南京開通了國內(nèi)首個(gè)集成開放網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、算力服務(wù)平臺(tái)和AI應(yīng)用的一體化試驗(yàn)局。

2020年4月，國家發(fā)展和改革委員會(huì)首次對(duì)新基建的具體含義進(jìn)行了闡述，在信息基礎(chǔ)設(shè)施部分，提出構(gòu)建以數(shù)據(jù)中心、智能計(jì)算中心為代表的算力基礎(chǔ)設(shè)施。2020年12月，國家發(fā)展和改革委員會(huì)在《關(guān)于加快構(gòu)建全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系的指導(dǎo)意見》中提出“布局大數(shù)據(jù)中心國家樞紐節(jié)點(diǎn)，形成全國算力樞紐體系”的具體要求。從政策的導(dǎo)向來看，國家給予了算力提供者、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營者、服務(wù)提供者和服務(wù)使用者等不同角色引入多方參與的空間，同時(shí)也給以算力網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)—算—存主體分離、聯(lián)合服務(wù)的新商業(yè)模式提供了寶貴的嘗試空間[9]。

3 算力網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)分析

從算力網(wǎng)絡(luò)所倡導(dǎo)的技術(shù)理念中可以看出，算網(wǎng)一體是結(jié)合5G、泛在計(jì)算與AI的發(fā)展，在云網(wǎng)拉通和協(xié)同基礎(chǔ)上的下一個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展階段，即云網(wǎng)融合2.0階段。云網(wǎng)融合2.0階段在繼承云網(wǎng)融合1.0階段工作的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)結(jié)合未來業(yè)務(wù)形態(tài)的變化，在云、網(wǎng)、芯3個(gè)層面持續(xù)推進(jìn)研發(fā)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用部署匹配計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)感知計(jì)算、芯片能力增強(qiáng)計(jì)算，服務(wù)算力網(wǎng)絡(luò)時(shí)代云游戲、千人千面直播、自動(dòng)駕駛、智能安防與工業(yè)機(jī)器視覺等新業(yè)態(tài)，其關(guān)鍵技術(shù)可歸類為網(wǎng)絡(luò)編排、網(wǎng)絡(luò)承載和網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)3個(gè)方面[10]。

3.1 網(wǎng)絡(luò)編排技術(shù)

算力網(wǎng)絡(luò)是融合計(jì)算、存儲(chǔ)、傳送資源的智能化新型網(wǎng)絡(luò)，通過全面引入云原生技術(shù)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯和底層資源的完全解耦。需通過打造面向服務(wù)的容器編排調(diào)度能力，實(shí)現(xiàn)服務(wù)編排向算網(wǎng)資源的能力開放。同時(shí)，可結(jié)合底層基礎(chǔ)設(shè)施的資源調(diào)度管理能力，對(duì)于數(shù)據(jù)中心內(nèi)的異構(gòu)計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源和網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行有效管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)泛在計(jì)算能力的統(tǒng)一納管和去中心化的算力交易，構(gòu)建一個(gè)統(tǒng)一的服務(wù)平臺(tái)。

基于云原生的算力建模與服務(wù)編排如圖1所示，可見，算力是設(shè)備/平臺(tái)處理、運(yùn)行業(yè)務(wù)的關(guān)鍵核心能力。在算力網(wǎng)絡(luò)中，算力的提供方不再是專有的某個(gè)數(shù)據(jù)中心或集群，而是將云邊端這種泛在的算力通過網(wǎng)絡(luò)化的方式連接在一起，實(shí)現(xiàn)算力的高效共享[11]。因此，算力網(wǎng)絡(luò)中的算力資源將是泛在化的、異構(gòu)化的。對(duì)于異構(gòu)算力資源，算力網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用基于“K8S+輕量化K8S”的兩級(jí)聯(lián)動(dòng)的架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的算力資源調(diào)度納管。K8S采用中心的資源調(diào)度統(tǒng)一平臺(tái)對(duì)于整體的基礎(chǔ)資源進(jìn)行統(tǒng)一管理和集群管理，而輕量化K8S集群主要是作為邊緣側(cè)的資源調(diào)度平臺(tái)對(duì)于邊緣計(jì)算集群進(jìn)行調(diào)度和管理。

