算力網(wǎng)絡(luò)部署方案分析

王麗莉

工程與應(yīng)用

算力網(wǎng)絡(luò)部署方案分析

王麗莉

（中國移動通信集團(tuán)海南有限公司，海南 海口 570100）

國家對算力網(wǎng)絡(luò)的部署提出了更高要求，電信運(yùn)營商加速落實算網(wǎng)融合工作。為解決計算和網(wǎng)絡(luò)相互協(xié)同、調(diào)度問題，在對算力網(wǎng)絡(luò)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究的基礎(chǔ)上，總結(jié)了算力網(wǎng)絡(luò)研究進(jìn)展，分析了算力網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需求，結(jié)合電信運(yùn)營商現(xiàn)網(wǎng)實際，從算力儲備、傳輸網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)路由、協(xié)同調(diào)度4個方面，提出了算力網(wǎng)絡(luò)可持續(xù)性建設(shè)部署方案，為算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期提供參考。

算力網(wǎng)絡(luò)；路由；調(diào)度；優(yōu)化

0 引言

2020年4月，國家層面首次提出“算力基礎(chǔ)設(shè)施”概念。2021年5月，國家發(fā)展和改革委員會、中共中央網(wǎng)絡(luò)安全和信息化委員會辦公室、工業(yè)和信息化部、國家能源局四部委聯(lián)合印發(fā)《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》[1]，明確提出布局建設(shè)全國一體化算力網(wǎng)絡(luò)國家樞紐節(jié)點，發(fā)展數(shù)據(jù)中心集群，引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心向集約化、規(guī)?；?、綠色化發(fā)展。國家樞紐節(jié)點之間進(jìn)一步打通網(wǎng)絡(luò)傳輸通道，加快實施“東數(shù)西算”工程，提升跨區(qū)域算力調(diào)度水平。通信行業(yè)積極推動算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，中國移動分別于2019年、2020年發(fā)布《算力感知網(wǎng)絡(luò)技術(shù)白皮書》，并于2011年11月正式發(fā)布《中國移動算力網(wǎng)絡(luò)白皮書》[2]，系統(tǒng)闡釋了算力網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生背景、核心理念、應(yīng)用場景、發(fā)展路徑和技術(shù)創(chuàng)新。中國聯(lián)通發(fā)布了算力網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和技術(shù)體系演進(jìn)報告[3]，積極推動網(wǎng)絡(luò)從“云網(wǎng)融合”向“算網(wǎng)一體”演進(jìn)。

總體上，產(chǎn)業(yè)界對于算力網(wǎng)絡(luò)的體系架構(gòu)和邏輯功能已達(dá)成基本共識，體系架構(gòu)劃分為算網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施層、編排管理層和運(yùn)營服務(wù)層?；A(chǔ)設(shè)施層基于全光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了云?邊?端算力高速互聯(lián)，滿足數(shù)據(jù)無損、高效傳輸需求；編排管理層是算力網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度中樞，通過靈活組合算網(wǎng)原子能力，向下實現(xiàn)算網(wǎng)資源的統(tǒng)一智能調(diào)度管理，向上支撐算網(wǎng)多樣化服務(wù)；運(yùn)營服務(wù)層是算網(wǎng)服務(wù)能力提供平臺，為用戶提供算網(wǎng)產(chǎn)品。

圍繞以上3個層面，對算力網(wǎng)絡(luò)開展算網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施關(guān)鍵技術(shù)、編排管理關(guān)鍵技術(shù)和算網(wǎng)安全等研究工作。在基礎(chǔ)設(shè)施關(guān)鍵技術(shù)方面，文獻(xiàn)[4-7]探討了算力網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)，云計算、邊緣計算和算力網(wǎng)絡(luò)的融合，面向6G的算力網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)和控制技術(shù)；在編排管理關(guān)鍵技術(shù)方面，文獻(xiàn)[8-9]探討了算力網(wǎng)絡(luò)的集中式、分布式和混合式3種架構(gòu)方案，提出算力網(wǎng)絡(luò)要統(tǒng)籌考慮算力需求滿足和網(wǎng)絡(luò)改造成本；面向海量邊緣設(shè)備，文獻(xiàn)[10-11]研究了基于云原生的邊緣資源統(tǒng)一納管、算力分配算法和調(diào)度機(jī)制；基于IPv6/SRv6等路由協(xié)議可編程特性，文獻(xiàn)[12-15]研究了面向多層次異構(gòu)算網(wǎng)資源的算力資源標(biāo)識、算力路由技術(shù)；在算網(wǎng)安全方面，文獻(xiàn)[16-17]探討了算網(wǎng)安全參考架構(gòu)、梳理了算網(wǎng)安全支撐技術(shù)，基于區(qū)塊鏈等新技術(shù)研究了算網(wǎng)信任評估與保障方案。

