了得網計算機/網絡_算力網絡詳解卷1：算網大腦

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全面翔實地闡述算力網絡大腦技術架構與實現。
來自國內大型電信軟件與服務提供商的實戰分享。
關注技術前沿與zui新實踐。

內容簡介

本書從算力網絡的頂層繫統設計出發，首先介紹了算力網絡的核心功能，然後圍繞算網大腦功能對涉及的關鍵技術實現進行了詳細描述。第 1、2 章介紹算力網絡技術發展背景與趨勢，並深入講解算力網絡與雲網的關繫；第 3 章繫統性地介紹算力網絡的體繫結構；第 4 章介紹與算網大腦有關聯的算網運營交易技術；第 5~9 章詳細講解算網大腦的核心功能：算網一體編排、算網管理調度、算網智能運維、算網智能引擎和算網數字孿生；第 10 章介紹算力網絡應用場景；第11 章對算力網絡的發展趨勢做了展望。

作者簡介

馬雷明，現任亞信科技研發中心技術與規劃專家。擁有 10 餘年通信領域工作經驗，負責算力網絡、5G 專網等產品研究與規劃，對端到端網絡繫統有深刻理解。
網產品的整體技術架構設計與產品創新規劃，並為大型企業客戶提供數智化轉型解決方案及架構設計等咨詢服務。
歐陽曄博士，IEEE Fellow，Verizon Fellow
亞信科技首席技術官、高級副總裁
歐陽曄博士目前在我國領先的電信軟件公司亞信科技（1675.HK）擔任首席技術官、高級副總裁，全面負責公司的研發與創新工作。加入亞信科技之前，曾任美國大移動通信運營商威瑞森（Verizon）電信集團通信人工智能繫統部經理及Verizon Fellow。歐陽曄博士在ICT領域擁有豐富的研發與大型團隊管理經驗，研究領域專注於移動通信、數據科學與人工智能跨學科領域的研發創新與商業化。

馬雷明，現任亞信科技研發中心技術與規劃專家。擁有 10 餘年通信領域工作經驗，負責算力網絡、5G 專網等產品研究與規劃，對端到端網絡繫統有深刻理解。

孫傑，現任亞信科技研發中心雲網技術與產品規劃總監。擁有多年通信行業雲網技術與產品規劃經驗，負責雲
網產品的整體技術架構設計與產品創新規劃，並為大型企業客戶提供數智化轉型解決方案及架構設計等咨詢服務。
歐陽曄博士，IEEE Fellow，Verizon Fellow
亞信科技首席技術官、高級副總裁
歐陽曄博士目前在我國領先的電信軟件公司亞信科技（1675.HK）擔任首席技術官、高級副總裁，全面負責公司的研發與創新工作。加入亞信科技之前，曾任美國大移動通信運營商威瑞森（Verizon）電信集團通信人工智能繫統部經理及Verizon Fellow。歐陽曄博士在ICT領域擁有豐富的研發與大型團隊管理經驗，研究領域專注於移動通信、數據科學與人工智能跨學科領域的研發創新與商業化。
歐陽曄博士在工業界與學術界獲得多項榮譽與獎勵，近期獎項包括2022中國計算機學會CCF科技進步一等獎、2017美國傑出亞裔工程師獎、2019 TM Forum電信業未來數字領袖大獎、2021吳文俊科技進步獎、2020中國人工智能商業領袖獎、2017 IEEE國際大數據會議論文獎、2021美國化科技領袖獎、2017美國電信業創新大獎和OSS/BSS產品獎、2017北美運營商大數據繫統獎、2016美國電信業創新大獎、2015 IEEE無線通信年會“無線通信跨領域貢獻獎”、美國總統科學技術與政策辦公室電信大數據研究基金等。歐陽曄博士在多個國際標準組織與學術組織任職，包括IEEE、ETSI等多個工作組與會議主席、北京軟協人工智能專委會會長、美國斯蒂文斯理工學院職業發展導師、清華大學—亞信科技5G智能聯合實驗室主任等，並在多個學術會議、期刊擔任編委和審稿人。
歐陽曄博士著有40餘篇學術論文、13本學術書籍，擁有60餘項專利，參與50餘項國際標準的制定。歐陽曄博士擁有中國東南大學學士學位、美國哥倫比亞大學碩士學位、塔夫斯大學碩士學位和斯蒂文斯理工學院博士學位。

第1章算力網絡概述 1
6.2.1技術架構 150
6.2.2能力開放 154
6.3中心雲管理調度156
6.3.1多算力雲管理 157
6.3.2異構算力資源納管 158
6.3.3算力資源管理 160
6.3.4算力資源調度 161
6.4MEC管理調度 162
6.4.1MEC組成架構 163
6.4.2MEC服務 168
6.4.3MEC能力開放 169
6.55G切片管理調度 171

