算網(wǎng)融合的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

穆琙博 韓淑君 柴瑤琳 宋 平 畢立波

中國信息通信研究院 北京 100191

引言

近年來，千行百業(yè)陸續(xù)進(jìn)入以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為主要特征的數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展新時期。中國信息通信研究院的測算數(shù)據(jù)顯示，2020年我國產(chǎn)業(yè)數(shù)字化規(guī)模達(dá)到31.7萬億，GDP占比達(dá)到31.2%[1]。為抓住數(shù)字經(jīng)濟(jì)的這一歷史性發(fā)展機遇，打造融合感知、傳輸、存儲、計算于一體的新型基礎(chǔ)設(shè)施成為自頂向下的全局戰(zhàn)略，其中，信息通信網(wǎng)絡(luò)被視為打通經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要戰(zhàn)略支點。如何充分發(fā)揮基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的基石效應(yīng)，形成廣泛而深刻的行業(yè)賦能效應(yīng)，引發(fā)了對ICT產(chǎn)業(yè)的深度思考。

事實上，早在2015年，隨著5G、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的逐步發(fā)展，國內(nèi)ICT行業(yè)正式提出了“云網(wǎng)融合”的發(fā)展戰(zhàn)略，旨在通過打破云網(wǎng)“兩張皮”的剛性業(yè)務(wù)模式，打造云網(wǎng)融合一體化的新型基礎(chǔ)設(shè)施。進(jìn)入2020年以來，為做好“十四五”發(fā)展布局，ICT行業(yè)從以云為中心全面朝向以用戶為中心全面升級，面向“計算+網(wǎng)絡(luò)”融合發(fā)展的技術(shù)演進(jìn)趨勢，基于“云+網(wǎng)”注入更多合作內(nèi)涵。2021年，中國電信、中國移動、中國聯(lián)通先后提出“算力網(wǎng)絡(luò)”的發(fā)展理念，要求綜合“網(wǎng)、云、數(shù)、智、安、邊、端、鏈”多維度內(nèi)涵，建設(shè)支持?jǐn)?shù)網(wǎng)協(xié)同、數(shù)云協(xié)同、云邊協(xié)同、綠色智能的多層次算力設(shè)施體系；與此同時，國內(nèi)的高性能計算、超級計算等先進(jìn)計算領(lǐng)域陸續(xù)提出“超算互聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展思路，聚焦超算中心、高性能計算中心等傳統(tǒng)算力提供節(jié)點從以“資源服務(wù)為中心”朝向以“應(yīng)用服務(wù)為中心”轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)計算資源之間的統(tǒng)一調(diào)度和服務(wù)。綜合來看，助力“計算”+“網(wǎng)絡(luò)”融合發(fā)展的算網(wǎng)融合已經(jīng)成為當(dāng)前ICT產(chǎn)業(yè)關(guān)注的焦點話題。

本文將聚焦“計算”+“網(wǎng)絡(luò)”協(xié)同發(fā)展，從國家戰(zhàn)略、行業(yè)發(fā)展、技術(shù)演進(jìn)三個方面入手，梳理算網(wǎng)融合的發(fā)展背景，提煉算網(wǎng)融合的技術(shù)內(nèi)涵和參考架構(gòu)，圍繞政策、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)，概述算網(wǎng)融合的發(fā)展態(tài)勢，分析存在問題，形成發(fā)展建議。

1 算網(wǎng)融合的提出背景

1.1 戰(zhàn)略驅(qū)動：國家競爭的重要賽道

全球高度重視基礎(chǔ)設(shè)施的信息化升級，“計算”+“網(wǎng)絡(luò)”融合設(shè)施部署被各國視為布局新一輪國家競賽的重點方向。隨著ICT科技和產(chǎn)業(yè)變革的深入推進(jìn)，世界主要國家紛紛加大投入，融合多維感知、異構(gòu)計算、智能調(diào)度的算網(wǎng)設(shè)施成為重要抓手。

