面向算网一体化演进的算力网络技术

随着一体化算力网络国家枢纽节点的建设和“东数西算”工程的加快实施,计算和网络的融合走向深水区。面向新兴业务对于网络和计算融合发展的需求,如何协调分布式、多样化算力资源,业务应用和网络资源满足业务需求成为亟待解决的问题。为了解决计算和网络相互感知、协同、调度问题,从算力网络阶段化发展、算力感知技术架构、算力度量与标识、算力路由等多个技术展开探索和研究,并提出算力网络多种部署模式,为算力网络后续技术研究和产业发展提供参考。     

算网资源智能适配与融合调度方法

为有效支撑网络和计算深度融合的发展需求,新型的算力网络架构应运而生。在此背景下,如何实现算网资源的智能感知以及计算任务的高效调度,是当前网络需要解决的关键问题。为此,分析了面向算网融合的新型网络场景,设计了计算任务与算力节点的调度模型,提出了一种基于深度强化学习的资源调度算法。所提算法通过感知用户设备、算网资源可用容量和链路状态等关键信息,能够智能地做出系统成本最小的调度决策。最后,通过仿真实验验证了所提算法在节约系统成本方面的有效性。     

云网向算网演进中的若干关键技术问题

首先,分析了近年来云网融合技术的发展趋势以及面临的新问题与新挑战;然后,基于业务发展中算力异构、算力下沉和算网联动的新变化提出了六大计算与网络能力融合需求,并结合多云连接、差异化承载、电商体验和分级安全等论述了围绕算网构建新能力和业务新体验方面的案例。分析结果表明,算网和云网在技术体系上紧密联系,而算网一体是云网融合发展演进的必然结果,也是数字经济发展的必然选择。     

算力网络场景需求及算网融合调度机制探讨

随着数字经济战略和数据要素改革的深化,计算需求持续爆发式增长,由此引发的能源消耗急剧增加,为“碳中和”“碳达峰”带来巨大挑战。“东数西算”通过对跨地理空间的计算网络资源进行协同调度,解决计算需求与资源供给不平衡问题,对网络带来了前所未有的挑战和演进动力。文章分析检索查询类、渲染交互类、深度学习类和区块共识类等四种算力需求场景,归纳总结算力网络场景特性及其路由资源需求模型,借鉴工业界和学术界在跨地理空间的计算资源协同调度方案,遵循以网络为中心且对现有网络协议改动最小的原则,探讨应用层算力任务预配分解,网络层路由优化和报文复制消除相结合的算网融合统一调度机制,并设计算力资源发布、算力任务预配和算网融合调度的协议流程,以平衡算力网络负载与算力服务质量。     

基于通信感知计算融合的低轨卫星网络体系架构与关键技术

低轨(Low Earth Orbit,LEO)卫星网络凭借其在发射成本、广域覆盖和高抗毁性等方面的优势,已成为下一代全球移动通信系统发展的焦点。为了进一步支撑未来空天地组网通信、协作遥感、星上计算等多维功能的协同演进,低轨卫星网络需要将通信、感知与计算功能进行融合,获取性能协同增益。然而,传统低轨卫星网络中通感算三者长期隔立分治,需要在架构、网元功能协议、关键技术等方面进行重新设计与突破。基于此,介绍了基于通信感知计算融合的低轨卫星研究意义和相关研究基础;提出了融合组网架构构想和网元与协议体系,并详细阐释了架构的组成和工作方法;同时,对星间链路组网、协作计算、感知融合和动态接入等关键技术进行了分析;对融合架构和理论、信息在轨融合方法、卫星算力网络和动态资源分配等未来挑战和发展方向进行了探讨。     

元宇宙的信息基础设施发展挑战与建议

在介绍元宇宙发展阶段、主要特征及其多领域应用的基础上，围绕算力、网络、资源一体化对元宇宙的信息基础设施需求及挑战进行了深入分析。提出构建异构泛在多级的算力体系、立足F5G/5G打造元宇宙就绪型网络、布局通感算融合的元宇宙信息基础设施方案，为建设满足云宇宙需求的算网基础设施提供解决方案；并结合算网融合的算力网络技术架构，指出算力网络可提升资源编排效率，促进数据和算力的流动。     

