在國(guó)家數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略與“十四五”發(fā)展規(guī)劃的推動(dòng)下，加快信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)的協(xié)同化、服務(wù)化、智能化進(jìn)程，深化國(guó)家新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)(“新基建”)，已成為我國(guó)進(jìn)行大國(guó)博弈的重要基礎(chǔ)。在此過(guò)程中，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、5G及人工智能等相關(guān)技術(shù)與應(yīng)用對(duì)新一代信息網(wǎng)絡(luò)提出了新的大算力、大模型處理等算力需求，而支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的信息通信基礎(chǔ)設(shè)施面臨幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)的連接終端、應(yīng)用數(shù)據(jù)和安全壓力。

在此背景下，算力網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生。算力網(wǎng)絡(luò)旨在通過(guò)泛在算力與網(wǎng)絡(luò)的融合，突破數(shù)據(jù)中心、超算中心、云計(jì)算、邊緣計(jì)算等“孤島”狀態(tài)下的計(jì)算能力限制，構(gòu)建算網(wǎng)一體的新型智能、高效、按需的算力服務(wù)體系，是信息通信領(lǐng)域的一種新趨勢(shì)和新業(yè)態(tài)。2019年起，中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通先后提出“算力網(wǎng)絡(luò)”的發(fā)展理念。算力網(wǎng)絡(luò)作為中國(guó)提出且主導(dǎo)的科研技術(shù)方向，已得到業(yè)界的廣泛認(rèn)可。

1 算力網(wǎng)絡(luò)研究備受關(guān)注，取得重要進(jìn)展

算力網(wǎng)絡(luò)以泛在算力資源為基礎(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)通信為紐帶，智能化調(diào)度為核心，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)、云、邊、端、業(yè)務(wù)的高效協(xié)同與適配，滿足行業(yè)高差異化算力服務(wù)需求。算力網(wǎng)絡(luò)的愿景為電信運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)新的運(yùn)營(yíng)和服務(wù)模式，有可能改變“管道化”的現(xiàn)狀，因此也受到了我國(guó)電信運(yùn)營(yíng)商的青睞和高度重視，三大運(yùn)營(yíng)商紛紛啟動(dòng)算力網(wǎng)絡(luò)研究計(jì)劃，在算力網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、技術(shù)體系等方面發(fā)布了一系列白皮書(shū)，有力地推動(dòng)了算力網(wǎng)絡(luò)的研究。三大運(yùn)營(yíng)商在算力網(wǎng)絡(luò)方面的研究成果也分別入選中國(guó)通信學(xué)會(huì)2021年網(wǎng)絡(luò)5.0領(lǐng)先創(chuàng)新科技成果。2022年，鵬城實(shí)驗(yàn)室發(fā)布了“中國(guó)算力網(wǎng)—智算網(wǎng)絡(luò)”計(jì)劃，該計(jì)劃提出了“像建設(shè)電網(wǎng)一樣建設(shè)國(guó)家算力網(wǎng)”的發(fā)展愿景。

圍繞算力網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化，我國(guó)電信運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備制造商在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織也取得了一些重要進(jìn)展。國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)從2019年到2021年已經(jīng)立項(xiàng)/發(fā)布算力感知網(wǎng)絡(luò)和算力網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)6項(xiàng)，內(nèi)容涉及了頂層架構(gòu)、應(yīng)用場(chǎng)景、功能模塊等方面。2019年，我國(guó)科研人員在國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)推動(dòng)成立在網(wǎng)計(jì)算研究組(COINRG)，牽頭發(fā)起算力感知網(wǎng)絡(luò)(CAN)BoF。2023年3月在日本橫濱召開(kāi)的IETF第116次會(huì)議中，由中國(guó)移動(dòng)牽頭推動(dòng)成立首個(gè)算力網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)工作組CATS(Computing-Aware Traffic Steering)，在算力網(wǎng)絡(luò)需求、場(chǎng)景等方面形成初步共識(shí)。