1)美國

依托在云計算領(lǐng)域的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，美國政府以提升“算”+“網(wǎng)”融合服務(wù)能力為目標(biāo)，加速推進(jìn)信息化“高速公路”的建設(shè)。2021年4月，美國提出2萬億美元“新基建計劃”，其中，投入500億美元資金用于提高芯片算力，1 000億美元用于鋪設(shè)覆蓋美國全境的高速寬帶網(wǎng)絡(luò)；2021年6月8日，美國參議院通過《2021年美國創(chuàng)新與競爭法案》(S.1260)，旨在全球基礎(chǔ)設(shè)施和信息通信技術(shù)領(lǐng)域，不斷對抗中國日益增長的影響力。

2)歐洲

聚焦區(qū)域性算網(wǎng)設(shè)施，歐盟以搶占國際話語權(quán)為目標(biāo)，逐步構(gòu)建基于數(shù)據(jù)安全的ICT基礎(chǔ)設(shè)施，以對抗中美的領(lǐng)先優(yōu)勢。2020年，由德國和法國聯(lián)合倡議和牽頭，歐盟27國參與，重點打造算力基礎(chǔ)設(shè)施“歐洲云”項目[2]，旨在建立一個真正屬于歐洲的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施，成為歐盟的“母云端”，并創(chuàng)立通用云標(biāo)準(zhǔn)、參考云架構(gòu)和互操作性要求等。

3)中國

“十四五”期間，我國重點發(fā)力“新型基礎(chǔ)設(shè)施”建設(shè)計劃，率先提出“東數(shù)西算”戰(zhàn)略布局，聚焦“計算”+“網(wǎng)絡(luò)”，全面推動信息基礎(chǔ)設(shè)施落地部署。2021年，多部委聯(lián)合發(fā)布《全國一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實施方案》，明確指出“用3年時間，形成總體布局持續(xù)優(yōu)化，全國一體化算力網(wǎng)絡(luò)國家樞紐節(jié)點、省內(nèi)數(shù)據(jù)中心、邊緣數(shù)據(jù)中心梯次布局”。2022年1月，國務(wù)院印發(fā)《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》[3]，明確提出“推進(jìn)云網(wǎng)協(xié)同和算網(wǎng)融合發(fā)展、有序推進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施智能升級”。

1.2 行業(yè)驅(qū)動：數(shù)字經(jīng)濟(jì)的重要支撐

大連接、高算力、強安全是當(dāng)前數(shù)字經(jīng)濟(jì)條件下服務(wù)升級和應(yīng)用創(chuàng)新的主要要求，亟需“計算”+“網(wǎng)絡(luò)”融合應(yīng)用提供服務(wù)支撐。進(jìn)入5G+時代，生物識別、智能醫(yī)療、智能制造等智慧場景不斷涌現(xiàn)，越來越多的個人、社會信息將進(jìn)入數(shù)字化發(fā)展階段，即將帶來幾何級數(shù)增長的連接終端、應(yīng)用數(shù)據(jù)和安全壓力。面向“萬物智聯(lián)”的新時代，行業(yè)亟需“計算”+“網(wǎng)絡(luò)”融合發(fā)展，提供數(shù)字化服務(wù)底座。

1)CT行業(yè)

網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用相分離、管道商服務(wù)價值低是CT行業(yè)的重要挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的管道能力與智能場景的計算需求相對脫節(jié)，面對海量的連接需要，以連通性為目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案不僅帶來巨大的投資壓力，還降低了通信行業(yè)的服務(wù)價值。因此，建設(shè)智能化大連接的算力網(wǎng)絡(luò)成為運營商的重要戰(zhàn)略目標(biāo)。

2)IT行業(yè)

算力供需不均衡，全局利用效率低是IT行業(yè)的重要瓶頸。全球范圍內(nèi)，局部算力過剩形成“算力孤島”，全局算力相對不足，現(xiàn)有的算力供給側(cè)，如超算中心、高性能計算中心、云數(shù)據(jù)中心集群等，算力資源的綜合利用率普遍小于15%，總體處于虧損狀態(tài)，而算力需求側(cè)，如無人駕駛、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)、AR/VR，預(yù)計到2030年，應(yīng)用場景的算力需求將同比2018年提升300倍～2000倍。因此，建設(shè)高效的算力調(diào)度能力是IT行業(yè)的重要關(guān)注。

3)安全行業(yè)