算力网络应用平台研究与设计

针对算力网络（CPN）因算力多样泛在、多要素融合、需求差异化的特点导致的用户使用困难、应用管理难等问题,从纳管与接入、决策与调度、应用与开放三个层面研究算力网络应用的管理以及异构算力融合和跨域编排关键技术,并设计一个算力网络应用平台。通过提供一种即开即用、按需付费的零感知算网应用服务,使用户关注于应用服务需求,无需关心算力资源需求和算力网络复杂环境,从而实现降低用户的算力网络使用门槛,提升算网应用的使用和管理效率的目标。     

工业互联网算网一体技术研究

随着工业智能化的不断演进,出现了越来越多的工业智能应用,因此需要大量的计算资源和网络资源支撑海量应用的运行。算网一体技术将计算资源和通信资源深度融合,极大程度地满足工业互联网中智能应用的数据传输和计算需求。因此,工业互联网中算网一体技术研究已经成为工业界重点关注的领域之一,也是我国“东数西算”战略实施落地的关键一环。首先阐述了工业互联网中引入算力网络的必要性和意义,归纳了算力网络在技术、标准和产业化方面的发展现状;其次,总结了工业互联网中不同应用对算力网络的时延、算力等需求,并设计了算力网络在工业互联网内外网的部署架构以及不同工业智能应用在工业算力网络中的部署方案;最后给出工业场景中算力网络中面临的技术挑战,并为后续研究工作指明方向。     

东数西算场景下的算力网关研发及应用

提出了一种面向算力网络场景的新型网络设备——算力网关。认为算力网关是实现算力网络一体化调度的基础，通过感知业务应用需求，结合当前的算力状况和网络状况，生成路由信息并发布到网络，将计算任务报文路由到合适的计算节点，以实现算力资源的最优调度。现网实践验证了算力网关技术方案的有效性。     

星算网络——空天地一体化算力融合网络新发展

面对不断增长的算力和网络需求,6G空天地一体化网络通过网络集群优势突破单点算力和传统网络传输的极限,形成以算为中心,以网为根基,云、边、端、网、数、算深度融合的新型空天地一体化算力融合网络。首先介绍了算力网络和空天地一体化网络的发展现状,并结合6G空天地一体化算力融合网络的需求提出了星算网络的概念。其次,对星算网络的分层系统架构中的空基网络、天基网络和地面网络进行描述,并提出由算网资源层、算网抽象层和算网编排层组成的逻辑架构。之后,针对未来星算网络面临的算存问题、可信传输问题、天基算力编址寻址和高移动性算力路由问题提出对应关键使能技术。最后,对星算网络的典型应用场景进行了讨论和展望。     

高速公路复合算力需求与算力路由供给

算网融合成为信息通信行业发展目标,在此背景下,文章分析未来信息通信行业发展趋势和高速公路复合算力需求,探讨高速公路算力路由趋势。研究结果表明算力路由是算网融合的基础条件,高速公路是建设算力路由的有效载体,不仅可为高速公路的本地算力需求形成便捷的算力路由供给,而且可将积累的闲散算力错峰供给城市其他行业创造经济效益。算力路由建设将有效提升高速公路信息化管理水平、降低运营维护成本和创造新增效益,为未来算网融合提供新型思路。     

算力网络关键技术及发展挑战分析

分析了融合计算、存储、传送资源的新一代网络基础设施算力网络的提出背景,结合网络云化、协议创新和网络能力开放论述了算力网络的关键技术和演进趋势,提出了算力网络未来发展中面临的挑战,给出了若干促进算力网络发展的建议。     

算力网络部署方案分析

国家对算力网络的部署提出了更高要求,电信运营商加速落实算网融合工作。为解决计算和网络相互协同、调度问题,在对算力网络相关标准研究的基础上,总结了算力网络研究进展,分析了算力网络业务需求,结合电信运营商现网实际,从算力储备、传输网络、网络路由、协同调度4个方面,提出了算力网络可持续性建设部署方案,为算力网络建设初期提供参考。     

算网基座构建的探索与实践

构建算网基座是实现云网协同、算网融合的下一代算力网络架构的基础.算力网络具有泛在接入、超大联接、灵活可编程、确定性、感知业务和安全可信等需求.对算网基座的架构进行了研究,提出了骨干、汇接和接入的分层架构设想及云枢纽局、云汇接局和云端局3类基础设施.介绍了某市联通基于"IPv6+"技术重构传统IP城域网,构建资源层、管控...     