目前，在算力網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)規(guī)劃及業(yè)務(wù)需求逐步清晰的背景下，通信行業(yè)已進(jìn)入算網(wǎng)建設(shè)的初步階段，基于電信運(yùn)營商現(xiàn)網(wǎng)實際，如何做好算力網(wǎng)絡(luò)初期規(guī)劃部署是算力網(wǎng)絡(luò)可持續(xù)建設(shè)與運(yùn)營的關(guān)鍵。當(dāng)前國家層面?zhèn)戎赜诖蛟臁坝埠怂懔Α薄⒉季纸ㄔO(shè)算力樞紐節(jié)點和數(shù)據(jù)中心集群。通信行業(yè)亟須重點關(guān)注解決“儲算力、優(yōu)網(wǎng)絡(luò)”問題，即加大“邊緣算力”部署以增加算力儲備，優(yōu)化“網(wǎng)絡(luò)”能力促進(jìn)現(xiàn)網(wǎng)平滑升級，合理科學(xué)規(guī)劃建設(shè)算網(wǎng)智能調(diào)度平臺，提升算力與網(wǎng)絡(luò)資源協(xié)同調(diào)度能力。本文從當(dāng)前算力網(wǎng)絡(luò)典型業(yè)務(wù)需求分析出發(fā)，結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)實際情況，從算力儲備、網(wǎng)絡(luò)連接、網(wǎng)絡(luò)路由、協(xié)同調(diào)度4個方面，深度探討算力網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案，為算力網(wǎng)絡(luò)初期部署提供參考建議。

1 算力網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需求

2021年7月，國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)局通過了算力網(wǎng)絡(luò)框架與架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)[18]，提出算力網(wǎng)絡(luò)的兩大類應(yīng)用場景。第一類是以邊緣計算為代表的低時延應(yīng)用場景，邊緣算力節(jié)點要具備低時延、高算力和網(wǎng)絡(luò)路由能力，網(wǎng)絡(luò)能力是算力節(jié)點不可缺少的能力，支持計算任務(wù)分類調(diào)度，將注重算力需求的AI訓(xùn)練任務(wù)部署在中心節(jié)點，將特征提取、模式匹配和對象識別等計算任務(wù)動態(tài)加載至合適的邊緣節(jié)點，云邊協(xié)同滿足低時延業(yè)務(wù)需求；第二類是以移動直播為代表的高移動性場景，直播用戶跨區(qū)域移動的情況下，算力網(wǎng)絡(luò)要根據(jù)用戶位置和算力資源分布情況為直播業(yè)務(wù)實時調(diào)度近距離的算力資源，移動直播場景如圖1所示，旅行直播用戶Y具有實時高清視頻、圖像和語音的業(yè)務(wù)需求，在城市A移動到城市B的過程中，算力網(wǎng)絡(luò)根據(jù)用戶位置變化和算力資源分布先后調(diào)度算力節(jié)點/資源池N1、N2，確保用戶體驗一致性。

此外，以“東數(shù)西算”為典型的跨域協(xié)同場景，要求算網(wǎng)樞紐節(jié)點間網(wǎng)絡(luò)超低時延；行業(yè)數(shù)智化生產(chǎn)場景（如視覺質(zhì)檢、智能安監(jiān)），要求邊緣計算和終端執(zhí)行實時閉環(huán)，云?邊?端算力節(jié)點協(xié)同要求更高；大型互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供者（Internet service provider，ISP）業(yè)務(wù)優(yōu)化場景，要求應(yīng)用的不同服務(wù)按實時性調(diào)度到邊緣云和中心云；低時延、高移動性、多節(jié)點協(xié)同、安全計算等業(yè)務(wù)需求場景，要求同步規(guī)劃算網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施安全能力，算力節(jié)點進(jìn)一步下沉至用戶側(cè)，加快傳輸網(wǎng)絡(luò)向全光底座升級和構(gòu)建算網(wǎng)資源統(tǒng)一調(diào)度能力。

