唐雄燕：夯實云網(wǎng)融合，邁向算網(wǎng)一體

  ICC訊 近年來，企業(yè)數(shù)字化轉型的步伐逐漸加快，大量的企業(yè)云端應用讓算力成為剛需。此時，云對網(wǎng)絡性能的要求不僅僅局限于帶寬、時延，而是開始側重于如何提供更靈活的算力配置。隨著企業(yè)上云的不斷推進，云對網(wǎng)絡架構的需求也日益增加。

  CUBE-NET 2.0 推進云網(wǎng)融合

  2015年，中國聯(lián)通認識到云對網(wǎng)絡發(fā)展的重大意義，在《CUBE-Net 2.0新一代網(wǎng)絡架構白皮書》中，首次提出了面向云端雙中心的解耦集約型網(wǎng)絡架構，希望基于SDN/NFV來構建彈性超寬網(wǎng)絡，為客戶提供云網(wǎng)一體化的服務，并打造開放的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。CUBE-Net 2.0不僅是中國聯(lián)通網(wǎng)絡轉型的頂層設計，同時也推動了中國聯(lián)通網(wǎng)絡向SDN/NFV化、云化和智能化的四化轉型。

  在CUBE-Net 2.0的總體指引下，中國聯(lián)通基于云網(wǎng)融合開展了一系列的實踐工作。其中，最重要的是在2016年將面向政企客戶的IP網(wǎng)絡發(fā)展成為基于SDN的云聯(lián)網(wǎng)(CloudBond)，即中國聯(lián)通產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)(CUII)。同時，中國聯(lián)通在城域網(wǎng)領域也通過推動SDN應用來建設智能城域網(wǎng)。智能城域網(wǎng)是基于SDN和分段路由SR (Segment Routing)技術構建的新一代城域IP基礎設施。廣域的云聯(lián)網(wǎng)加上智能城域網(wǎng)可為用戶提供端到端的云網(wǎng)一體化服務，幫助用戶實現(xiàn)便捷入云、云間互聯(lián)及彈性云網(wǎng)業(yè)務。

  目前，中國聯(lián)通的云聯(lián)網(wǎng)已覆蓋全國300多個城市，其網(wǎng)絡包括200多個自有四星級、五星級數(shù)據(jù)中心。云聯(lián)網(wǎng)不但服務于中國聯(lián)通自有云，同時也服務于包括Top 10在內的國內外50家云商，使用戶在使用聯(lián)通云聯(lián)網(wǎng)服務同時，也可以自由選擇其他云服務提供商。

  泛在算力，推動計算與網(wǎng)絡深度融合

  與此同時，互聯(lián)網(wǎng)自身也在不停地向前發(fā)展演進。目前，中國聯(lián)通已經(jīng)從消費互聯(lián)網(wǎng)進入到了產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展階段。在消費互聯(lián)網(wǎng)階段，運營商主要提供基礎的管道聯(lián)接和流量服務，實現(xiàn)云端之間內容服務的連接。今天，隨著人工智能的發(fā)展及產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，計算資源已經(jīng)無處不在，運營商需要為端、邊、云等不同的算力設施提供更加智能、融合的服務。此時，整個算力服務的發(fā)展就從以中心云為主的云計算階段進入到一個提供泛在算力服務的新階段。

  當前，中國正在積極推進新基建的發(fā)展，這是推動數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的新動力。新基建包括3個方面的內容，即：信息基礎設施、融合基礎設施和創(chuàng)新基礎設施。對于運營商而言，最關心的是信息基礎設施，包括通信網(wǎng)絡基礎設施、算力基礎設施和新技術基礎設施。

  隨著云計算向邊緣計算方向的發(fā)展，云、邊、端算力會進一步協(xié)同，泛在計算時代即將到來，計算及網(wǎng)絡也會進入到一個深度融合的階段。泛在計算有兩大優(yōu)勢：降低時延及成本。所謂降低時延，即用戶和應用可以就近獲得相應的算力服務，如一些應用不需上到中心云就可以在端或邊獲得算力服務;另一方面，隨著端、邊算力應用的增加，實際上物理傳輸?shù)木嚯x在縮短，傳輸?shù)某杀揪蜁陆怠Ｖ袊?lián)通可以為不同的應用配備不同的算力資源，在提升算力資源利用率的同時，進一步降低算力成本。泛在算力服務需要算力網(wǎng)絡的支撐，以實現(xiàn)智能的算力調度及高效的算力傳送，因此，算力網(wǎng)絡也成為了今天整個信息通信網(wǎng)絡發(fā)展的一個新熱點。

  社會上存在著各種各樣的算力資源。從技術上看，有CPU、GPU、ASIC等不同的算力技術;從整個算力的分布來看，有中心云、邊緣計算以及端側的算力;從技術的服務的形態(tài)來看，有云計算、超級計算。如何把多樣化的算力提供給用戶和應用?運營商在其中可以發(fā)揮重要的作用。很多的應用服務商需要不同的算力資源，運營商正好可以成為算力和應用的中介，把算力和應用資源提供給用戶，把服務進行串聯(lián)，真正向用戶提供算力加應用的一體化服務，使得運營商從傳統(tǒng)的管道運營商，轉型為新興的綜合信息服務提供商。

