篇? 算力網絡與大數據 
第 1 章 算力概述 2 
1.1 算力是什麼 3 
1.1.1 計算工具的發展歷史  3 
1.1.2 算力的內涵和外延  5 
1.2 無處不在的現代算力 6 
1.2.1 算力的分類  6 
1.2.2 典型算力平臺  8 
1.3 算力，新時代的生產力10 
1.3.1 算力成為數據經濟新引擎 10 
1.3.2 信息消費持續釋放算力需求 11 
1.3.3 算力助力數字世界和物理世界無縫融合 12 
第 2 章 算力網絡  14 
2.1 算力網絡因何而生15 
2.1.1 連接算力“消費方”和算力“提供方” 15 
2.1.2 從“雲網”到“算網” 16 
2.2 理解算力網絡18 
2.2.1 算力網絡的概念 18 
2.2.2 算力網絡功能需求 19 
2.2.3 算力網絡關鍵技術 20 
2.2.4 算力網絡的體繫架構 23 
2.3 算力網絡發展展望25 
2.3.1 算力網絡發展階段 26 
2.3.2 算力網絡面臨的挑戰 26 
第 3 章 算力網絡提升大數據發展  28 
3.1 數據融入經濟社會發展各領域28 
3.2 跨地域數據協同30 
3.2.1 雲邊數據協同 30 
3.2.2 分布式雲數據中心 31 
3.3 跨行業數據流通33 
3.3.1 全鏈路數據治理，提供高品質數據供給 34 
3.3.2 開展數據資產化作業，釋放數據要素化價值 34 
3.3.3 充分利用已有資源與能力，開創數據增值服務體繫 35 
第二篇? 面向算力網絡的大數據關鍵技術 
第 4 章 邊緣計算  38 
4.1 邊緣計算簡介38 
4.1.1 邊緣計算的定義及發展趨勢 38 
4.1.2 邊緣計算與傳統雲計算的區別 40 
4.2 邊緣計算技術特點分析42 
4.2.1 低延時性 42 
4.2.2 去中心化 43 
4.2.3 低帶寬消耗 44 
4.2.4 高安全可靠性 44 
4.2.5 非寡頭化 44 
4.2.6 綠色節能 45 
4.3 邊緣大數據技術45 
4.3.1 邊緣計算參考技術架構 45 
4.3.2 邊緣計算核心技術 47 
4.4 邊緣大數據技術應用場景55 
4.4.1 智慧園區邊緣大數據應用 55 
4.4.2 平安城市邊緣大數據應用 58 
第 5 章 分布式協同計算  64 
5.1 分布式協同計算簡介64 
5.2 分布式協同計算架構66 
5.3 分布式協同計算關鍵技術67 
5.3.1 數據跨域協同交換 67 
5.3.2 分布式任務編排調度 73 
5.3.3 節點分區可用性保障 78 
5.3.4 異常任務按需重做 78 
5.3.5 協同控制代理 79 
5.4 分布式協同計算應用場景81 
5.4.1 協同計算在智慧交通場景中的應用 81 
5.4.2 協同計算在智能家庭場景中的應用 82 
第 6 章 數據編織  84 
6.1 數據編織技術84 
6.1.1 數據編織的起源 84 
6.1.2 數據編織的定義 85 
6.1.3 數據編織需要具備的能力 88 
6.1.4 數據編織架構關鍵組成 93 
6.2 數據虛擬化技術實現94 
6.2.1 數據虛擬化的定義及能力 94 
6.2.2 數據虛擬化的技術實現 97 
6.2.3 數據虛擬化開源技術介紹  100 
6.3 數據虛擬化應用場景 104 
6.3.1 電信行業應用場景  104 
6.3.2 在線教育行業應用場景  105 
6.3.3 物聯網行業應用場景  106 
第 7 章 隱私計算  108 
7.1 隱私計算的起源與發展 109 
7.1.1 隱私計算的起源  109 
7.1.2 隱私計算的政策環境  109 
7.1.3 隱私計算的市場發展  111 
7.1.4 隱私計算的發展展望  113 
7.2 隱私計算體繫 114 
7.2.1 隱私計算的概念  114 
7.2.2 隱私計算體繫架構  115 
7.3 隱私計算技術介紹 116 
7.3.1 多方安全計算  118 
7.3.2 聯邦學習  123 
7.3.3 可信執行環境  124 
7.3.4 區塊鏈技術輔助隱私計算  126 
7.4 隱私計算應用場景 129 
7.4.1 金融行業  129 
7.4.2 醫療健康行業  130 
7.4.3 政務行業  131 
第三篇? 大數據技術賦能算力網絡 
第 8 章 湖倉一體的算網數據中心  134 
8.1 算力網絡數據存算需求 134 
8.1.1 算力網絡中的數據  134 
8.1.2 數據存算需求  136 
8.2 湖倉一體技術介紹 137 
8.2.1 湖倉一體技術發展背景  137 
8.2.2 湖倉一體技術架構  139 
8.2.3 湖倉一體關鍵技術  143 
8.2.4 湖倉一體開源技術  152 
8.2.5 湖倉一體應用場景  163 
8.3 算力網絡數據中心的定位及作用 166 
8.3.1 算力網絡數據中心定位  166 
8.3.2 數據賦能算力網絡運行  169 
8.4 基於湖倉一體技術的算力網絡數據中心  172 
8.4.1 為什麼選擇湖倉一體技術  172 
8.4.2 算力網絡數據中心基於湖倉一體技術的具體實現  174 
第 9 章 算力網絡中的數據治理  176 
9.1 算力網絡數據治理需求 176 