2 算力網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案

2.1 加速算力儲備建設(shè)

算力包括基礎(chǔ)算力、智能算力、超級算力 3類，其中超級算力由國家統(tǒng)籌布局，電信運(yùn)營算力儲備包括基礎(chǔ)算力、智能算力。在基礎(chǔ)算力儲備方面，建議電信運(yùn)營商在算網(wǎng)建設(shè)初期，重點關(guān)注國家頂層設(shè)計涉及的八大核心樞紐區(qū)域和 10個數(shù)據(jù)中心集群，響應(yīng)國家產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)，轉(zhuǎn)變以業(yè)務(wù)需求為中心的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)思路，主動做強(qiáng)、做大核心樞紐區(qū)域數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)算力，滿足上架率、電能利用效率等指標(biāo)要求，同時面向數(shù)據(jù)中心東西向流量，構(gòu)建低時延、確定性的數(shù)據(jù)中心高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，支撐區(qū)域內(nèi)、跨區(qū)域算力資源協(xié)同發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

目前，國內(nèi)智能算力中心由阿里、騰訊、華為、商湯等技術(shù)創(chuàng)新企業(yè)主導(dǎo)，面向商業(yè)市場提供算力服務(wù)，同時將AI應(yīng)用能力溢出提供人工智能云服務(wù)。2020年年底國家信息中心信息化和產(chǎn)業(yè)發(fā)展部發(fā)布了《智能計算中心規(guī)劃建設(shè)指南》，建議采用政府主導(dǎo)、企業(yè)承建、聯(lián)合運(yùn)營的政企合作建設(shè)運(yùn)營的框架。智能算力融合了大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)，是提供“連接+計算+能力”服務(wù)的關(guān)鍵，建議電信運(yùn)營商積極開展智算中心的能力儲備，主動與政府、創(chuàng)新企業(yè)聯(lián)合，結(jié)合區(qū)域業(yè)務(wù)發(fā)展特征趨勢，發(fā)揮以“網(wǎng)”促“智”優(yōu)勢，謀劃好智算中心建設(shè)。此外，為滿足低時延、高移動性的應(yīng)用場景要求，電信運(yùn)營商要加快云計算、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)等多種業(yè)態(tài)融合，加速部署省?市?縣三級算力節(jié)點，重點要以邊緣計算為視角，加快邊緣計算接入網(wǎng)、邊緣計算內(nèi)部網(wǎng)和邊緣計算互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，建設(shè)優(yōu)化拉通中心云、各級邊緣云的云間互聯(lián)專網(wǎng)，“以網(wǎng)強(qiáng)算”發(fā)展算力網(wǎng)絡(luò)。

2.2 優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)連接能力

算力網(wǎng)絡(luò)部署初期要實現(xiàn)網(wǎng)隨算動，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施要以算力高效互聯(lián)為目標(biāo)完成升級演進(jìn)。算力節(jié)點間互聯(lián)示意圖如圖2所示，國家級八大樞紐算力節(jié)點間，通過一干傳輸網(wǎng)絡(luò)建立樞紐節(jié)點之間的“大容量”直聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；省級算力、地市算力以及縣域邊緣算力節(jié)點間，通過省內(nèi)傳輸干線網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)構(gòu)建低時延的樞紐內(nèi)超快訪問能力。

2.2.1 傳輸系統(tǒng)方案建議

目前，國內(nèi)各大電信運(yùn)營商均已建成規(guī)模龐大的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)加快部署應(yīng)用，面向多樣化業(yè)務(wù)提供差異化、智能化通道。高品質(zhì)算力網(wǎng)絡(luò)要能快速感知應(yīng)用及算力，實現(xiàn)對算力的動態(tài)調(diào)度，最終將任務(wù)路由到合適的計算節(jié)點，提供算力智能調(diào)度和確定性連接服務(wù)。因此，超寬、靈活的全光網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施底座是算力網(wǎng)絡(luò)部署的基石，全光網(wǎng)提供極簡、極低時延架構(gòu)，最大限度消除距離限制。

