张 帅 刘 莹 曹 畅

中国联通研究院 北京 100048

引言

我国数字经济蓬勃发展，对构建现代化经济体系、实现高质量发展的支撑作用不断凸显。随着各行业数字化转型升级进度加快，特别是5G、人工智能、物联网等新技术的快速普及应用，全社会数据总量爆发式增长，数据存储、计算、传输和应用的需求大幅提升，在这个过程中，云和网共同组成了新型数字基础设施。2020年4月，国家发改委明确新基建范围，提出打造产业的升级、融合、创新的基础设施体系；2021年6月，国家四部委联合发布《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》，推动数据中心合理布局、供需平衡，构建数据中心、云计算、大数据一体化的新型算力网络，加快实施“东数西算”工程。

目前算力网络的理念已在业界得到广泛的认可，即在计算能力不断泛在化发展的基础上，通过网络手段，将计算、存储等基础资源在云—边—端之间进行有效调配，协同提供数字技术及应用融合服务的新范式。从产业链的角度看，算力提供者、网络运营者、服务提供者和服务使用者均会引入多方参与，而电信运营商结合5G无线接入网、IP承载网和光纤骨干网的优势，在连接算力的网络运营领域有望继续占据主导地位[1]。虽然在5G时代“联接+计算”的经营模式还存在不确定性，但是可将算力类比电力，算网类比电网，运营商面对新的机遇，应依托算网融合能力，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，探索新的运营及商业模型。

1 持续打造云网融合竞争优势，助力“东数西算”工程

消费互联网和工业互联网都将基于云网技术发展，需要基于云网特点培育业务生态，同时需要以云网融合为方向建设算力网络。运营商在过去几年围绕着骨干网开展诸多尝试，如SDN化改造、SRv6升级。2016年，中国联通首先基于IPA网完成云互联网的SDN化改造，网络覆盖到省会一级和海外POP点，支持运营商和跨国企业区域总部以及企业DC的敏捷接入需求。通过SDN控制器实现对网络的集中管理和业务的自动下发能力，然后通过逐步按需研发业务Yang模型，开放控制器北向接口研发新业务模式和网络服务能力[2]。

随着企业生产系统上云的普及，云网融合成为“刚需”，多云部署成为普遍需求，公有云、行业云、私有云的云间流量加大，多云成为常态。2018年中国联通发布面向混合云场景(含公有云、私有云及数据中心托管)提供可自服务的快捷、弹性、随选的全国组网方案(云联网平台)，解决不同地域、不同网络环境间多云互联的问题，实现异构混合云组网。截至目前，中国联通产业互联网已全面完成SDN化改造，自研的云联网平台已纳管联通自有DC140个，覆盖30个省的主要DC，并纳入阿里云、腾讯云、AWS、华为云、京东云、百度云、青云等主流云商[3]。

云联网平台通过SDN实现了云和网的拉通，已为多个行业的数字化转型保驾护航，客户涵盖金融、地产、交通等各行业，并在许多行业的重大变革中发挥了重要作用。通过电商化手段提升客户体验，解决运营商连接客户“最后一米”问题，即售前为客户提供直观销售，可以在线选择套餐，基于用户需求，快速获取理想的资源，随时随地完成下单操作；售中可实现实时资源可视可查，开通时长可预估，网络能力开放，满足客户定制化需求等；售后支持专线质量实时可视，AI加持，故障快速定界定位，网络隐患提前发现，防患于未然[4]。

运营商需持续打造云网融合竞争优势，同时结合国家“东数西算”工程，通过网络将东部算力需求有序引导到西部，优化数据中心建设布局，促进东西部协同联动，即西部的算力资源更充分地支撑东部数据的运算，更好为数字化发展赋能。运营商将立足自身资源，由“以DC为核心”的资源布局向“以算力为核心”的资源布局转变，充分利用算力网络发展机会，结合自身云网发展规划，在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝，以及贵州、内蒙古、甘肃、宁夏等地布局建设全国一体化算力网络国家枢纽节点。同时结合各省市能源供给、网络条件等实际，打造具有地方特色、服务本地、规模适度的算力服务，按需适度建设新型数据中心或者边缘数据中心，保障重点省和重点城市的资源覆盖，推动数网、数云、云边协同发展，构建以新型数据中心为核心的智能算力生态体系。