  算力服務的底層技術實際上是網(wǎng)絡，因此，運營商需要增強網(wǎng)絡能力來實現(xiàn)感知算力調度和確定性的連接。要實現(xiàn)算力網(wǎng)絡，網(wǎng)絡首先要能夠感知應用及算力。具體而言，運營商可以利用 IPv6擴展頭，將應用信息提示需求傳遞給網(wǎng)絡，通過業(yè)務的部署和資源的調整來保證應用的SLA要求。為了提供確定性的連接，運營商可以發(fā)展確定性網(wǎng)絡，通過避免擁塞及冗余傳輸、指定流量傳輸路徑、控制端到端的時延等方式，來保證端到端的傳輸質量。其中非常關鍵的一點是，網(wǎng)絡要能感知計算資源，才能實現(xiàn)算力的靈活匹配及動態(tài)調度，將任務路由到合適的目標計算節(jié)點。

  算力網(wǎng)絡技術的發(fā)展

  要真正實現(xiàn)算力的智能調度和確定性服務，算力網(wǎng)絡需要具備以下三大使能元素，即過去的聯(lián)網(wǎng)元素、云網(wǎng)元素，及當前新的算網(wǎng)元素。首先，聯(lián)網(wǎng)技術需要進一步發(fā)展，過去的網(wǎng)絡連接，更多是關注端到端的帶寬，當前，還需要關注端到端的確定性，以保證實現(xiàn)網(wǎng)絡的無損傳輸;在網(wǎng)絡的云化方面，過去主要發(fā)展SDN/ NFV，當前則需要把SDN/NFV做更緊密的集成，尤其是需要引入智能化技術，發(fā)展網(wǎng)絡人工智能，并引入SR技術，來實現(xiàn)網(wǎng)絡更加靈活集中的控制和調度;最后，還要加入新的算網(wǎng)元素，也就是要實現(xiàn)算力的交易、算力的路由，最終達到感知算力的調度和確定性連接這兩個重要特征。

  中國聯(lián)通這幾年高度重視算力網(wǎng)絡的發(fā)展，一直在積極推動算力網(wǎng)絡技術的進步和研發(fā)工作。2019年，中國聯(lián)通率先發(fā)布了國內第一本算力網(wǎng)絡白皮書，2020年發(fā)布了《算力網(wǎng)絡架構與關鍵技術白皮書》。這些白皮書系統(tǒng)地闡述了算力網(wǎng)絡的架構、技術標準和生態(tài)合作等方面的現(xiàn)狀和展望。2020年底，中國聯(lián)通又發(fā)起成立了算力網(wǎng)絡產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，希望進一步推動算力網(wǎng)絡技術向前發(fā)展。

  “云網(wǎng)融合”邁向 2.0 階段

  今天，社會還處在云網(wǎng)融合的1.0階段，中國聯(lián)通的云聯(lián)網(wǎng)就屬此類。在云網(wǎng)融合1.0階段，云計算和網(wǎng)絡服務雖然是一體化的提供，但網(wǎng)絡服務更多是服務于中心云，云和網(wǎng)相對是獨立的。中國聯(lián)通認為下一個階段將會是“算網(wǎng)一體”階段，即云網(wǎng)融合的2.0階段。在此階段，隨著邊緣計算及人工智能等技術的深入發(fā)展，算力已經(jīng)無處不在，網(wǎng)絡需要為云、邊、端算力的高效協(xié)同，提供更加智能的服務，計算將與網(wǎng)絡深度融合。在算網(wǎng)一體階段，我們要實現(xiàn)可感知算力的調度和確定性的連接。

  為了推動網(wǎng)絡的發(fā)展，中國聯(lián)通將在2021 年開展一系列的網(wǎng)絡創(chuàng)新工作，主要體現(xiàn)在以下三方面：第一是在算力網(wǎng)絡中，實現(xiàn)算網(wǎng)一體化服務;第二是在確定性網(wǎng)絡方面，面向行業(yè)應用和視頻業(yè)務，提供確定性的定制服務;第三要打造全光底座，為云網(wǎng)業(yè)務提供最佳的基礎網(wǎng)絡服務。

  為了推動整個網(wǎng)絡的持續(xù)演進和發(fā)展，中國聯(lián)通決定把CUBE-Net 2.0升級為CUBE-Net 3.0。 CUBE-Net 2.0主要是基于SDN/NFV的新一代網(wǎng)絡，而CUBE-Net 3.0則被定義為新一代的、算網(wǎng)一體的新型數(shù)字基礎設施。通過CUBE-Net 3.0，中國聯(lián)通希望與千行百業(yè)的合作伙伴攜手，共同推動構建面向未來的新一代數(shù)字基礎設施，更好地服務于數(shù)字經(jīng)濟，推動國家網(wǎng)絡強國戰(zhàn)略的發(fā)展。

  作者：唐雄燕 中國聯(lián)通 研究院首席科學家

  文章來源于華為技術(第88期)