在技術(shù)層面，以近兩年規(guī)?；瘧?yīng)用的光傳送網(wǎng)絡(luò)（optical transport network，OTN）、切片分組網(wǎng)絡(luò)（slicing packet network，SPN）兩種傳輸系統(tǒng)組網(wǎng)方案為例，OTN的光交叉連接（optical cross-connect，OXC）技術(shù)在省際、省內(nèi)骨干傳送網(wǎng)中逐步推廣應(yīng)用，相比傳統(tǒng)的光交換技術(shù)，OXC采用立交橋式的全光交換和全光調(diào)度架構(gòu)，實現(xiàn)業(yè)務(wù)一跳直達(dá)，既降低了網(wǎng)絡(luò)傳輸時延，又減少了對其他路徑資源的占用，這種“高架”直達(dá)網(wǎng)絡(luò)，適用于高級別算力節(jié)點間調(diào)度。為支撐政企品質(zhì)專線發(fā)展，目前三大電信運(yùn)營商均已建設(shè)超過200個覆蓋全國核心城市的政企OTN，普遍具備超高安全、超大帶寬、超高可靠、超低時延、靈活彈性等優(yōu)點。

SPN的靈活以太網(wǎng)（flexible ethernet，F(xiàn)lexE）技術(shù)也已在城域骨干傳送網(wǎng)全面應(yīng)用，主要承載有切片需求的5G業(yè)務(wù)。FlexE切片實現(xiàn)了多業(yè)務(wù)的硬性隔離，例如，信令、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)由不同切片隔離承載，數(shù)據(jù)切片突發(fā)擁塞不影響信令切片。FlexE切片帶寬可以動態(tài)彈性調(diào)整，不影響已經(jīng)承載的業(yè)務(wù)。此外，F(xiàn)lexE交叉通道可實現(xiàn)端口突發(fā)擁塞情況下，業(yè)務(wù)亞秒級抖動轉(zhuǎn)發(fā)。SPN支持邊緣計算算力切片示意圖如圖3所示，針對5G基站的無線接入、視頻監(jiān)控設(shè)備的有線接入場景，SPN面向不同業(yè)務(wù)分別提供切片服務(wù)，保障業(yè)務(wù)可靠性。

綜上所述，在部署算力節(jié)點間的傳輸網(wǎng)絡(luò)時，要綜合考慮時延、帶寬、投資效益等因素，面向不同層級選擇合適的技術(shù)解決方案。不同層級算力節(jié)點對應(yīng)的傳輸技術(shù)方案見表1，在縣級及以上算力節(jié)點間，優(yōu)選基于OXC的OTN，園區(qū)等現(xiàn)場邊緣算力節(jié)點間，選擇SPN+FlexE技術(shù)，保障低時延。此外，建議電信運(yùn)營商融合應(yīng)用多種技術(shù)棧，引入全光網(wǎng)運(yùn)力地圖技術(shù)、光業(yè)務(wù)單元（optical service unit，OSU）帶寬調(diào)整技術(shù)，利用OSU彈性硬管道、2 MB～100 GB無極調(diào)速特性，基于業(yè)務(wù)感知實現(xiàn)“靈活入算”，城市光網(wǎng)實現(xiàn)“一跳入算”；采用主備災(zāi)三路由，應(yīng)用光電協(xié)同的自動交換光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)99.999%的超高可靠性。

圖3 SPN支持邊緣計算算力切片示意圖

表1 不同層級算力節(jié)點對應(yīng)的傳輸技術(shù)方案

2.2.2 傳輸光纜方案建議

在部署算力節(jié)點互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)時，電信運(yùn)營商要充分考慮傳輸網(wǎng)絡(luò)升級演進(jìn)復(fù)雜度，在光纜網(wǎng)絡(luò)層面要做到提前儲備、持續(xù)完善骨干路由建設(shè)。一方面，光信號在光纜中的傳輸時延（約每200 km傳輸時延為1 ms）遠(yuǎn)超過設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)時延（單設(shè)備約數(shù)十微秒，F(xiàn)lexE交換低至數(shù)微秒）；另一方面，光纜管道租賃建設(shè)涉及眾多協(xié)調(diào)問題，骨干光纜建設(shè)周期通常以2年為周期計算，遠(yuǎn)大于設(shè)備工程周期。