傳統(tǒng)安全模式無法滿足數(shù)字化發(fā)展需要引起安全行業(yè)的極大關(guān)注。數(shù)字經(jīng)濟(jì)條件下，虛擬化、軟件化、智能化的行業(yè)應(yīng)用打破了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全邊界，以“邊界防御”+“縱深防御”為主要特征的安全防御機制面臨失效風(fēng)險，近幾年來，各國的關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施不斷遭遇體系化安全挑戰(zhàn)。因此，建設(shè)服務(wù)于“計算”+“網(wǎng)絡(luò)”的數(shù)字化新型安全體系是安全行業(yè)的重要共識。

1.3 技術(shù)驅(qū)動：融合創(chuàng)新的重要錨點

當(dāng)前，跨界、跨領(lǐng)域的能力融合是ICT技術(shù)創(chuàng)新的重要方向?？紤]到數(shù)字化的智能應(yīng)用場景對于泛在連接、實時計算等方面的共性要求，“計算”+“網(wǎng)絡(luò)”全面融合業(yè)已成為ICT技術(shù)全面發(fā)展的重要錨點。一方面，多樣性計算將朝著網(wǎng)絡(luò)化的方向全面發(fā)展。邊緣側(cè)算力需求驅(qū)動了實時計算、分布式云等技術(shù)方案成為行業(yè)熱點，產(chǎn)業(yè)邊緣側(cè)、5G邊緣側(cè)和云邊緣側(cè)均提出了高水平的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力要求，與此同時，綜合云計算、邊緣計算、AI計算、類腦計算、量子計算等異構(gòu)計算技術(shù)難以在技術(shù)架構(gòu)和服務(wù)方式方面實現(xiàn)能力統(tǒng)一，智能化算力連接是融合差異化計算能力的唯一方法。因此，充分發(fā)揮算力連接的使能效應(yīng)，統(tǒng)籌“云、網(wǎng)、邊、端”于一體的新一代計算技術(shù)得到了業(yè)界的高度認(rèn)同。另一方面，計算化是信息通信網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的重要方向。當(dāng)前，CT網(wǎng)絡(luò)正步入云網(wǎng)深度協(xié)同發(fā)展的新階段，以SD-WAN、SRv6為代表的Underlay /Overlay網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益成熟，然而，計算服務(wù)無感知、算力應(yīng)用不親和導(dǎo)致現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)能力無法發(fā)揮智能連接的作用，因此，聚焦基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，全面提升底層網(wǎng)絡(luò)對于計算服務(wù)/應(yīng)用的感知性和親和性，不僅符合網(wǎng)絡(luò)服務(wù)創(chuàng)新發(fā)展的根本需求，還可以帶動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)朝向全面智能化的方向演進(jìn)。

2 算網(wǎng)融合的理解

2.1 算網(wǎng)融合的定義

算網(wǎng)融合是以通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施與異構(gòu)計算設(shè)施融合發(fā)展為基石，將數(shù)據(jù)、計算與網(wǎng)絡(luò)等多種資源進(jìn)行統(tǒng)一編排管控，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)融合、算力融合、數(shù)據(jù)融合、運維融合、智能融合以及服務(wù)融合的一種新趨勢和新業(yè)態(tài)。

算網(wǎng)融合的本質(zhì)是一種融合技術(shù)、融合設(shè)施和融合服務(wù)。一是算網(wǎng)融合是一種ICT演進(jìn)的融合技術(shù)。算網(wǎng)融合包含以分布式云、高性能計算云為代表的計算網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)以及以算力網(wǎng)絡(luò)、SD-WAN、IPv6+、確定性網(wǎng)絡(luò)等為代表的網(wǎng)絡(luò)計算化技術(shù)。多種技術(shù)體系相互協(xié)同，實現(xiàn)對計算、傳輸、存儲等各項資源的統(tǒng)一管控，支撐算網(wǎng)融合上層應(yīng)用。二是算網(wǎng)融合是一種聚焦“計算”+“網(wǎng)絡(luò)”的融合設(shè)施。算網(wǎng)融合基礎(chǔ)設(shè)施的實施方案涵蓋“算力網(wǎng)絡(luò)”“分布式云”“超算互聯(lián)網(wǎng)”等多種方式，以云計算數(shù)據(jù)中心、智能計算中心、高性能計算中心等算力設(shè)施為支點，依托5G、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)施打造能力底座，融合人工智能、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)，是一種融合信息基礎(chǔ)設(shè)施的典型實現(xiàn)。三是算網(wǎng)融合是集成彈性、敏捷、安全于一體的融合服務(wù)，具體包括連接即服務(wù)(NaaS)、算力即服務(wù)(CaaS)和安全即服務(wù)(SECaaS)。算網(wǎng)融合一體化的全感知網(wǎng)絡(luò)針對應(yīng)用不同的服務(wù)需求，實現(xiàn)“云”“網(wǎng)”“邊”“端”的算力高效協(xié)同，并進(jìn)一步抽象算網(wǎng)接口，解耦算力服務(wù)和算力資源位置，構(gòu)建具備多種感知能力于一體的算力感知新平面，賦能經(jīng)濟(jì)社會數(shù)字化、智能化、開放化升級。