圖1 基于云原生的算力建模與服務(wù)編排示例

泛在算力資源的統(tǒng)一建模度量是算力調(diào)度的基礎(chǔ)。針對(duì)泛在的算力資源，通過模型函數(shù)將不同類型的算力資源映射到統(tǒng)一的量綱維度，形成業(yè)務(wù)層可理解、可閱讀的零散算力資源池，為算力網(wǎng)絡(luò)的資源匹配調(diào)度提供基礎(chǔ)保障，將業(yè)務(wù)運(yùn)行所需的算力需求按照一定分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)劃分為多個(gè)等級(jí)。這樣可為算力提供者設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)套餐時(shí)提供參考，也可為算力平臺(tái)設(shè)計(jì)者根據(jù)所需運(yùn)行的業(yè)務(wù)做平臺(tái)算力的選型設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

3.2 網(wǎng)絡(luò)承載技術(shù)

“IPv6+”是面向5G和云時(shí)代的智能IP網(wǎng)絡(luò)，可以滿足算力網(wǎng)絡(luò)靈活組網(wǎng)、優(yōu)化用戶體驗(yàn)按需服務(wù)等需求。算力承載網(wǎng)以IPv6+和SRv6技術(shù)為底座，在網(wǎng)絡(luò)切片能力的基礎(chǔ)上，引入網(wǎng)絡(luò)感知技術(shù)，解決當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)難以感知業(yè)務(wù)需求、算力和服務(wù)難以良好匹配的問題。在算力網(wǎng)絡(luò)中，業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)進(jìn)一步下沉，并通過算力網(wǎng)關(guān)將南北向流量提前轉(zhuǎn)化為東西向流量，同時(shí)利用IPv6可擴(kuò)展頭豐富的可編程空間，開展IPv6+網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)包括但不限于網(wǎng)絡(luò)切片、隨路網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(in-situ Flow Information Telemetry, iFIT)、業(yè)務(wù)鏈(Service Function Chaining, SFC)等和新應(yīng)用開發(fā)，實(shí)現(xiàn)城域算力基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)，通過業(yè)務(wù)的部署和資源調(diào)整來保證應(yīng)用的服務(wù)級(jí)別協(xié)議(Service Level Agreement, SLA)要求，以此提供業(yè)務(wù)鏈服務(wù)，具體如圖2所示。當(dāng)前，CCSA TC3 正在開展算力網(wǎng)絡(luò)需求與架構(gòu)的研究工作，思路是通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、算力等多維度資源的統(tǒng)一管理和協(xié)同調(diào)度，實(shí)現(xiàn)連接和算力在網(wǎng)絡(luò)的全局優(yōu)化，技術(shù)實(shí)現(xiàn)上可分為集中式方案、分布式方案、混合式方案等多種技術(shù)路線。除基于數(shù)據(jù)中心軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software Defined Network, SDN)集中調(diào)度的方案，還可基于電信運(yùn)營商承載網(wǎng)分布式控制能力，結(jié)合承載網(wǎng)網(wǎng)元自身控制協(xié)議擴(kuò)展，復(fù)用現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)控制平面分布式協(xié)議的方式實(shí)現(xiàn)算力信息的分發(fā)與基于算力尋址的路由，同時(shí)綜合考慮實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算資源狀況，將不同的應(yīng)用調(diào)度到合適的計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理。

圖2 算力網(wǎng)絡(luò)資源感知和信息交互示例

3.3 網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)

傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備采用轉(zhuǎn)控一體的工作模式，其轉(zhuǎn)發(fā)芯片的功能相對(duì)固化，“緊耦合”的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備難以支撐算力網(wǎng)絡(luò)對(duì)設(shè)備靈活性及可編程性的需求。新一代高性能可編程數(shù)據(jù)包處理芯片加上P4/NPL等編程語言的出現(xiàn)，讓網(wǎng)絡(luò)擁有者、工程師、架構(gòu)師及管理員可以自上而下地定義數(shù)據(jù)包的完整處理流程，除了可幫助算力網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)最適合其自身需求的具體網(wǎng)絡(luò)行為外，其中可編程芯片還能使芯片供應(yīng)商專注于設(shè)計(jì)并改進(jìn)那些可重用的數(shù)據(jù)包處理架構(gòu)和基本模塊，而不必糾結(jié)于特定協(xié)議里錯(cuò)綜復(fù)雜的細(xì)節(jié)和異常行為。因此，可編程芯片技術(shù)的產(chǎn)生，為算力網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)面提供了相應(yīng)的技術(shù)支撐。

