通信世界网消息（CWW）伴随着数字经济的蓬勃发展，新一代信息技术间的融合效应渐显，“5G+云+AI”成为推动我国数字经济持续发展的重要引擎。同时，以图像计算、超算等为代表的异构算力蓬勃发展，算力在获取时限的约束下不断靠近用户，逐步形成了以“云、边、端”为代表的多级计算能力。作为“计算+网络”高效协同发展的重要锚点，算力网络由此诞生，并强调借助信息通信网络协同异构算力资源，通过智能化技术实现计算能力的统一调度编排以及“云、网、边、端、业”的高效协同，在提高计算资源利用率的同时，提升业务的服务质量和用户的服务体验。
我国围绕“新基建”战略布局，面向“计算+网络”，全面推动信息基础设施建设。2020年4月，国家发改委明确“新基建”范围，提出打造产业升级、融合、创新的基础设施体系；2021年，多部门联合发布《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》，工信部印发《新型数据中心发展三年行动计划（2021—2023年）》，明确指出“用3年时间，形成总体布局持续优化，全国一体化算力网络国家枢纽节点、省内数据中心、边缘数据中心梯次布局”；2022年1月，国务院印发《“十四五”数字经济发展规划》的通知，明确提出“推进云网协同和算网融合发展、有序推进基础设施智能升级”。与此同时，各级政府纷纷出台“十四五”规划和方案，加快推进计算基础设施和信息网络基础设施建设；2022年6月，鹏城实验室在国家相关部委指导下推进算力网络计划，正式上线“中国算力网——智算网络”，实现全网算力统筹、统一任务编排与资源调度、数据与生态协同共享。
国内标准和生态进展情况
在标准制定方面，为进一步明确算力网络的技术发展路线，构建完善的技术体系，以运营商、设备商为代表，在国际和行业标准组织中持续推动算力网络相关标准体系构建，引领全球产业界形成合力，对算力网络技术共同开展研究。在国际电信联盟（ITU-T），中国运营商牵头制定的算力网络架构标准Y.2501已发布，并进行算力网络原型展示，同时中国运营商牵头在算力网络领域立项标准包含Y.IMT2020-CNC-req、Y.ARA-CPN、Y.NGNe-O-CPN-reqts、Y.CSO、Y.SASO等11项，覆盖了IMT-2030及未来网络、NGN、新型计算等技术领域，涉及需求、架构、服务保障、信令协议、管理编排等方向，初步形成统一术语Computing and Network Convergence（CNC）；在IETF（国际互联网工程任务组），华为及三大运营商开展了Computing First Network（CFN）架构研究，在Dyncast（任播路由）方向提交10余篇需求分析、应用场景及架构文稿，并在IETF 第113次会议上，牵头发起了算力感知网络（CAN）的BoF，推动算力感知和算力路由在需求、场景等方面达成共识；在欧洲电信标准协会（ETSI）和宽带论坛（BBF），华为联合国内运营商开展城域算网等多个研究项目；在国内的中国通信标准化协会（CCSA）网络与业务能力技术工作委员会（TC3）中，由三大运营商牵头开展了算力网络总体技术要求、算网编排管理技术要求、控制器技术要求、路由设备技术要求、算力网关设备技术要求、标识解析技术要求等10余项标准制定，其中算力网络总体技术要求已完成报批，其余项目正在有序推进中，现已初步建立了算力网络的行业标准体系；国内未来IP网络研究的主要组织——网络5.0产业联盟成立了“算力网络特设工作组”，启动算力网络需求、场景和技术等研究工作；工业互联网产业联盟AII和开放数据中心委员会（ODCC）也已完成算力网络相关项目立项，涵盖面向工业互联网的算力网络技术、可编程算力路由网关等。
在生态建设方面，以运营商、设备商、研究院所和高校为主体的算力网络生态已初步形成。信通院牵头成立算网融合产业及标准推进委员会（TC621）以及多样性算力产业及标准推进委员会（TC622），聚焦算网融合的热点和难点，通过“计算网络化”和“网络计算化”研究，促进产业各方在资源和业务层面实现共享，打造健康规范的生态系统；鹏城实验室推动“人工智能算力网络推进联盟”成立，合力助推算力中心建设；中国联通牵头成立算力网络产业技术联盟，结合自身业务发展，对相关先进网络协议的制定提出了明确需求；中国移动发布了算力网络合作伙伴计划，凝聚行业共识，推进算力网络的技术创新和落地应用，并构建一个统一开放的算力网络生态；移动边缘计算（MEC）领域的多个开源组织也发起了KubeEdge、Edge-Gallery等开源项目，同时中国运营商在Linux基金会Edge项目Akraino牵头了多个端到端集成的蓝图项目，持续推动跨物联网、电信、企业和云生态系统的跨行业合作；近三年，国内运营商发布《算力网络前沿报告》《通感算一体化网络前沿报告》《算力网络安全白皮书》等报告共13份，出版《边缘计算与算力网络》《算力网络：云网融合2.0时代的网络架构与关键技术》《算力时代：一场新的产业革命》等图书5本。