對于中心算力節(jié)點間可靠直達(dá)的光纜路由建設(shè)，以長三角地區(qū)算力網(wǎng)絡(luò)國家樞紐節(jié)點為例，長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)數(shù)據(jù)中心集群、蕪湖數(shù)據(jù)中心集群應(yīng)充分利用高鐵、高速網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)化、完善跨區(qū)、跨市間的直達(dá)光纜路由建設(shè)，提高光纜可靠性、降低傳輸時延。

對于省內(nèi)為算力網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)建設(shè)的骨干層光纜，建議采用科學(xué)合理的光纜建設(shè)優(yōu)先級評估方法，保障高優(yōu)先級光纜建設(shè)。為確?？陀^性，應(yīng)充分考慮內(nèi)、外部因素，合理評估不同層級光纜網(wǎng)絡(luò)建設(shè)次序。骨干光纜建設(shè)優(yōu)先級評定見表2，評定光纜建設(shè)優(yōu)先級時，統(tǒng)籌考慮纖芯擴(kuò)容、多環(huán)共臂、過江儲備等內(nèi)部動因，也要考慮租用協(xié)調(diào)等外部不利因素，最終確定不同段落光纜的建設(shè)優(yōu)先級，為后續(xù)建設(shè)計劃提供參考依據(jù)。

2.3 優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)路由能力

“十四五”規(guī)劃期間，電信運(yùn)營商肩負(fù)著千兆寬帶建設(shè)任務(wù)，面向大眾和企業(yè)提供網(wǎng)絡(luò)能力。目前電信運(yùn)營商的邊緣算力已逐步下沉至縣域，各省基本形成覆蓋省?市?縣的三級算力資源網(wǎng)絡(luò)，在家庭、個人終端等社會算力未引入算力網(wǎng)絡(luò)之前，針對云邊算力節(jié)點，建議初期可采用集中式的算網(wǎng)控制面架構(gòu)，實現(xiàn)基于差異化調(diào)度策略的算力資源路由功能。以某視頻直播用戶在城市C的縣C1區(qū)域發(fā)起算力資源請求為例，縣C1用戶周邊相關(guān)算力資源池的網(wǎng)絡(luò)時延、計算及存儲資源情況見表3。

具體步驟如下。

步驟1 基礎(chǔ)信息收集。控制器收集網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?、路由狀態(tài)信息，生成基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜突A(chǔ)路由表?？刂破魇占懔?jié)點上報的算力資源信息，包括計算資源總量/剩余數(shù)量、存儲資源總量/剩余數(shù)量等。

步驟2 制定算力資源調(diào)度策略。根據(jù)不同的業(yè)務(wù)請求，制定并應(yīng)用差異化的算力資源調(diào)度策略?；跁r延敏感業(yè)務(wù)的資源池調(diào)度策略如圖4所示，針對時延敏感型業(yè)務(wù)，可調(diào)度的算力資源池按照時延從低到高排序，結(jié)合資源池的利用率和空余資源情況，優(yōu)選低時延的算力節(jié)點。

步驟3 生成優(yōu)化后的算力路由表?；诂F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)路由表基礎(chǔ)信息，引入調(diào)度后的算力節(jié)點信息，生成新的算力路由表。算力路由表見表4，至少包括業(yè)務(wù)源IP地址、目的資源池IP地址、下一跳接口、時延、請求使用的計算存儲資源信息。