2.2 參考架構(gòu)及主要內(nèi)涵

聚焦算網(wǎng)融合這一領(lǐng)域，近三年來，電信、互聯(lián)網(wǎng)、能源、超算等多個行業(yè)先后組織了一系列的前沿性技術(shù)研究，在參考架構(gòu)、關(guān)鍵能力等方面正走向收斂，逐步形成了“四大層級、六大融合”參考架構(gòu)(如圖1所示)。

從層次結(jié)構(gòu)上看，算網(wǎng)設(shè)施層、算網(wǎng)平臺層、算網(wǎng)應(yīng)用層以及算網(wǎng)安全層是算網(wǎng)融合的四個主要部分。

1)算網(wǎng)設(shè)施奠定能力底座。算網(wǎng)設(shè)施提供計算、網(wǎng)絡(luò)、存儲等基礎(chǔ)資源的物理承載，對異構(gòu)算力進(jìn)行感知和管理，向算網(wǎng)平臺提供池化資源能力。算網(wǎng)設(shè)施是實現(xiàn)算網(wǎng)融合的重要基礎(chǔ)，也是打造資源聚合的重要底座。當(dāng)前主要的技術(shù)創(chuàng)新聚焦于以SD-WAN/SRv6為代表的算力連接技術(shù)，以計算優(yōu)先網(wǎng)絡(luò)(CFN)/確定性網(wǎng)絡(luò)為代表的算力路由技術(shù)和以泛在計算/邊緣計算為代表的算力度量技術(shù)等方向。

2)算網(wǎng)平臺構(gòu)筑管控核心。算網(wǎng)平臺負(fù)責(zé)全局化的資源管控和服務(wù)編排，通過解耦底層算網(wǎng)設(shè)施與上層業(yè)務(wù)邏輯，集中NFV 2.0、人工智能、大數(shù)據(jù)等ICT創(chuàng)新技術(shù)，為端到端的算網(wǎng)應(yīng)用和去中心化的算力交易提供有效支撐。算網(wǎng)平臺是算網(wǎng)融合的智慧中樞。當(dāng)前主要的技術(shù)創(chuàng)新集中于以服務(wù)場景/智能管控為代表的算網(wǎng)管控技術(shù)，以云原生/服務(wù)網(wǎng)格/SDN 2.0為代表的算網(wǎng)調(diào)度技術(shù)和以微服務(wù)/智能運維為代表的算網(wǎng)編排技術(shù)等方向。

3)算網(wǎng)應(yīng)用提供統(tǒng)一服務(wù)。算網(wǎng)應(yīng)用面向垂直行業(yè)的用戶需求，依托統(tǒng)一化的三大服務(wù)能力連接即服務(wù)、算力即服務(wù)和安全即服務(wù)，為行業(yè)用戶形成數(shù)字化的服務(wù)視圖，提供規(guī)范化的服務(wù)模型。算網(wǎng)應(yīng)用是算網(wǎng)融合的服務(wù)接口，其中，NaaS關(guān)注個人辦公設(shè)備、智能穿戴設(shè)備、車載設(shè)備、以及車路協(xié)同設(shè)備等海量終端，以“云網(wǎng)邊端”一站式接入為目標(biāo)，為用戶提供泛在連接服務(wù)；CaaS屏蔽算網(wǎng)設(shè)施的位置和算力類型，根據(jù)用戶需求和應(yīng)用種類，調(diào)度算力資源類型和數(shù)量，提供一致性的高效算力服務(wù)；SECaaS通過內(nèi)生的安全能力，為數(shù)據(jù)資源傳輸、計算過程處理和應(yīng)用結(jié)果發(fā)布等環(huán)節(jié)提供安全保障，為用戶提供統(tǒng)一安全服務(wù)。

