推动算网融合创新,助力算力网络高速发展
发布时间:2022-09-19 作者:中兴通讯 徐方,余铎 阅读量:

 

19世纪末,爱迪生发明电灯之后,如何将电力送入千家万户成为至关重要的问题,并引发了那场他与特斯拉之间著名的“电力之争”。爱迪生选择的直流电系统,由于传输损耗问题,每超过1km距离就需要建设一座小型发电厂,而特斯拉发明的三相交流供电系统,能够高效实现电力在城市之间甚至全国范围内的远距传输,最终被社会广泛采用,并带来了全球电网的普及和发展,帮助人类社会迈入“电气时代”。

 

而今,数字经济蓬勃发展,新一轮科技革命和产业变革扑面而来,算力已成为数字社会的核心资源。如何像电力服务一样,实现泛在、普惠的算力服务,成为数字经济发展的重要问题。

 

 

算力网络发展现状

 

 

2020年4月—2021年7月,国家围绕数据中心的算力统筹规划,连续发布指导政策,提出以“东数西算”为核心的全国一体化数据中心布局。2022年1月,发改委、工信部等四部委联合复函,同意在京津冀、长三角、贵州、内蒙古等8地启动建设“4+4”国家算力枢纽节点,标志着 “东数西算”工程正式启动。

 

“东数西算”工程不仅是国家通过统筹规划实现合理的算力资源再布局,也对高速网络互联和跨区域统一调度能力提出了较高要求,需要算力、网络、数据等多要素协同联动。从这方面看,“东数西算”对于三大运营商来说,是一次难得的发展机遇。

 

2021年11月,中国移动联合中兴通讯等合作伙伴,正式对外发布《算力网络白皮书》,将算力网络作为新的发展计划和愿景目标,推动算力成为水电一样“一点接入、即取即用”的社会级服务。中国电信和中国联通也紧抓算力时代大机遇,加快推进数字基础设施融合升级,构建新型算网服务体系,积极由通信服务运营商向数字服务提供商转型升级。

 

运营商算力网络既是系统工程,也是长期战略,需要以系统思维做好顶层设计,同时联合算网产业构建开放共荣的生态体系。目前,算力网络的应用场景和商业模式仍需进一步探索,标准体系和产品技术也在逐步完善中。

 

 

算力网络技术演进

 

 

本质上,算力网络是数字经济时代下运营商云网基础设施的融合创新和升级,目标是构建一体化的算力服务平面,赋能千行百业数字化转型。运营商算力网络要坚持计算和网络协同发展,一方面借助网络系统化优势改变单点算力不足的现状,另一方面利用算力调度的高需求促进网络超宽带高智能发展。所以算力网络的三个主要技术方向是高效算力、智联网络,以及基于算网大脑的算网协同(见图1)。

 

Network diagram

     图1   算力网络三大技术方向

 

高效算力

 

高效算力的核心目的是为应用提供泛在、高效、安全的算力供给,具体包括多样性算力、泛在算力、协同调度、云原生、绿色安全五个方面。

 

多样性算力是未来算力服务构建的基础,包括异构算力、内生算力、信创算力三种,其中异构算力主要指以GPU、DPU、NPU、FPGA等异构芯片为主构建的算力,内生算力主要指基于运营商BBU/OLT/SPN等网络设备提供的算力服务。以基站内生算力为例,中兴通讯提出了“基站引擎(NodeEngine)”方案,将轻量化的边缘计算平台集成在基站BBU里,利用运营商的站点资源优势,充分满足园区客户对边缘算力的低时延需求。

 

泛在算力布局为未来算力服务供给提供实时性保障,当前重点在中心枢纽和边缘节点,主要结合东数西算和边缘业务发展算力下沉,优化多级数据中心布局,后期逐渐向超边缘算力、端算力延伸。算力泛在分布式部署,必然带来资源的碎片化问题,中兴通讯提供基于业务SLO(Service Level Objectives)的资源统一调度方案,解决资源碎片化问题,提升全局算力资源效率。

 