隨著手機(jī)、計算機(jī)等泛在終端成為算力末梢節(jié)點，算力網(wǎng)絡(luò)要實時感知網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲等多維度資源及其服務(wù)狀態(tài)。前期工作研究了計算優(yōu)先網(wǎng)絡(luò)（compute first networking，CFN）協(xié)議，通過在邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議報文中擴(kuò)展字段攜帶算力相關(guān)信息，實現(xiàn)算力節(jié)點信息的全網(wǎng)通告擴(kuò)散。目前IPv6可延展至從城域網(wǎng)、骨干網(wǎng)再至接入網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心等各個網(wǎng)絡(luò)層級，并且通過SRv6可實現(xiàn)云、網(wǎng)、端全向拉通。在SRv6網(wǎng)絡(luò)中，各個網(wǎng)絡(luò)切片由不同的路由分段和對應(yīng)的路由分段標(biāo)識集合組成。建議引入并試點應(yīng)用基于SRv6的算力路由技術(shù)，無須調(diào)整現(xiàn)有的地址規(guī)劃和路由規(guī)劃，在網(wǎng)絡(luò)入口生成“網(wǎng)絡(luò)+算力”的新型路由表，可實現(xiàn)用戶計算需求和算網(wǎng)資源的最優(yōu)匹配。

表3 縣C1用戶周邊相關(guān)算力資源池的網(wǎng)絡(luò)時延、計算及存儲資源情況

圖4 基于時延敏感業(yè)務(wù)的資源池調(diào)度策略

表4 算力路由表

此外，面向安全服務(wù)，基于中心云、邊緣云已部署的應(yīng)用級別安全防護(hù)能力（如Web應(yīng)用防護(hù)系統(tǒng)、防火墻、全流量分析），可利用SRv6的服務(wù)功能鏈技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)將各類安全能力串接起來，為用戶提供云化的安全增值服務(wù)。

2.4 規(guī)劃算網(wǎng)協(xié)同調(diào)度能力

算力網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)近期主要聚焦在云網(wǎng)融合產(chǎn)品，基于技術(shù)要素分析，將遠(yuǎn)期算力網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)演進(jìn)方向，聚焦入云、多云多地協(xié)同、終端算力協(xié)同、云邊協(xié)同、云?邊?端協(xié)同五大類核心業(yè)務(wù)及網(wǎng)絡(luò)連接類業(yè)務(wù)，其中網(wǎng)絡(luò)連接類業(yè)務(wù)未來將逐漸和其他業(yè)務(wù)融合，形成算力網(wǎng)絡(luò)全融合產(chǎn)品。編排管理層作為算力網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度中樞，其建設(shè)應(yīng)是一個漸進(jìn)迭代過程，當(dāng)前電信行業(yè)要做好算網(wǎng)智慧調(diào)度中心架構(gòu)規(guī)劃研究工作。結(jié)合電信行業(yè)云網(wǎng)融合發(fā)展方向，建議算網(wǎng)調(diào)度中心初期主要面向云網(wǎng)協(xié)同，拉通云與網(wǎng)領(lǐng)域的生產(chǎn)運(yùn)營系統(tǒng)，實現(xiàn)云網(wǎng)資源和業(yè)務(wù)的統(tǒng)一編排調(diào)度；中后期逐步增強(qiáng)對端側(cè)算力、社會算力的編排管理，引入AI、意圖引擎、數(shù)字孿生等技術(shù)，演進(jìn)為面向“云、網(wǎng)、安、邊、數(shù)、智、端、鏈”的算網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度管理中心。在架構(gòu)上，算網(wǎng)智慧調(diào)度中心向上支撐算網(wǎng)運(yùn)營層，向下對接云網(wǎng)控制器，算網(wǎng)統(tǒng)一編排管理示意圖如圖5所示，建議初期規(guī)劃重點關(guān)注“感知、編排、融智、開放”四大功能，具體如下。

圖5 算網(wǎng)統(tǒng)一編排管理示意圖

（1）算網(wǎng)資源感知平臺功能

算網(wǎng)資源感知平臺主要面向底層的算力、網(wǎng)絡(luò)、存儲等資源，對其進(jìn)行統(tǒng)一納管，包括裸金屬、虛擬機(jī)、容器等算力資源。通過對底層算力資源的抽象，實現(xiàn)算力、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)的統(tǒng)一標(biāo)識、度量和管理，以及根據(jù)編排結(jié)果向云網(wǎng)控制器下發(fā)控制指令。