4)算網(wǎng)安全重構(gòu)安全架構(gòu)。算網(wǎng)安全聚焦新架構(gòu)、新平臺和新服務(wù)，不依賴于軟硬件“安全可信”、先驗知識和外掛/內(nèi)置防御手段，通過構(gòu)造內(nèi)生的安全機制和功能，有效對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行安全防御，圍繞網(wǎng)絡(luò)安全、應(yīng)用安全和數(shù)據(jù)安全，設(shè)計了“高可靠、高信用、高可用”三位一體的安全體系。算網(wǎng)安全是算網(wǎng)融合的重要內(nèi)涵。當(dāng)前主要的技術(shù)創(chuàng)新集中于以零信任為代表的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，以區(qū)塊鏈為代表的應(yīng)用安全技術(shù)，以隱私計算為代表的數(shù)據(jù)安全技術(shù)。

從能力要求上看，網(wǎng)絡(luò)融合、算力融合、數(shù)據(jù)融合、運維融合、智能融合、服務(wù)融合是算網(wǎng)融合的六大內(nèi)涵。

1)網(wǎng)絡(luò)融合：以全光網(wǎng)絡(luò)為底座，從網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)模型等方面集約化發(fā)展，全面提升網(wǎng)絡(luò)對計算的感知能力，實現(xiàn)云網(wǎng)邊端的融合連接。

2)算力融合：匯聚云計算、邊緣計算、AI計算、類腦計算、量子計算等多種計算方式，聚焦異構(gòu)芯片的處理能力，實現(xiàn)基礎(chǔ)算力方面的度量融合。

3)數(shù)據(jù)融合：集合算網(wǎng)設(shè)施范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、應(yīng)用數(shù)據(jù)和安全數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理等方面形成統(tǒng)一范式，構(gòu)建歸一化的數(shù)據(jù)資源池。

4)運維融合：協(xié)同數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)、計算等各類資源實現(xiàn)統(tǒng)一管理、調(diào)度和編排，綜合多種服務(wù)場景進(jìn)行運維建模，形成典型場景化的運維模型。

5)智能融合：融合人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等技術(shù)，打造支持意圖感知、數(shù)字孿生等自學(xué)習(xí)能力的智能中臺，形成智能大腦。

6)服務(wù)融合：以行業(yè)用戶需求為目標(biāo)，形成統(tǒng)一化的三大服務(wù)能力連接即服務(wù)、算力即服務(wù)和安全即服務(wù)。

3 我國算網(wǎng)融合的現(xiàn)狀、問題及建議

3.1 算網(wǎng)融合總體態(tài)勢

作為“計算”+“網(wǎng)絡(luò)”融合發(fā)展的新趨勢和新業(yè)態(tài)，算網(wǎng)融合被視為加快數(shù)字經(jīng)濟(jì)升級轉(zhuǎn)型的重要抓手，得到了各方的積極響應(yīng)。聚焦算網(wǎng)融合，在全國范圍內(nèi)，政策布局初步成型、技術(shù)創(chuàng)新百花齊放、產(chǎn)業(yè)藍(lán)海日益清晰。

1)政策布局：以服務(wù)數(shù)字經(jīng)濟(jì)為目標(biāo)，自頂向下初步形成規(guī)范體系

為助力我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展，國家各級主管機關(guān)高度重視算網(wǎng)融合基礎(chǔ)設(shè)施的重要賦能效應(yīng)，自頂而下初步形成了規(guī)范管理體系。一是在頂層設(shè)計方面，國務(wù)院《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》明確提出“推進(jìn)云網(wǎng)協(xié)同和算網(wǎng)融合發(fā)展、有序推進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施智能升級”。二是在總體實施方面，我國啟動了繼“南水北調(diào)”等跨區(qū)域大工程以來又一個新的戰(zhàn)略性項目“東數(shù)西算”工程，2022年2月，國家發(fā)改委正式批復(fù)啟動建設(shè)“全國一體化算力網(wǎng)絡(luò)國家樞紐節(jié)點”[4]。三是在各省市規(guī)劃方面，上海、北京、山東、張家口、山西等省市陸續(xù)出臺未來3～5年的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方案，明確打造融合“計算”與“網(wǎng)絡(luò)”一體發(fā)展的新網(wǎng)絡(luò)、新設(shè)施和新平臺。

