唐雄燕：夯实云网融合，迈向算网一体

  ICC讯 近年来，企业数字化转型的步伐逐渐加快，大量的企业云端应用让算力成为刚需。此时，云对网络性能的要求不仅仅局限于带宽、时延，而是开始侧重于如何提供更灵活的算力配置。随着企业上云的不断推进，云对网络架构的需求也日益增加。

  CUBE-NET 2.0 推进云网融合

  2015年，中国联通认识到云对网络发展的重大意义，在《CUBE-Net 2.0新一代网络架构白皮书》中，首次提出了面向云端双中心的解耦集约型网络架构，希望基于SDN/NFV来构建弹性超宽网络，为客户提供云网一体化的服务，并打造开放的产业生态。CUBE-Net 2.0不仅是中国联通网络转型的顶层设计，同时也推动了中国联通网络向SDN/NFV化、云化和智能化的四化转型。

  在CUBE-Net 2.0的总体指引下，中国联通基于云网融合开展了一系列的实践工作。其中，最重要的是在2016年将面向政企客户的IP网络发展成为基于SDN的云联网(CloudBond)，即中国联通产业互联网(CUII)。同时，中国联通在城域网领域也通过推动SDN应用来建设智能城域网。智能城域网是基于SDN和分段路由SR (Segment Routing)技术构建的新一代城域IP基础设施。广域的云联网加上智能城域网可为用户提供端到端的云网一体化服务，帮助用户实现便捷入云、云间互联及弹性云网业务。

  目前，中国联通的云联网已覆盖全国300多个城市，其网络包括200多个自有四星级、五星级数据中心。云联网不但服务于中国联通自有云，同时也服务于包括Top 10在内的国内外50家云商，使用户在使用联通云联网服务同时，也可以自由选择其他云服务提供商。

  泛在算力，推动计算与网络深度融合

  与此同时，互联网自身也在不停地向前发展演进。目前，中国联通已经从消费互联网进入到了产业互联网的发展阶段。在消费互联网阶段，运营商主要提供基础的管道联接和流量服务，实现云端之间内容服务的连接。今天，随着人工智能的发展及产业互联网时代的到来，计算资源已经无处不在，运营商需要为端、边、云等不同的算力设施提供更加智能、融合的服务。此时，整个算力服务的发展就从以中心云为主的云计算阶段进入到一个提供泛在算力服务的新阶段。

  当前，中国正在积极推进新基建的发展，这是推动数字经济发展的新动力。新基建包括3个方面的内容，即：信息基础设施、融合基础设施和创新基础设施。对于运营商而言，最关心的是信息基础设施，包括通信网络基础设施、算力基础设施和新技术基础设施。

  随着云计算向边缘计算方向的发展，云、边、端算力会进一步协同，泛在计算时代即将到来，计算及网络也会进入到一个深度融合的阶段。泛在计算有两大优势：降低时延及成本。所谓降低时延，即用户和应用可以就近获得相应的算力服务，如一些应用不需上到中心云就可以在端或边获得算力服务;另一方面，随着端、边算力应用的增加，实际上物理传输的距离在缩短，传输的成本就会下降。中国联通可以为不同的应用配备不同的算力资源，在提升算力资源利用率的同时，进一步降低算力成本。泛在算力服务需要算力网络的支撑，以实现智能的算力调度及高效的算力传送，因此，算力网络也成为了今天整个信息通信网络发展的一个新热点。

  社会上存在着各种各样的算力资源。从技术上看，有CPU、GPU、ASIC等不同的算力技术;从整个算力的分布来看，有中心云、边缘计算以及端侧的算力;从技术的服务的形态来看，有云计算、超级计算。如何把多样化的算力提供给用户和应用?运营商在其中可以发挥重要的作用。很多的应用服务商需要不同的算力资源，运营商正好可以成为算力和应用的中介，把算力和应用资源提供给用户，把服务进行串联，真正向用户提供算力加应用的一体化服务，使得运营商从传统的管道运营商，转型为新兴的综合信息服务提供商。

  算力服务的底层技术实际上是网络，因此，运营商需要增强网络能力来实现感知算力调度和确定性的连接。要实现算力网络，网络首先要能够感知应用及算力。具体而言，运营商可以利用 IPv6扩展头，将应用信息提示需求传递给网络，通过业务的部署和资源的调整来保证应用的SLA要求。为了提供确定性的连接，运营商可以发展确定性网络，通过避免拥塞及冗余传输、指定流量传输路径、控制端到端的时延等方式，来保证端到端的传输质量。其中非常关键的一点是，网络要能感知计算资源，才能实现算力的灵活匹配及动态调度，将任务路由到合适的目标计算节点。

  算力网络技术的发展

  要真正实现算力的智能调度和确定性服务，算力网络需要具备以下三大使能元素，即过去的联网元素、云网元素，及当前新的算网元素。首先，联网技术需要进一步发展，过去的网络连接，更多是关注端到端的带宽，当前，还需要关注端到端的确定性，以保证实现网络的无损传输;在网络的云化方面，过去主要发展SDN/ NFV，当前则需要把SDN/NFV做更紧密的集成，尤其是需要引入智能化技术，发展网络人工智能，并引入SR技术，来实现网络更加灵活集中的控制和调度;最后，还要加入新的算网元素，也就是要实现算力的交易、算力的路由，最终达到感知算力的调度和确定性连接这两个重要特征。

  中国联通这几年高度重视算力网络的发展，一直在积极推动算力网络技术的进步和研发工作。2019年，中国联通率先发布了国内第一本算力网络白皮书，2020年发布了《算力网络架构与关键技术白皮书》。这些白皮书系统地阐述了算力网络的架构、技术标准和生态合作等方面的现状和展望。2020年底，中国联通又发起成立了算力网络产业联盟，希望进一步推动算力网络技术向前发展。

  “云网融合”迈向 2.0 阶段

  今天，社会还处在云网融合的1.0阶段，中国联通的云联网就属此类。在云网融合1.0阶段，云计算和网络服务虽然是一体化的提供，但网络服务更多是服务于中心云，云和网相对是独立的。中国联通认为下一个阶段将会是“算网一体”阶段，即云网融合的2.0阶段。在此阶段，随着边缘计算及人工智能等技术的深入发展，算力已经无处不在，网络需要为云、边、端算力的高效协同，提供更加智能的服务，计算将与网络深度融合。在算网一体阶段，我们要实现可感知算力的调度和确定性的连接。

  为了推动网络的发展，中国联通将在2021 年开展一系列的网络创新工作，主要体现在以下三方面：第一是在算力网络中，实现算网一体化服务;第二是在确定性网络方面，面向行业应用和视频业务，提供确定性的定制服务;第三要打造全光底座，为云网业务提供最佳的基础网络服务。

  为了推动整个网络的持续演进和发展，中国联通决定把CUBE-Net 2.0升级为CUBE-Net 3.0。 CUBE-Net 2.0主要是基于SDN/NFV的新一代网络，而CUBE-Net 3.0则被定义为新一代的、算网一体的新型数字基础设施。通过CUBE-Net 3.0，中国联通希望与千行百业的合作伙伴携手，共同推动构建面向未来的新一代数字基础设施，更好地服务于数字经济，推动国家网络强国战略的发展。

  作者：唐雄燕 中国联通 研究院首席科学家

  文章来源于华为技术(第88期)