第1章算力網絡概述 1

1.1算力網絡概念2

1.1.1算力網絡的定義 2

1.1.2算力網絡與電力網絡 3

1.2新型數字化經濟需求4

1.2.1人工智能產業化需求 4

1.2.2分布式多級算力需求 5

1.3算力網絡發展的基礎8

1.3.1算力網絡的技術底座 8

1.3.2“雙碳”社會的國際共識 10

1.3.3算力網絡發展的國家政策 11

1.4算力網絡的新應用形態介紹 12

1.4.1新型算力組合 12

1.4.2新型算力模式 12

1.5算力網絡產業規劃13

1.5.1算力網絡的標準規劃 13

1.5.2中國運營商的算力網絡規劃 15

第2章算力網絡與雲網融合的關繫 20

2.1主流運營商與雲商的雲網融合發展戰略 20

2.2雲網融合技術特點24

2.2.1雲基礎設施技術 24

2.2.2網基礎設施技術 28

2.2.3雲網融合管理編排技術 29

2.3雲網融合典型場景33

2.4從雲網融合到算力網絡35

2.5算力網絡目標37

第3章算力網絡技術體繫 40

3.1算力網絡標準體繫進展40

3.1.1ITU標準中的算力網絡體繫框架 40

3.1.2CCSA標準中算力網絡體繫架構 43

3.2亞信科技算力網絡繫統參考體繫44

3.2.1繫統功能架構 45

3.2.2繫統接口設計 46

3.3算網運營交易中心50

3.3.1中心簡介 50

3.3.2功能介紹 50

3.3.3集成關繫 54

3.4算力網絡編排中心54

3.4.1中心簡介 54

3.4.2功能介紹 55

3.4.3集成關繫 57

3.5網絡管理調度中心57

3.5.1中心簡介 57

3.5.2功能介紹 57

3.5.3集成關繫 59

3.6算力管理調度中心59

3.6.1中心簡介 59

3.6.2功能介紹 60

3.6.3集成關繫 61

3.7算力網絡智能引擎 62

3.7.1簡介 62

3.7.2功能介紹 62

3.7.3集成關繫 63

3.8算力網絡數字孿生中心64

3.8.1中心簡介 64

3.8.2功能介紹 64

3.8.3集成關繫 66

3.9算力網絡基礎設施66

3.9.1網絡基礎設施 66

3.9.2算力基礎設施 68

3.10業務流程介紹 70

3.10.1算力網絡業務開通 70

3.10.2算力網絡業務變更 72

3.10.3算力網絡業務撤銷 74

3.10.4算力注冊並網 75

3.10.5應用服務部署 76

3.10.6應用服務自智保證 77

第4章算力網絡運營交易關鍵技術 79

4.1多量綱的模型體繫催生多形態的算力網絡商品 79

4.1.1三要素體繫定義 79

4.1.2多量綱模型體繫 81

4.1.3多形態算力網絡商品 81

4.2多樣化的商業模式促成雙驅動的算力網絡受理 82

4.2.1商業模式定義 82

4.2.2雙驅動算力網絡受理 84

4.3區塊鏈的技術底座實現可信任的算力網絡交易 85

4.3.1算力網絡存證 86

4.3.2算力網絡通證 87

4.3.3智能合約 88

4.3.4交易溯源 89

4.4沉浸式的用戶體驗發掘算力網絡的新價值 90

第5章算力網絡一體編排關鍵技術91

5.1算力網絡節點評估91

5.1.1算力網絡節點定義 91

5.1.2算力網絡節點性能指標 93

5.1.3算力網絡節點資源指標 98

5.1.4性能與資源關繫模型 103

5.2算力網絡融合資源視圖107

5.2.1算力網絡鏈路 107

5.2.2算力節點感知 110

5.2.3算力網絡拓撲 113

5.3算網融合感知114

5.3.1數據統一采集 115

5.3.2數據統一存儲 117

5.3.3數據時間粒度 120

5.3.4跨域數據關聯 121

5.3.5數據開放使用 123

5.4算力網絡一體化編排流程126

5.4.1業務SLA 127

5.4.2節點編排決策 129

5.4.3路徑編排決策 133

5.4.4算網編排方案 135

第6章算力網絡管理調度關鍵技術 138

6.1SRv6網絡管理調度 138

6.1.1技術架構 138

6.1.2調度機制 140

6.1.3能力開放 148

6.2SD-OTN網絡管理調度150

6.2.1技術架構 150

6.2.2能力開放 154

6.3中心雲管理調度156

6.3.1多算力雲管理 157

6.3.2異構算力資源納管 158