4 算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展挑戰(zhàn)與建議

4.1 算力資源的感知與度量

算力網(wǎng)絡(luò)在工程實(shí)際應(yīng)用中首先面臨的是算力的感知與度量，進(jìn)而才能實(shí)現(xiàn)對(duì)算力的編排并合理快速匹配業(yè)務(wù)需求。目前，如何感知算力、通過有效建模形成統(tǒng)一度量的算力資源，并能夠合理編排以滿足業(yè)務(wù)需求，是算力網(wǎng)絡(luò)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

隨著5G、人工智能等技術(shù)的發(fā)展，算力網(wǎng)絡(luò)中的算力提供方不再是專有的某個(gè)數(shù)據(jù)中心或計(jì)算集群，而是云邊端這種泛在化的算力，并通過網(wǎng)絡(luò)連接在一起，實(shí)現(xiàn)算力資源的高效共享。因此，算力網(wǎng)絡(luò)中的算力資源將是泛在化的、異構(gòu)化的。目前，市面上不同廠家的計(jì)算芯片類型形式各異，如GPU、ASIC，以及近年出現(xiàn)的NPU、TPU等，這些芯片的功能和適用場景各有側(cè)重，如何準(zhǔn)確感知這些異構(gòu)的泛在芯片的算力大小、不同芯片所適合的業(yè)務(wù)類型及其在網(wǎng)絡(luò)中的位置，并且對(duì)其進(jìn)行有效納管、監(jiān)督是目前的主要挑戰(zhàn)。

針對(duì)上述挑戰(zhàn)，建議結(jié)合算力需求量化與建模研究，積極推動(dòng)相關(guān)國際國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化工作，通過標(biāo)準(zhǔn)化的模型函數(shù)將不同類型的算力資源映射到統(tǒng)一的量綱維度，形成業(yè)務(wù)層可理解、可閱讀的零散算力資源池。另外，對(duì)于業(yè)務(wù)運(yùn)行，不光要有足夠的算力，也需要配套的存儲(chǔ)能力、網(wǎng)絡(luò)能力，甚至還可能需要編解碼能力、吞吐能力等來聯(lián)合保障用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。建議從微服務(wù)的角度來衡量算力，對(duì)相應(yīng)的資源調(diào)度分配原則進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，降低算力網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)和應(yīng)用部署的復(fù)雜度，簡化業(yè)務(wù)管理流程和機(jī)制[12]。

4.2 集中與分布的協(xié)同控制

算力網(wǎng)絡(luò)控制方案的實(shí)現(xiàn)有集中式和分布式兩種。集中式方案是在基于數(shù)據(jù)中心SDN集中調(diào)度方案的基礎(chǔ)上，由云數(shù)據(jù)中心向城域網(wǎng)擴(kuò)展，與邊緣云相連接，通過集中式的SDN控制器和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化編排器管理和協(xié)調(diào)功能(NFVO MANO)實(shí)現(xiàn)中心云及邊緣云間的算力網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一管理和協(xié)同調(diào)度。分布式控制方案即基于電信運(yùn)營商承載網(wǎng)分布式控制能力，結(jié)合承載網(wǎng)網(wǎng)元自身控制協(xié)議擴(kuò)展，復(fù)用現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)控制平面的方式實(shí)現(xiàn)算力信息的分發(fā)與基于算力尋址的路由，同時(shí)綜合考慮實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算資源狀況，將不同的應(yīng)用調(diào)度到合適的計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)連接和算力在網(wǎng)絡(luò)的全局優(yōu)化[13]。

對(duì)比集中式控制與分布式控制兩種方案，前者能夠做到算力節(jié)點(diǎn)的路由可達(dá)，配置通過集中式的SDN控制器可快速實(shí)現(xiàn)，但該方案的問題是計(jì)算節(jié)點(diǎn)無法快速與網(wǎng)絡(luò)屬性聯(lián)動(dòng)，也較難與運(yùn)營商基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)動(dòng)；后者能夠充分調(diào)動(dòng)承載網(wǎng)中IP路由器節(jié)點(diǎn)的控制能力，應(yīng)用可以感知路徑中沿途的所有節(jié)點(diǎn)的服務(wù)質(zhì)量，但需要網(wǎng)絡(luò)根據(jù)具體的業(yè)務(wù)需求選擇邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議(Border Gateway Protocol, BGP)擴(kuò)展的種類和形式，實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜，也尚未標(biāo)準(zhǔn)化。