绿色安全是未来算力服务大规模推广的前提,隐私计算、可信计算等是构建算力网络安全体系的重要技术。在绿色算力方面,中兴通讯推出Green DC数据中心节能方案,帮助数据中心降能耗、降低PUE。

 

 

智联网络

 

智联网络的核心目的是为应用构建高速、敏捷、智能的运力底座。网络一方面需要结合东数西算和产业数字化转型对基础承载网的新需求,不断加强IP网和光网络的要素升级和融合创新,另一方面也要面向未来算网一体目标,持续加强算网深度融合的原创技术研究,推动网络感知算力,实现算网资源统一调度目标达成。

 

东数西算明确要求国家枢纽节点间端到端网络时延小于20ms,光传输层面需要以光筑底,打造20ms(国干)/5ms(区域)/3ms(城域)多级时延圈,以匹配不同应用的时延需求。同时,东数西算带来跨区域的大容量、超长距数据传输需求,推动骨干网由100G/200G向单波400G代际演进。中兴通讯业界首家完成C+L波段谱宽400G OTN现网测试,单纤容量可达32Tbps,为东数西算大容量算力业务提供强力支撑。超长距传输方面,中兴通讯提供400G  QPSK方案,能达到无电中继1600km的超长传输距离,在业界处于领先地位。

 

行业数字化转型催生泛在接入的需求,要求网络突破尽力而为的传统模式,对网络带宽、时延、抖动等提供确定性保障,满足行业应用多样化的网络需求。在IP层面,中兴通讯提供差异化入云专线,通过SRv6实现多云互联、业务泛在接入。以中国移动SPN网为例,中兴通讯提供SRv6 网关方案,仅需对现网SPN边界网元平滑升级,实现SPN和IP云专网SRv6互通,对现网影响程度最低。

 

根据未来算网一体服务对于IP网络演进的要求,中兴通讯提出服务感知网络(Service Aware Network)的创新技术方案,在传统IP协议层之上叠加服务功能子层,并引入与位置无关的服务标识,使能网络对业务需求及算力资源的感知和路由。

 

 

算网大脑

 

算网大脑的核心是通过全域算网数据的动态感知,通过多要素融合智能编排,为应用提供算网资源智能匹配和多要素能力一体化供给。算网大脑的技术点主要包括三方面,一是多要素一体化编排,二是算网统一调度,三是算网自智。

 

多要素编排需要算网大脑在算网资源实时动态感知的基础上,深度组合云、网、数、智、安等多种能力要素,形成一体化编排能力。算网统一调度需要算网大脑在当前相对割裂的业务调度和资源调度之上,考虑业务需求模型与算网资源模型的标准化、统一化,从而实现算网一体化调度能力。

 

算网大脑是算力网络的智慧核心,建议运营商采取自主研发+合作共建模式,两级建设、分阶段演进。在智能化能力构建方面,建议沿用自智网络中的智能化体系要求,在编排调度运维全生命周期中引入数字孪生、意图网络等关键技术,从自智网络走向算网自智,最终实现算力网络的自主进化,极简运维。

 

 

算力网络创新实践

 

 

算力网络核心技术演进方向和愿景产业界有共识,更重要的是如何通过具体的业务实践,加速技术创新和应用成熟。算力网络健康可持续发展,需要产业各方以开放生态持续推动。中兴通讯坚持“数字经济筑路者”定位,携手合作伙伴积极开展算力网络前沿技术和应用创新。

 

中兴通讯在CCSA等标准化组织,与运营商合作牵头立项了算力标识、算力路由等方向的多项行业标准。面向算力网络C/H/B/N应用场景,中兴通讯在山东打造视频算力网试点项目,满足工业制造领域在机器视觉质检、云XR实训、云电脑办公等视频业务场景下的算网需求。在浙江金华古子城景区,基于算力网络进行了XR元宇宙新业务的相关探索。在江苏,中兴通讯依托南京滨江5G制造基地的现有资源池布局和业务需求,进行算力并网试点,打造园区算力服务模式创新示范。

 

 

面向未来,中兴通讯将坚持向下扎根,持续推动算网融合创新,助力算力网络加速度、高质量、可持续发展,筑路数字经济,赋能千行百业。