國(guó)內(nèi)行業(yè)組織和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟如CCSA、中國(guó)通信學(xué)會(huì)、網(wǎng)絡(luò)5.0聯(lián)盟、IMT-2030(6G)推進(jìn)組紛紛啟動(dòng)算力網(wǎng)絡(luò)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定。如CCSA從2021年開(kāi)始進(jìn)行算力網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)制定工作，目前已經(jīng)立項(xiàng)/發(fā)布多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)容涉及算力網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù)、標(biāo)識(shí)解析技術(shù)等。

2 算力網(wǎng)絡(luò)內(nèi)涵與邊界的理解

雖然算力網(wǎng)絡(luò)在業(yè)內(nèi)外引起極大關(guān)注，也取得了重要進(jìn)展，但是其發(fā)展也面臨一些值得深入思考和關(guān)注的問(wèn)題。特別是算力網(wǎng)絡(luò)的定義、內(nèi)涵不統(tǒng)一，邊界不清晰，尚未形成明確且統(tǒng)一的共識(shí)。通常，業(yè)界對(duì)算力網(wǎng)絡(luò)有不同的視角：“網(wǎng)中有算”和“算中有網(wǎng)”。

1)“網(wǎng)中有算”是指以網(wǎng)絡(luò)為中心，算為網(wǎng)用，算力作為基礎(chǔ)資源嵌入網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)利用算力來(lái)提升網(wǎng)絡(luò)感知、資源調(diào)度以及服務(wù)功能的編排能力，實(shí)現(xiàn)智能高效的網(wǎng)絡(luò)算力服務(wù)。

2)“算中有網(wǎng)”是指以云為中心，網(wǎng)為算用，網(wǎng)絡(luò)作為連接紐帶將離散的數(shù)據(jù)中心、超算中心等泛在算力進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)以云為中心的算力資源運(yùn)營(yíng)。

上面兩種視角重點(diǎn)不同，前者側(cè)重從網(wǎng)絡(luò)層面出發(fā)，通過(guò)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)部分的計(jì)算存儲(chǔ)、資源協(xié)同能力等方式來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)功能性；后者則聚焦應(yīng)用側(cè)面，借助現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)計(jì)算來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)能力和新業(yè)務(wù)的支撐能力。我們認(rèn)為，為了實(shí)現(xiàn)算網(wǎng)融合和資源協(xié)同，為用戶提供靈活統(tǒng)一的資源調(diào)度，應(yīng)該將兩種視角進(jìn)行互補(bǔ)，避免各自視角的局限性，形成第三種視角“融算網(wǎng)絡(luò)”，即從應(yīng)用與網(wǎng)絡(luò)深度融合協(xié)同角度出發(fā)，更好地完成算網(wǎng)一體融合。

3 算力網(wǎng)絡(luò)技術(shù)路線的思考

“網(wǎng)中有算”的技術(shù)路線從網(wǎng)絡(luò)角度出發(fā)，將業(yè)務(wù)的算力需求與網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行融合，以達(dá)到算力與網(wǎng)絡(luò)協(xié)同、提升業(yè)務(wù)質(zhì)量和用戶體驗(yàn)的目標(biāo)。但傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)IP標(biāo)識(shí)存在相對(duì)靜態(tài)僵化、語(yǔ)義承載單一的局限，而算力服務(wù)的業(yè)務(wù)類型、算力類型和服務(wù)質(zhì)量需求多樣，這些特點(diǎn)難以在IP標(biāo)識(shí)中綜合體現(xiàn)，也為算網(wǎng)深度融合帶來(lái)障礙，大規(guī)模算網(wǎng)高效融合需求下的算力服務(wù)表征與標(biāo)識(shí)、如何與現(xiàn)網(wǎng)共存成為重要挑戰(zhàn)和難題。