9.2 數據治理技術發展 177 
9.2.1 跨域數據治理  177 
9.2.2 調度能力互通與治理應用  179 
9.2.3 數據全生命周期安全保障機制  183 
9.3 算力網絡中數據治理的實踐價值 187 
第 10 章 算力網絡交易運營中的隱私計算  189 
10.1 算力網絡運營交易介紹  189 
10.1.1 算力網絡交易模式  189 
10.1.2 算力網絡交易中的隱私計算架構實現  192 
10.1.3 算力網絡交易中的隱私計算流程  195 
10.1.4 算力網絡交易中的隱私計算核心功能  196 
10.1.5 算力網絡交易風險及評估  199 
10.2 隱私計算技術在算力網絡交易中的價值體現  202 
10.2.1 數據可信流通  202 
10.2.2 數據價值釋放  204 
10.2.3 數據存證溯源  207 
第四篇? 算力網絡時代大數據應用場景和發展展望 
第 11 章 東數西算  212 
11.1 東數西算，國家政策引導  212 
11.2 圍繞五個一體化推進東數西算的實施  214 
11.2.1 網絡一體化建設，保障大數據的高效傳輸  215 
11.2.2 能源一體化，推動大數據的低碳運營  217 
11.2.3 算力一體化，構建算力一張網  220 
11.2.4 數據安全保障數據的安全流通共享  222 
11.2.5 基於數據要素構建城市大腦  224 
11.3 東數西算，典型應用場景  225 
11.3.1 在線推理向東，離線分析向西  226 
11.3.2 資源托管  226 
11.3.3 數據存儲與災備  228 
第 12 章 加速數字化轉型  230 
12.1 雲邊協同數據應用  231 
12.1.1 車路協同應用場景  231 
12.1.2 IoT 數據本地處理助力智能制造  232 
12.1.3 雲邊協同在雲遊戲場景中的應用  234 
12.2 賦能 AI，推動智能應用  237 
12.2.1 助力生命科學  237 
12.2.2 助力綠色計算  238 
12.2.3 推動自動駕駛落地  239 
12.3 數字化、智能化推動企業發展  240 
12.3.1 知識管理，助力企業智能化“蛻變”  241 
12.3.2 從企業數字化到管理決策智能化  241 
第 13 章 讓生活環境更美好  244 
13.1 智慧家庭  244 
13.1.1 以家庭寬帶作為智慧家庭服務的入口  245 
13.1.2 以互聯網電視作為家庭娛樂操作繫統  245 
13.1.3 以能力開放來構築智慧家庭產業生態  246 
13.2 智慧社區  247 
13.2.1 智慧物業  248 
13.2.2 智慧社區生活  249 
13.2.3 智慧社區管理平臺服務  249 
第 14 章 “算力網絡 大數據”發展展望  251 
14.1 數據安全與隱私保護  251 
14.2 綠色計算，數字減碳  253

 
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

近年來，數字化成為時代的熱點，覆蓋到經濟和社會生活的方方面面，並逐漸成為國家戰略的一部分。2020 年 4 月，中共中央、國務院發布《關於構建更加完善的要素市場化配置體制機制的意見》（簡稱《意見》），數據作為第五大生產要素被首次提出；2022 年 2 月，國家正式啟動了“東數西算”工程，推動新基建向縱深發展，進一步構建和夯實數據作為核心生產要素、算力作為核心生產力的數字經濟發展新格局。 
中國作為一個信息化建設大國，信息網絡規模龐大，數據資源要素眾多，數字經濟發展迅猛。同時，中國又是一個發展中國家，信息化建設還不夠充分、不夠均衡、不夠深入。一方面，國內數字經濟市場巨大，但同時在地域上的分布又很分散，跨地域數據要素流轉與協同需求強烈；另一方面，算力資源與數據資源在東西部的分布嚴重失衡，東部沿海地區數字經濟活躍，數據資源體量龐大，但又受限於自身資源天賦，難以進行大規模算力建設，而西部地區水電、風電等能源稟賦優勢明顯，數字化建設卻又相對滯後，國內數字化建設的這種需求性、差異性和互補性，正是算力網絡（簡稱“算網”）建設的現實需求和內生動力。近幾年，隨著 5G 網絡的加速建設和 6G 網絡的深入研究，低時延、高帶寬的通信網絡給大規模跨域算力網絡建設奠定了重要基礎，大數據、雲計算和人工智能技術的快速發展和成熟，又為算力網絡的發展提供了豐富而深厚技術儲備，算力網絡建設的各類技術難點在技術發展的浪潮中被一一攻克，相關技術瓶頸逐步消失。在市場需求和技術發展的雙重推動下，算網時代已然來臨。 
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》，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》（即本書），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。 
本書由亞信科技產品研發中心編寫，編寫組成員還包括王友仙、曹曉華、蘇飛，同時感謝歐陽曄博士、朱軍博士，以及齊宇、張峰為本書出版所做的工作。 
由於編者水平和精力有限，不足之處在所難免，若讀者不吝告知，我們將不勝感謝。 
編者 
2022 年 11 月