基于通信云和承载网协同的算力网络编排技术

面向未来网络中计算与网络紧密结合、"算网一体"的技术发展趋势,提出了基于集中式和分布式两种控制方案的算力网络编排模型,并分别介绍了实现过程的关键技术。从方案与技术分析来看,基于电信运营商通信云和承载网协同的算力网络编排方案可以较好地适应未来移动边缘计算(MEC)站点成网后边边协同与云边协同的业务需求,增强了网络对业务的感知与调度能力,而集中式或分布式控制方案的具体选择与运营商通信云能力和承载网的演进阶段密切相关。     

面向6G的通感算融合服务、系统架构与关键技术

5G系统主要面向通信服务而设计，并不是为原生支持通感算融合服务而设计的。6G将原生地支持通信、感知和计算服务，成为支撑未来社会高效可持续发展的网络信息底座，赋能丰富多彩的未来新业务。为此，解释了通感算服务以及服务用例，并定义了不同服务对应的性能指标和效率指标。为满足通感算融合服务及其指标，给出了一种通感算融合的系统架构及其关键特征。感知数据传输和计算数据传输既不同于通信的用户面数据传输，也不同于通信的控制面数据传输，进而提出了面向通感算融合的数据面，以解决通感算融合业务的数据传输需求。进一步地，面向通算融合，给出了6G通算融合基本流程，并给出了6G通算融合方案与算力网络协同的三种选项。面向通感融合，简要介绍了通感一体化的9个关键技术。还对感知和计算的“对外服务”和“对内服务”的逻辑关系进行了阐述。最后，给出了通感算融合的未来研究方向。     

面向卫星通信的6G通感算融合架构、技术与挑战

为了适应第六代移动通信(6G)技术在卫星通信领域的发展需求,亟需将感知、通信、计算(通感算)融合一体化,兼顾6G通信对于极低时延、极高带宽、极低功耗和极高算力的要求,发展通感算融合理论和关键技术。卫星通信凭借其覆盖面积大、成本低和算力强的特点,成为6G通感算融合的关键场景,其通过边缘计算、联邦学习等技术构建6G通感算融合网络,设计实现一体化终端功能结构,从而有效提升系统性能。目前面向卫星通信中的通感算融合研究还处于起步阶段,架构与关键技术的相关研究都在加速进行中。基于此,首先对6G通感算背景和研究现状进行介绍;然后提出面向卫星通信的6G通感算架构,概述其系统功能模块构成和关键技术;接着提出基于联邦学习的卫星通感算融合架构,并详细阐述架构组成和性能指标;最后探讨了面向卫星通信的6G通感算融合面临的挑战和未来的发展趋势。     

运营商算力网络商业模式探讨

随着大数据、人工智能、区块链及以5G为代表的移动网络技术的创新应用,以数字化信息为关键生产要素的数字经济蓬勃发展,催生了新型商业模式和经济范式。在算网融合时代,网络为计算服务,价值在于释放算力,运营商依托自身网络优势,针对数字化时代的业务新需求,通过智能网络构建泛在算力服务新模式。文章结合算力网络发展趋势、算网资源调度以及服务编排等形式,探讨运营商在算网时代能够给予用户可能的服务方式和业务模式。     

面向无服务器计算的边缘算力网络服务体系研究

算力网络是云网融合技术的演进和发展,为用户提供算网一体的服务。文章基于云原生中轻量化的无服务器计算模式,以函数功能为边缘算力服务能力,提出面向无服务器计算的边缘算力网络服务体系架构,阐述架构中的功能需求、体系架构、部署方案等相关内容,并完成算力网络服务平台原型部署和业务验证,实现上层应用对无服务器计算边缘算力的能力调用,验证轻量化算力的应用与边缘算力网络能力开放的问题。     

面向AIGC类新型计算业务的算力网络挑战与设计

当前,新型计算业务如AIGC正在蓬勃发展,算力网络的发展也呈现出新的趋势与特点以满足新型业务的发展需求。重点探讨面向AIGC类新型计算业务的算力网络挑战与设计,首先介绍AIGC类业务引入算力网络的必要性,以及二者结合发展的意义和价值;其次设计了承载AIGC类业务的新型算力网络架构,最后根据目前的发展趋势和挑战,为后续研究工作提供参考。