如图1所示的多云管理平台可使主流云商接入，进行云网算力信息传递，当用户向运营商云网运营平台进行业务申请，平台综合云、网资源，选择算力最优的云和上云最优网络路径，即通过运营商云网运营平台与多云管理平台联动，推动算力枢纽节点间、节点内国家级、省级、地市及边缘数据中心的有效连接与一体化调度。

2 吸纳零散算力，提供高价值网络连接，促使算力流通

数字化、智能化技术的发展正在加快推动计算的创新，也催生了海量的场景和应用，促使融合计算架构出现，云—边—端结合的泛在计算模式开始兴起，即运营商在打造新型网络连接实现数据中心内部以及跨数据中心互联的同时，也应考虑围绕“云、边、端”的泛在计算场景下实现算力的统一管理[5]。基于运营商网络吸纳和调度占算力总量88%的社会分散算力，以统一服务的方式，结合确定性网络输送高可靠、可度量、通用化的算力资源，使能AI应用，增加网络价值[6]。

结合网络可编程特性和云原生轻量化计算特性，通过弱平台+强网络的方式，在平台的集中控制之余，更多地尝试通过网络的分布式协同来实现对网内各种服务的合理调度和资源的有效配置。可以设想这样的一个场景，甲公司开发了智能安防监控服务，分布在全国各地，并且可以是架设在多个云平台上(含边缘云)，委托运营商帮其销售和运营。乙公司作为交通行业企业，在路侧有大量局房等基础资源，并且在国家新基建政策引导下建设了大量的算力基础设施。用户丙通过运营商的算力网络接入，获得甲公司架构在乙公司基础设施之上的智能安防服务，并且这种服务可以分布在各地。更进一步，甲公司服务持续迭代所需要的开发工具，也可以通过运营商的算力网络寻找合适的第三方云服务获得。

同样地，运营商构建的算力网络交易平台作为买家与卖家的中间角色，分别与双方打交道，维护、纳管、调度算力资源，提供经济、高效、安全、可靠的算力服务。可以以“任务式”的方式向用户提供应用模块或者接口，无需关注算力资源的分布，根据用户的差异化需求，按照服务调用的形式进行收费，如图2所示。如果客户要进行一定数据量的视频数据处理工作，通过接入可信算力交易平台，调用视频数据处理模型，客户无需知道具体的处理设备在哪里，可信算力交易平台根据目前闲置的计算节点情况，分配合适的算力节点完成任务[7]。

在这种商业模式下，需要构建“可信、可度量、可溯源”的异构算力统一标识体系，解决算力标识解析和算力流通能力提升等问题。

首先，可信算力交易平台通过统一的算力标识体系并结合网络标识来实现上层算力服务抽象以提供算力服务化解决方案。通用的算力是指服务器通过对数据进行处理后实现结果输出的一种能力，是衡量计算能力的一个综合指标，数值越大代表综合计算能力越强。算力资源包含但不限于底层硬件中的ARM、GPU、NPU、TPU等异构算力、虚拟化层中以IaaS、PaaS到SaaS以及云原生算力标签等实现算力资源的管理，统一标识体系实现了异厂商或个人算力资源池统一接入和纳管，可以满足应用无差异调用算力服务的需求[8]。

其次，算力接入过程中需要进行算力认证并为其发放签名证书或者通过区块链技术实现其在联盟内有效流通，如图3所示，只有经过认证合法的算力才能够作为可信算力纳入系统中进行管理，并且经过统一资源模型成为算力资源，实现“算力安全入云、算力资源安全入网”，从而打造安全可信的在网计算环境，同时建立算力认证互认机制和算力溯源机制，保障用户能够将数据放在安全有效的环境中进行计算和传输，兼顾打破数据孤岛和保障数据安全的统一，促进算力服务的多方协同发展[9]。

最后，不同的应用场景所需的算力需求的类型和量级也是不同的。如非实时非移动的AI训练类业务，这类业务训练数据庞大，神经网络算法层数复杂，若想快速达到训练效果，则需计算能力和存储能力都极高的运行平台或设备；对于实时性类的推理业务，一般要求网络低时延，而对计算能力的需求则可降低几个量级[10]。泛在算力资源的统一建模度量是算力调度的基础，针对泛在的算力资源，通过模型函数将不同类型的算力资源映射到统一的量纲维度，形成业务层可理解、可阅读的零散算力资源池，为算力网络的资源匹配调度提供基础保障。因此将业务运行所需的算力需求按照一定分级标准划分为多个等级，可以基于此设计业务套餐，也可作为运营商在设计可信算力交易平台时根据所需运行的业务对平台算力的选型依据。