6.3.3算力資源管理 160

6.3.4算力資源調度 161

6.4MEC管理調度 162

6.4.1MEC組成架構 163

6.4.2MEC服務 168

6.4.3MEC能力開放 169

6.55G切片管理調度 171

6.5.1技術簡介 171

6.5.2切片架構 173

6.5.3關鍵能力 175

6.6O-RAN管理調度 180

6.6.1O-RAN 架構 181

6.6.2O-RAN 資源控制調度機制 182

6.6.3O-RAN 能力開放 183

6.75GC網絡管理調度 185

6.7.15GC繫統架構 185

6.7.25GC 管理調度機制 186

6.7.35GC能力開放 189

6.8算力資源彈性調度191

6.8.1資源適配 191

6.8.2資源管理 193

6.8.3應用管理 195

第7章算力網絡智能運維關鍵技術 198

7.1算力網絡自智運維管理198

7.1.1算力網絡資源監控 198

7.1.2算力網絡運行智能預警 203

7.1.3算力網絡業務故障自處理 205

7.2算力網絡業務質量保障210

7.2.1端到端保障體繫 210

7.2.2用戶體驗模型 211

7.2.3服務質量模型 212

第8章算力網絡智能引擎關鍵技術 214

8.1算力網絡智能引擎的基本概念214

8.2算力網絡智能引擎的繫統組件215

8.3算力網絡引擎的研究現狀216

8.4算力網絡智能引擎關鍵技術217

8.4.1算力網絡節點評估算法 217

8.4.2算力網絡鏈路評估技術 224

8.4.3算力網絡綜合代價函數評估 226

8.5算力網絡智能引擎應用場景示例228

第9章算力網絡數字孿生關鍵技術 231

9.1應用價值231

9.2問題現狀233

9.3業務目標234

9.4核心算法236

9.4.1分級多層布局 236

9.4.2混合空間布局 236

9.4.3縱向多級穿透 237

9.5關鍵技術238

9.5.13D地理可視化技術 238

9.5.2網絡拓撲可視化技術 239

9.5.3遊戲引擎技術 239

9.6應用場景240

第10章應用案例分析與設計 241

10.1雲—邊—端算力協同 242

10.1.1AR/VR業務算網方案 242

10.1.2公安機關嫌疑犯識別 245

10.2多雲算力協同 248

10.2.1基於聯邦學習的醫療推薦業務場景 248

10.2.2“東數西算”數據遷移場景 252

10.3雲邊算力協同 255

第11章未來展望 259

前言

當下，數字經濟席卷全球，以科技為武器的產業革命深刻地影響著社會的發展進程，人類社會正迎來百年未有之大變局。在疫情這一“黑天鵝”的助推下，全球加速進入以數字化、網絡化、智能化為特征的數智信息時代，這一變革重塑著全球的經濟結構和競爭格局。

伴隨著經濟範式的革新，信息基礎設施被視為推動經濟高質量發展的重要引擎。國家間信息經濟的競爭逐漸轉變為算力水平的競爭，算力發展成為實現中國科技強國的內在發展需求。因此，要把握算力發展的重大戰略機遇，搶占發展主動權。為此，國家在2018年明確提出“新型基礎設施建設”之後，相繼出臺了“東數西算工程”等一繫列助力算力基礎設施建設的政策和文件，為加快形成高質、經濟、可持續的算力提供政策性保障，以迎接數智信息時代的到來。

同時，產、學、研各界一同掀起了算力探討和研究的熱潮。受限於硅基芯片的3納米單核制程，並且多核設備的芯片架構設計難度大，單一形態和單一算力提供主體的發展陷入了瓶頸期。通過計算聯網實現大型計算業務自然成為業界當下的選擇之一，隻有如此，纔能加速驅動算力設施和網絡設施走向融合，算力網絡這一概念便被提出來了。

算力網絡誕生於中國，是國內數字經濟領先發展的成果，是具有國際領先水平的重大原創性技術。2022年是算力網絡年，國內電信運營商均把算力網絡建設提升到公司戰略高度。中國電信構建以雲網操作繫統為核心的雲網體繫，圍繞資源和數據、運營管理、業務服務、能力開放四個維度分階段向算力網絡邁進。中國移動於2021年11月發布了《中國移動算力網絡白皮書》，明確了總體策略和發展實施方案。為加快整合統籌現有資源和能力，推進算力網絡建設發展，確定了算力網絡發展的三個階段：泛在協同、融合統一、一體內生。中國聯通則以CUBE-Net 3.0為發展願景，提出構建“算網為基、數智為核、低碳集約、安全可控”的算力網絡一體底座，實現6融合的“智能融合”服務。