中国联通在算力网络领域的研发突破
第一，在算力网络架构与技术体系领域，面向数字经济新需求，中国联通提出融合计算、存储、传送资源统一服务的新型算力网络架构与技术体系，攻坚计算与网络融合发展中云资源编排、网络服务融合、计算能力匹配等工程难题。中国联通先后发布《中国联通算力网络架构与技术体系白皮书》《中国联通云网融合向算网一体技术演进白皮书》《中国联通异构算力统一标识与服务白皮书》，并代表中国通信学会撰写《算力网络前沿报告》，获评工业和信息化优秀研究成果二等奖；2021年，发表业界第一篇算力网络SCI论文《Computing Power Network：The Architecture of Convergence of Computing and Networking towards 6G Requirement》，基于联网、云网与算网技术元素，使能网络和计算高度协同，提高计算资源利用率，实现数字服务的一网多云和一体供给，以便基于网络孵化更多的创新应用；2021年9月出版了专著《算力网络：面向云网融合2.0的网络架构与关键技术》，对云网融合的发展历程，算力网络架构及应用场景，算力网络的控制与转发、编排与调度，算力建模与交易及其他关联领域关键技术进行了详细阐述；面向6G，在工信部IMT-2030（6G）推进组，牵头立项国内首个面向6G算网一体需求的承载网研究项目。
第二，在算网可编程服务体系领域，中国联通发布《算力网络可编程服务SID as a Service(SIDaaS)》白皮书，提出了基于SRv6的SIDaaS可编程服务理念，以打造“一网联多云、一键网调云”能力，实现网络SID和应用SID的统一编排、灵活调度。这一理念的基本思想是将SRv6 SID的内涵进行扩展与定义，基于算网一体化的编排管控体系，实现云网端一体的可编程服务能力开放，打造用户服务需求感知、算力服务能力感知、算网服务一体化调度、端到端服务质量测量与保障的新型服务感知网络。白皮书中定义了Network SID、Service SID和Binding SID 3种可编程服务模式，Network SID是SRv6的原生网络SID，是算力承载网开放能力的基础；Service SID可以实现云内各种算力服务的标识与感知，以实现算力服务能力开放，并与Network SID联合编排实现云网服务一体化调度；Binding SID应用于承载网络跨域、云网服务跨专业编排等场景，可以实现跨域、跨网络的服务能力开放。SRv6 SID是可编程服务体系中的核心组成部分，SID作为一个可编辑的标识因子组合体被加入到网络中，在算力寻址、路由计算、节点转发过程中，可被网络解析和识别，通过3类SID联合编程实现对请求的路由、节点通过解析SID来确定如何帮助用户获取此服务。未来，中国联通还将拓展更多的SRv6 SID能力，同时充分挖掘IPv6报文头可编程能力，丰富和发展更多的服务模式。
第三，在算网应用实践领域，结合SFC、CFN等IPv6+创新技术，实现云承载网向算力承载网演进，提升网络控制对业务承载的感知、响应和适配能力，解决“算力网络多云连接能力和服务内生能力提升”技术和工程难题，具体包括内容如下。
边边协同：中国联通结合CFN（算力优先网络）技术完成算力资源信息分发，根据应用服务的需求，综合考虑实时的网络和计算资源状况，将不同的应用调度到合适的计算节点处理，保证业务体验。中国联通在北京完成了业界首个基于CFN协议的智慧安防现网实践，成功实现基于通信云和承载网协同的网络编排，未来将结合智慧城市建设，实现海量监控视频接入场景下图像识别处理业务的算力负载均衡，加快基于承载网络的算网一体发展，助力运营商的新一代数字基础设施建设。
云网安一体：中国联通从安全业务场景出发，验证网络如何通过SRv6 SFC技术实现按需灵活地串接多服务实例，实现资源在“云、网、边、端”的最佳调配。在广东完成相关服务示范验证，即根据业务的诉求，用户可以选购不同的安全服务，网络通过基于SRv6的SFC技术按需灵活地串接安全服务，实现企业分支通过安全服务后访问云业务。该场景打造了两大算网能力，一是算网技术能力，包括网调应用能力和网随算动能力。网调应用实现了极致灵活网络，算力云池内应用按需调度；网随算动使得网络具备了基于时延、带宽、丢包、指定路径等选路能力，能够满足用户对算力的不同诉求。二是算网生态服务能力，中国联通作为服务平台，将支持集成第三方服务，并按需调度网络侧差异化承载服务能力，与应用合作伙伴共同构筑产业生态。该技术方案获评2021年度通信产业金紫竹奖，基于该方案，2021年9月中国联通发布了大湾区算力网络行动计划，构建新一代数字技术设施，增强“联接+计算”的网络内生能力。