2)技術(shù)創(chuàng)新：解決方案不斷豐富，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)成為新的發(fā)力點

圍繞算網(wǎng)融合的兩大技術(shù)內(nèi)涵：計算網(wǎng)絡(luò)化和網(wǎng)絡(luò)計算化，行業(yè)形成了一系列的解決方案“算力網(wǎng)絡(luò)”“分布式云”“超算互聯(lián)網(wǎng)”等，以技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為主要方式，開展了一系列的針對性創(chuàng)新研究工作。一是電信運營商主導(dǎo)的算力網(wǎng)絡(luò)成為標(biāo)桿方案。截至2022年3月，國內(nèi)三大運營商先后發(fā)布多本算力網(wǎng)絡(luò)白皮書，明確提出 “異構(gòu)算力”+“網(wǎng)絡(luò)能力”融合，同時，將算力網(wǎng)絡(luò)視為打造新型信息基礎(chǔ)設(shè)施、塑造新型信息服務(wù)體系的戰(zhàn)略支點。依托ITU-T、ETSI、IETF、CCSA、CIC等國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)化研究機構(gòu)，國內(nèi)三大運營商先后立項了一系列的標(biāo)準(zhǔn)文件，引領(lǐng)了ICT行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)研究。二是云廠商主導(dǎo)的分布式云方案逐步成熟。2019年8月，Gartner的研究報告中指出，“到2024年大部分CSP將提供分布式云服務(wù)”[5]。當(dāng)前，百度、阿里、騰訊浪潮、華為等國內(nèi)頭部的云服務(wù)商聚焦“云算力”+“網(wǎng)絡(luò)能力”融合，先后推出自己的分布式云解決方案，在標(biāo)準(zhǔn)研制方面投入了大量的資源，力爭這一領(lǐng)域的行業(yè)話語權(quán)。三是研究機構(gòu)主導(dǎo)籌備的超算互聯(lián)網(wǎng)即將到來。2021年9月，濟(jì)南超算中心率先啟動國內(nèi)首個“超算互聯(lián)網(wǎng)”的建設(shè)項目，以“超算算力”+“網(wǎng)絡(luò)能力”融合為中心，全面提升超算中心的服務(wù)能力。2021年底，國家科技部超級計算創(chuàng)新聯(lián)盟聯(lián)合中國通信學(xué)會算網(wǎng)融合標(biāo)準(zhǔn)工作組，聚焦超算互聯(lián)網(wǎng)的主要能力共同發(fā)起一系列的標(biāo)準(zhǔn)研制工作，力圖加速“超算互聯(lián)網(wǎng)”的方案成熟。

3)產(chǎn)業(yè)發(fā)展：生態(tài)各方動作頻頻，努力打造產(chǎn)業(yè)合作新藍(lán)海

面對算網(wǎng)融合這一重大發(fā)展機遇，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)生態(tài)供給側(cè)、需求側(cè)和第三方紛紛行動起來，努力搶占數(shù)字化升級的新高地。一是在供給側(cè)方面，電信、互聯(lián)網(wǎng)、能源、超算、工業(yè)等行業(yè)不斷明確發(fā)展訴求。以電力行業(yè)為例，開展“電力+網(wǎng)絡(luò)”與“計算”+“網(wǎng)絡(luò)”的雙融合和雙創(chuàng)新已經(jīng)被視為實現(xiàn)雙碳目標(biāo)、落實國家政策的必然要求。二是在需求側(cè)方面，國內(nèi)多家設(shè)備提供商、方案提供商和服務(wù)集成商紛紛加大投入，主流的頭部企業(yè)，如華為、阿里、騰訊、百度等，先后計劃投入數(shù)千億元資金，用于全面打造集“芯片處理、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、智能管控、算網(wǎng)一體”的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)/計算融合能力。三是在第三方機構(gòu)，2021年中國信息通信研究院組織成立了專門研究算網(wǎng)融合的研究團(tuán)隊，依托中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(CCSA)，牽頭聯(lián)合北航、三大運營商、華為、中興、聲學(xué)所、濟(jì)南超算中心等11家單位，共同成立了“算網(wǎng)融合產(chǎn)業(yè)及標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)委員會”(CCSA TC621)[6]。