3 以SRv6 SID为抓手，构建算网SaaS生态运营体系

在算力网络中，通过SRv6技术可以简化网络结构，SRv6具备天然整合云网协议的能力，兼容IPv6的特性，可延展到网络的各个层级，从传统的城域网、骨干网，到接入园区、数据中心，乃至未来到终端和云内，同时通过其灵活的三层可编程空间，可以更好地满足新的网络业务需求[11]，大幅简化了业务连接和业务部署的复杂程度，使得网络服务化具备了必要的条件，即将网络的能力和数据进行开放，支撑业务实现实时、按需、动态地部署。结合源路由SRv6网络可编程能力，对各类业务进行灵活编排，通过将Service ID和SRv6协议中的Segment ID[12]关联，构建SID as a Service(SaaS)即将网络路径编程为一个服务，通过SID对该服务进行抽象，便于编排层调用，实现一网联多云、一键网调云，构建新一代数字技术设施，增强联接+计算的网络内生能力。

将云商的应用灵活调用，做到“网络即服务”，这就需要打造一张面向服务化承载的网络，除了SRv6的功能，还需结合SFC技术实现将承载网络与云侧服务拉通，以服务为导向，基于承载网络灵活提供服务。基于分段路由的SFC，由于SR支持在头节点显式编程数据报文的转发路径，天然支持SFC，而且SR不需要在网络中间节点维护逐流的转发状态，因此只需在头节点下发SFC的策略即可，不需要对SFC中所有的网络节点进行配置，这也使得SFC的部署难度有效降低，尤其是控制平面的难度[13]。通过SRv6来实现SFC，访问网络中各种各样的Service Function，并将Service Function加入到网络流量路径中，实现应用或者算力的动态链接[14]。

SaaS服务流程如图4所示，用户可以将各种服务应用和算力资源，通过算力服务注册平台，将其注册到运营商的网络中，即通过平台将服务信息和算力资源发布至网络中供其他用户调用，运营商提供网络服务化能力，通过对网络能力进行抽象，以服务的形式对外提供，可以包括网络资源连接服务，算力资源调用服务，多种服务功能访问，以及定制化等多种服务类型[15]；充分发挥SRv6网络编程能力，用户申请应用或者算力，结合业务场景对网络的各项原子能力进行组装，通过网络获得的对应的Service ID，实现服务功能或算力资源被网络任意按需调度，灵活编排。图中SID1和SID2为两个计算流水线工序，通过的计算环节不同，结合网络服务，最终实现不同的业务模式和服务体验。

该商业模式的大规模推广有赖于计算模式由集中向分布式的变化，以及服务对SRv6的原生支持。但是随着计算发展趋势，零散算力逐步接入运营商网络中，运营商着力打造两大算网能力：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，能够满足对算力的不同诉求。二是算网生态服务能力，运营商作为服务平台，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，实现将算力快速“输送”给千行百业的用户，为全社会数字化转型赋能[16]。

4 结语

算力网络依托计算和网络两大IT与CT基础设施，使能算力服务，是响应国家产业政策，具备商业前景，适合运营商经营，顺应技术演进趋势的新方向。

从电信运营商的经营发展来看，运营商具备以5G为代表的接入网络覆盖和体验优势，长期运营积累的IDC以及边缘局房数量和质量优势，多种公有云、行业云和企业云的资源整合优势，以及电信行业全程全网运营带来的规模优势与安全保障。运营商应充分利用算力网络发展机会，面向数字时代泛在接入、超低时延、安全可信为代表的计算服务体验需求，重点提升高品质的算力互联能力和算网联合调度能力，构建泛在算力的网络化服务新模式，实现云、网、数、智、安、链的一体化运营。

算网时代的运营商机遇与挑战并存，从现网过渡到算力网络，实现算力运营、建立算力生态、提供算力服务等不仅需要技术创新，还需要在管理体制机制上做更多的探索；需要产业伙伴间高效的合作与协同，推动产业链各方进行产品开发、商用落地和运营分成；需要形成算力网络可测量、可验收、可评估的架构体系，促进算力网络的可持续健康发展。

算力网络这既是运营商转型的必由之路，也是新一代信息基础设施的升级版，运营商以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革，以算网融合服务为基础，为全社会的数字化、网络化和智能化发展夯实底座，打通经济社会发展的信息“大动脉”。