异构算力统一标识，结合分段路由（Segment Routing）等承载网协议和云原生开放策略代理（Open Policy Agent）技术，基于承载网络实现算力调度。联通研究院积极推进异构算力统一标识体系研究，结合网络协议进行编程化处理，根据算力服务的需求，实现算力服务注册/发现、算力通告、算力路由等。根据应用服务的需求，将不同的应用调度到合适的算力节点处理，实现基于承载网的算力调度，保证算力合理化利用。通过算力度量、算力认证机制来实现算力的安全接入，构建异构算力认证体系。目前已完成异构算力可视化资源全网视图现网试点，同时推进异构算力可信认证方案应用，设计并发布了业界首个跨东西部区域的算力网络可信认证试点，相关成果获2021年网络5.0领先创新科技成果奖。中国联通自研算力网络服务平台，在实验室开展算网一体调度PoC测试，验证了中心云、边缘云与城域网进行视频图像AI处理协同的场景，实现了云边多级算力与承载网的同服务、同调度、同优化，验证了算力网络对于多级算力协同服务时的良好特性。
第四，在算网融合转发设备研制领域，中国联通联合产业合作伙伴，在网络设备操作系统架构开放、控制面能力开放、转发面可编程、应用在网加速处理等方向，推动运营商网络设备向算网融合方向演进。目前已实现基于可编程芯片的白盒UPF转发面，输出了基于可编程芯片白盒创新产品的通信云创新业务方案，成果获得2021年网络5.0领先创新科技成果奖。同时，中国联通研究院自研的算网设备通用操作系统CUNOS，结合云原生技术，通过将网络协议栈、第三方网络服务容器化镜像动态加载，使能“云、网、边、端、业”充分协同，业务能够向不同场景下的网络边缘设备进行灵活部署，为泛在边缘网络设备赋能算力。2021年9月，中国联通联合网络通信与安全紫金山实验室，在开放网络试验环境中完成了CUNOS与两款5G承载白盒路由器的集成测试，从而将开放网络设备的部署场景拓展至运营商承载网，并提供电信级可靠性保证，满足自主可控和网络技术快速创新演进的需求。在落地部署方面，中国联通研究院自研的算网融合设备，先后在江苏联通基于开放软硬件承载的“视频AI监控平台”项目、新疆联通“5G+应急救治服务平台”项目等多个场景中落地应用。在第五届未来网络发展大会上，运营商级白盒设备通用操作系统CUNOS，获2021年未来网络领先创新科技成果奖。
算力网络发展面临的技术挑战
算力网络的目标是实现应用部署匹配计算、网络转发感知计算、芯片能力增强计算，最终实现计算与网络的一体化协同、运营及生产。在算力网络由“协同供给”阶段向“融合运营”阶段演进发展的关键时期，仍面临着如下诸多的困难和挑战。
挑战一：算网协同运营服务架构和技术体系有待破局重构。算力网络涵盖算力、网络、管控、编排、业务服务和安全认证等多个领域，要实现算网一体运营及生产目标，需要对架构体系、技术协议进行颠覆性创新，形成算网一体的架构、协议和管控运营体系。这就需要算网生态中各环节参与者进行有益探索,特别是在协同运营架构及技术领域中，对业务、服务、算力、网络等环节的一体化感知技术体系是关键。
挑战二：业务服务到算网资源的灵活映射机制有待加强完善。业务服务的协同需求实质是对资源智能调度、网络智能连接、业务灵活调整的整体诉求。要求在不同应用场景下，算力网络可以满足业务服务的带宽、时延、安全和成本等方面的定制化及灵活性需求，最终实现“云、网、边、端、业”的高效服务协同。目前，尚缺少一种高效灵活的业务服务与算力网络资源需求之间映射的机制，业务服务需求的功能性能指标与算网资源、能力之间尚不能相互解析通达。
挑战三：异构的算力与网络资源间的识别、感知与度量技术有待成熟推广。算力网络中的算力资源将是泛在化、异构化的，目前不同厂家的计算芯片类型各异，基础算力难以度量，无法直观合理地给出基础算力的统一度量方法；此外，算力网络各领域在其发展演进中形成了相对独立的技术架构、协议体系和管控体系，实现协同服务、一体化运营的关键在于打破领域边界和技术壁垒，在业务服务到算网资源灵活映射的基础上，需要在算网域内实现基础协议及技术底座的统一，通过技术协议协同实现异构网络资源、异构算力资源的统一标识、统一寻址，支撑端到端服务协同实现。
总结与展望
算力正在成为数字经济发展的新引擎、国家硬实力的新体现、全球战略竞争的新焦点。算力网络发展前景广阔，实现算力网络体系构筑的目标涉及电信运营商、云服务提供商、应用提供商等多方运营主体。中国联通将在算力网络产业技术联盟的框架下，打造“产、学、研、用”创新联合体，加强技术交流与合作，持续在算力网络与算网一体服务领域开展研发和应用示范工作，基于架构创新，在网络可编程、承载方案实践部署和算网转发设备等方面攻关核心技术，突破“卡脖子”瓶颈，推动场景化的服务创新，共建算力网络生态，赋能数字经济新业态的发展和繁荣。