（2）算網(wǎng)跨域編排中心功能

算網(wǎng)跨域編排中心將資源感知調(diào)度層的能力以服務(wù)化方式提供注冊、使用、管理。針對算網(wǎng)業(yè)務(wù)需求，對算力、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)等資源或原子服務(wù)能力開展業(yè)務(wù)設(shè)計、流程編排和資源編排，實現(xiàn)算網(wǎng)業(yè)務(wù)的一體化編排以及業(yè)務(wù)全生命周期管理。

（3）算網(wǎng)融智平臺功能

算網(wǎng)融智平臺引入大數(shù)據(jù)、AI等技術(shù)，基于算網(wǎng)全局視角，對全域資源進(jìn)行智能感知、智能設(shè)計、智能調(diào)優(yōu)，增強(qiáng)算網(wǎng)融合類業(yè)務(wù)服務(wù)能力。

（4）算網(wǎng)能力開放平臺功能

算網(wǎng)能力開放平臺面向算網(wǎng)運(yùn)營層提供原子化服務(wù)能力，統(tǒng)一呈現(xiàn)算力網(wǎng)絡(luò)服務(wù)目錄、資源視圖、運(yùn)營視圖等；響應(yīng)、解析算網(wǎng)運(yùn)營層下達(dá)的業(yè)務(wù)需求，根據(jù)具體業(yè)務(wù)需求分發(fā)業(yè)務(wù)。

在部署方案上，建議算網(wǎng)智慧調(diào)度中心面向業(yè)務(wù)采用“兩級部署，一級管理”模式，一級中心負(fù)責(zé)跨區(qū)算力網(wǎng)絡(luò)、全國性社會算力資源的統(tǒng)一管理、調(diào)度和編排，二級中心負(fù)責(zé)區(qū)域內(nèi)、省級算力的統(tǒng)一管理、調(diào)度和編排，兩級中心在邏輯上集中，對外提供統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)。隨著5G切片、云專線等業(yè)務(wù)逐步邁向集中化規(guī)劃、受理、開通，逐步增加一級中心直接管理，強(qiáng)化一級中心，保留極少量區(qū)域內(nèi)或省內(nèi)個性化業(yè)務(wù)由二級中心管理，最終全面演進(jìn)至一級中心高度、高效集中管理模式。在技術(shù)上采用云原生、微服務(wù)的分布式架構(gòu)部署方式，滿足智慧調(diào)度中心的彈性部署需求。

3 結(jié)束語

當(dāng)前算力網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)進(jìn)入關(guān)鍵期，通過總結(jié)研究與算力網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的工作進(jìn)展，在分析算力網(wǎng)絡(luò)主要業(yè)務(wù)需求場景的基礎(chǔ)上，結(jié)合電信運(yùn)營商當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)能力差距，按照國家頂層設(shè)計框架、產(chǎn)業(yè)政策牽引，圍繞加速算力儲備建設(shè)、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)連接能力、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)路由能力、規(guī)劃算網(wǎng)協(xié)調(diào)調(diào)度能力4個方面，分析了算力網(wǎng)絡(luò)初期階段的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)部署思路，為近期開展算力網(wǎng)絡(luò)相關(guān)工作部署提供參考。后續(xù)隨著各類商業(yè)模式的逐步明確，進(jìn)一步深入開展對滿足特定業(yè)務(wù)場景的算網(wǎng)一體承載方案研究。

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Construction scheme analysis of computing force network

WANG Lili

China Mobile Group Hainan Co., Ltd., Haikou570100, China

The government puts forward higher requirements for the deployment of computing force network (CFN), so the telecom operators accelerate the implementation of computing network integration. Aiming to solve the problems of computing and network coordination and scheduling, based on the study of standards related to CFN, the research progress of CFN was summarized, the business requirements of CFN were analyzed, combined with the current reality of telecom operators, the deployment scheme of sustainable construction of CFN was put forward, which concerned with computing power reserve, transmission network, network routing and intelligent scheduling, it provides a reference for the early stage of CFN construction.

computing force network, routing, scheduling, optimization

TN914

A

10.11959/j.issn.1000?0801.2022134

2022?03?02；

2022?06?08

王麗莉（1976? ），女，中國移動通信集團(tuán)海南有限公司副總經(jīng)理，主要從事通信新技術(shù)研究、通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃優(yōu)化等方面的工作。