3.2 存在問題及發(fā)展建議

作為一個新領(lǐng)域和新方向，算網(wǎng)融合的全面發(fā)展仍然需要正視以下四個方面的挑戰(zhàn)。一是龐大復(fù)雜的產(chǎn)業(yè)生態(tài)亟需統(tǒng)一共識。算網(wǎng)融合領(lǐng)域涉及互聯(lián)網(wǎng)、通信、高性能計算等多個領(lǐng)域和多個專業(yè)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模龐大且鏈條繁雜交錯。因此，在算網(wǎng)融合方向，行業(yè)亟需構(gòu)建統(tǒng)一的“產(chǎn)、學(xué)、研、用”合作平臺，加快凝聚產(chǎn)業(yè)共識。二是行業(yè)缺少算網(wǎng)融合標(biāo)準(zhǔn)體系的頂層設(shè)計。算網(wǎng)融合的技術(shù)能力覆蓋多個方面，要做到六大融合，需要各領(lǐng)域、各專業(yè)打破原有壁壘，按照統(tǒng)一路線，實現(xiàn)計算與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合創(chuàng)新。目前，算網(wǎng)融合在概念定義、應(yīng)用場景、參考架構(gòu)等方面尚未形成明確的行業(yè)共識，亟需自頂向下建設(shè)功能完善的標(biāo)準(zhǔn)體系。三是產(chǎn)品方案碎片化阻礙技術(shù)創(chuàng)新。算網(wǎng)融合的產(chǎn)品數(shù)量多、分布廣、類型豐富，呈現(xiàn)多源、異地、異構(gòu)等特征。多種能力全面融合的解決方案需要實現(xiàn)跨廠商、跨應(yīng)用、跨地域的集成和交互。因此，行業(yè)亟需形成統(tǒng)一開放的應(yīng)用創(chuàng)新平臺，在架構(gòu)、能力、協(xié)議等方面同步開展技術(shù)符合性驗證工作。四是商業(yè)模式仍需進(jìn)一步探索。算網(wǎng)融合的應(yīng)用場景眾多，場景需求差異巨大，服務(wù)來源多樣，服務(wù)能力與服務(wù)質(zhì)量各不相同。當(dāng)前，行業(yè)亟需探索如何利用多樣化的服務(wù)能力滿足差異化的應(yīng)用需求，平衡各方利益訴求，構(gòu)建創(chuàng)新的商業(yè)模式與應(yīng)用部署模式。

為積極應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，當(dāng)前迫切需要整合各方力量，形成合力，有針對性地做好能力儲備工作，本文提出以下幾條建議。

1)多方協(xié)作積極構(gòu)建開放合作的產(chǎn)業(yè)平臺。從政策法規(guī)、市場培育、產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)、科技投入等方面加強政府引導(dǎo)，發(fā)揮第三方組織的平臺效應(yīng)，鼓勵標(biāo)準(zhǔn)組織與產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟積極推進(jìn)算網(wǎng)融合標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，規(guī)范產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

2)推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)頂層設(shè)計，擴(kuò)大國際影響。充分利用我國在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模部署方面的優(yōu)勢，立足國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展實際需求，規(guī)范算網(wǎng)融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定，組織產(chǎn)業(yè)鏈各方共同參與，建立健全相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和測試評估體系，積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)活動，為國際標(biāo)準(zhǔn)制定工作做出大的貢獻(xiàn)。

3)構(gòu)建統(tǒng)一技術(shù)驗證與應(yīng)用創(chuàng)新平臺。在建立健全算網(wǎng)融合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系基礎(chǔ)上，著力打造集技術(shù)驗證與應(yīng)用創(chuàng)新為一體的統(tǒng)一開放平臺，開展標(biāo)準(zhǔn)制定前期的復(fù)合性試驗、測試評估，加速標(biāo)準(zhǔn)落地實施和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用推廣，促進(jìn)算網(wǎng)融合技術(shù)創(chuàng)新。