亞信科技基於國際標準與國內電信運營商對算力網絡的定義與規劃，結合東數西算、AR/VR/XR等多類典型算力網絡場景，自主設計研發了算力網絡產品體繫，彙集了亞信科技在算力網絡領域的創新研究成果，賦能通信運營商構建算力網絡，助推東數西算工程落地。“算力網絡詳解”三部曲以亞信科技算力網絡產品為基礎，並結合相關場景和實踐案例，全面介紹算力網絡中智能編排調度、能力開放運營和大數據應用等關鍵功能和技術，從下往上貫穿整個算力網絡繫統架構，是國內首套詳細回答算力網絡兩個核心問題——“算力網絡怎麼建”和“算力網絡怎麼用”——的書。非常榮幸能將此階段性成果和經驗以圖書的形式與行業伙伴們進行分享，共同促進算力網絡的繁榮發展。

我國信息科技領域經歷了從全面落後到奮力追趕的階段，目前正處在爭創領先的大背景下，未來必然會面臨巨大的困難和挑戰。亞信科技誕生之時就以“科技報國”為己任，在過去近30年的發展中始終不忘初心，砥礪前行，站立在技術的發展潮頭。未來，我們將繼續堅持以技術創新為引領，與業界合作伙伴們共同努力，為提升我國信息科技和應用水平、實現“數字中國”貢獻力量。

高念書
2022年9月於北京

前言

隨著數字化經濟的發展，算力日益成為經濟發展的重要動力，是支撐數字經濟發展的堅實基礎。基礎算力、智能算力、超算算力等多類型異構算力支撐千行百業的數字化轉型，湧現出如智慧城市、智慧能源、智能制造各類算力應用。數字化轉型中新應用對算力供給提出低時延、廣覆蓋、大量級的應用要求。目前單一的端、邊、雲算力供給無法有效地滿足新業務的算力要求。

從2020年起，中國政府圍繞算力統籌發展，發布了《全國一體化大數據中心協同創新體繫算力樞紐實施方案》《新型數據中心發展三年行動計劃（2021—2023年）》等綱領性指導文章。2022年3月全國兩會明確提出築牢數字底座，推進“東數西算”工程落地。“東數西算”工程目標在京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝、內蒙古、貴州、甘肅、寧夏等8地啟動建設國家算力樞紐節點，並規劃了10個國家數據中心集群。“東數西算”工程是國家層面為了應對未來數字化經濟算網一體的新型信息基礎設施。算力網絡技術是支撐新型算網一體基礎設施的關鍵技術。

算力網絡技術是面向未來算力和網絡融合的新技術領域，是ICT行業發展的必然趨勢。目前包括國際電信聯盟（ITU）、中國通信化標準協會（CCSA）等在內的標準組織已經完成了算力網絡需求與架構定義，但在具體繫統模塊功能設計方面仍處於探索階段。亞信科技作為數字化經濟發展的引領者，在雲計算、通信網絡、企業應用等多方面都有深厚的技術積累。亞信科技堅信算力網絡會在未來數字經濟發展中發揮關鍵作用，並積極進行算力網絡相關的創新研究與產品開發。

亞信科技認為算力網絡將算力融入網絡，以網絡作為紐帶，融合人工智能、大數據、區塊鏈等通用目的技術組合，使得算力通過網絡連接實現雲—邊—端的化協同與調度，終實現有網即有算，有網絡接入的地方即有算力可提供。從算網資源編排調度角度講，算力網絡通過對異構、多層級算力的感知能力，大、中、小等多供應商、多層次算力，構建良性的算力市場競爭環境，小化算力使用代價；從算網成效角度講，在算網拓撲的任何一個接入點，算力網絡可為用戶的任何計算任務靈活、實時、智能匹配並調用的算力資源，從而實現雲—邊—端anywhere與anytime的多方算力需求。

算力網絡是ICT行業發展的新趨勢，是面向未來算力和網絡融合的新技術領域。亞信科技精心打造了“算力網絡詳解”三部曲，包括：

●《算力網絡詳解卷1：算網大腦》(即本書)，詳細介紹在算力網絡中面對應用需求如何實現算力資源和網絡資源的聯合優化。
●《算力網絡詳解卷2：算網PaaS》，詳細介紹算力網絡能力如何通過PaaS平臺進行納管、開放、運維和運營，終實現算力網絡技術和商業價值的落地。
●《算力網絡詳解卷3：算網大數據》，主要講解面向算力網絡的大數據關鍵技術，以及這些技術是怎麼賦能算力網絡的。
本書為亞信科技“算力網絡詳解”三部曲中的本，由亞信科技產品研發中心編寫，編寫組成員還包括王淑玲博士、楊先磊、吳晶、楊愛東，同時感謝朱多智、王迎、楊川、王志剛、陳赫赫、曾港、陳果、邊森、齊宇、雷霆為本書出版所做的工作。由於水平有限，時間倉促，不足之處在所難免，請讀者不吝告知，不勝感激。

編者
2022年9月

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