針對(duì)上述挑戰(zhàn)，建議大力推進(jìn)算力感知與端管云協(xié)同的技術(shù)研發(fā)，例如“IPv6+”系列技術(shù)研發(fā)?！癐Pv6+”拉通端管云以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)配置，可以滿足云網(wǎng)融合的靈活組網(wǎng)、業(yè)務(wù)快速開通、確定性傳輸、優(yōu)化用戶體驗(yàn)按需服務(wù)等需求，通過IPv6協(xié)議與擴(kuò)展，可以使多方、異構(gòu)的資源整合在一起，解決云和網(wǎng)的靈活對(duì)接、云網(wǎng)資源的統(tǒng)一管控和資源利用的整體最優(yōu)化。同時(shí)，建議在“IPv6+”協(xié)議基本功能具備之后，研究云服務(wù)應(yīng)用感知、算力資源及時(shí)調(diào)用與網(wǎng)絡(luò)能力開放之間的協(xié)調(diào)機(jī)制，以便更好地推進(jìn)云網(wǎng)融合，促進(jìn)算力的端管云拉通[14]。

4.3 計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)合布局優(yōu)化

從過去來看，計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)兩大產(chǎn)業(yè)雖互有融合和促進(jìn)，但總體上還處于分別發(fā)展、獨(dú)自規(guī)劃的階段。5G時(shí)代的到來，對(duì)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)合布局優(yōu)化提出了必然的要求。其一，單芯片、單設(shè)備的計(jì)算能力遇到了制造工藝、多核集成數(shù)量等方面的瓶頸，這就要求多芯片、多算力設(shè)施的聯(lián)合服務(wù)。其二，5G核心網(wǎng)的云化部署使得邊緣計(jì)算成為了可能，邊緣計(jì)算要求計(jì)算的單元貼近用戶，網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量成為評(píng)價(jià)邊緣計(jì)算基礎(chǔ)能力的重要標(biāo)準(zhǔn)。其三，隨著AI識(shí)別、大視頻、科學(xué)計(jì)算等新業(yè)務(wù)的發(fā)展，算力類型在CPU通用計(jì)算的基礎(chǔ)上，不斷向GPU、ASIC等專用類型擴(kuò)展，需結(jié)合用戶快速接入計(jì)算服務(wù)的要求，計(jì)算節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的布局也需要結(jié)合網(wǎng)絡(luò)情況和業(yè)務(wù)需求綜合考慮[15-16]。

針對(duì)上述挑戰(zhàn)，建議加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，通過“以算聯(lián)網(wǎng)，以網(wǎng)促算”的方式進(jìn)行計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)合布局優(yōu)化，并通過計(jì)算成網(wǎng)彌補(bǔ)我國計(jì)算芯片單體的自主可控短板。具體來說，需要加強(qiáng)計(jì)算處理單元和網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)雙方的開放性，以便更加快速、便捷地響應(yīng)對(duì)方的需求。同時(shí)，建議運(yùn)營商在5G核心網(wǎng)、承載網(wǎng)部署過程中，一方面做強(qiáng)邊緣計(jì)算，形成云—邊—端多級(jí)算力有效協(xié)同和分擔(dān)的局面；另一方面提升網(wǎng)絡(luò)承載能力，綜合建網(wǎng)成本和算力傳遞質(zhì)量需求進(jìn)行骨干和城域承載網(wǎng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)。

5 結(jié)束語

數(shù)字經(jīng)濟(jì)成為“十四五”的重要?jiǎng)?chuàng)新增長引擎，國家把“網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國、數(shù)字中國”作為“十四五”新發(fā)展階段的重要戰(zhàn)略進(jìn)行了系列部署。信息通信行業(yè)深處“網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國、數(shù)字中國”建設(shè)的宏觀戰(zhàn)略基點(diǎn)，立足數(shù)字產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的時(shí)代風(fēng)口，應(yīng)全力圍繞數(shù)字經(jīng)濟(jì)“新需求”創(chuàng)造“新供給”，積極探索構(gòu)建算力網(wǎng)絡(luò)、提供算力服務(wù)的方式與途徑，打造高品質(zhì)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，攜手產(chǎn)業(yè)伙伴與廣大用戶，共創(chuàng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)的美好未來。