“算中有網(wǎng)”的技術(shù)路線多從應(yīng)用角度入手，采用高速專網(wǎng)(多位于數(shù)據(jù)中心或超算中心內(nèi)部)實(shí)現(xiàn)算力基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，以支持跨節(jié)點(diǎn)的算力協(xié)同和超大算力提供。值得注意的是，“網(wǎng)中有算”技術(shù)需要專用的硬件和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持，而該領(lǐng)域的主流技術(shù)由國(guó)外廠商提出和把控，存在“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn)。此外，“網(wǎng)中有算”技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸與連接進(jìn)行了理想化無(wú)損假設(shè)，而這一點(diǎn)在廣域網(wǎng)絡(luò)難以保證，因而也難以實(shí)現(xiàn)真正意義上的算網(wǎng)融合。

從算力網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)目標(biāo)與技術(shù)發(fā)展理念來(lái)看，算力網(wǎng)絡(luò)是通信、計(jì)算、存儲(chǔ)以及智能化調(diào)度的高度融合，其愿景是讓用戶像用電、用水一樣使用算力服務(wù)，實(shí)現(xiàn)算力用戶(算力資源)的“即插即用” 。從電網(wǎng)、水網(wǎng)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀來(lái)看，實(shí)現(xiàn)資源高效隨取隨用的重要基礎(chǔ)是深度融合、資源統(tǒng)一調(diào)配的網(wǎng)絡(luò)。由此得到的啟示是，算力網(wǎng)絡(luò)研究不僅要考慮算力，更要關(guān)注新型網(wǎng)絡(luò)，算力與網(wǎng)絡(luò)不能只是“算中有網(wǎng)”或“網(wǎng)中有算”的分離式協(xié)同，而是要實(shí)現(xiàn)“算力+網(wǎng)絡(luò)”的融合突破，需解決好以下幾個(gè)問(wèn)題。

1)在網(wǎng)絡(luò)層面，需要攻克多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)(包括有線、無(wú)線網(wǎng)絡(luò))的深度融合難題，實(shí)現(xiàn)“一張大網(wǎng)”的統(tǒng)一資源調(diào)度。

2)在用戶層面，需要從標(biāo)識(shí)體系出發(fā)研究用戶與網(wǎng)絡(luò)“解耦分離”技術(shù)，研究多維統(tǒng)一標(biāo)識(shí)技術(shù)，解決算力用戶(算力資源)“即插即用” 問(wèn)題。

3)在管理層面，需要研究用戶、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用等異構(gòu)資源統(tǒng)一管控和協(xié)同技術(shù)，解決現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)和算力基礎(chǔ)設(shè)施資源的“煙囪式”獨(dú)立管理問(wèn)題。

通過(guò)思考上述問(wèn)題，對(duì)兩種視角優(yōu)化互補(bǔ)，互相促進(jìn)，構(gòu)建“網(wǎng)算”“算網(wǎng)”一體深度融合，通過(guò)算力提升網(wǎng)絡(luò)性能、功能，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)算力智能調(diào)度，突破多維統(tǒng)一標(biāo)識(shí)和智慧協(xié)同映射技術(shù)，實(shí)現(xiàn)算網(wǎng)、網(wǎng)算一體的深度融合。

現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)體系設(shè)計(jì)于五十年前，難以滿足算力網(wǎng)絡(luò)的新需求。從目前來(lái)看，算力網(wǎng)絡(luò)對(duì)新型網(wǎng)絡(luò)體系創(chuàng)新具有重要推動(dòng)作用，其研究剛好與新型網(wǎng)絡(luò)建設(shè)相輔相成：一方面新型網(wǎng)絡(luò)融合體系架構(gòu)可以更好地實(shí)現(xiàn)異質(zhì)異構(gòu)、分布不均的泛在算力資源的互聯(lián)；另一方面，算力可以滿足大數(shù)據(jù)、大模型、AI任務(wù)等高性能計(jì)算需求，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)以及基礎(chǔ)算力之間更高效、更智能的適配調(diào)度。

4 算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的建議

4.1 算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展亟需求同存異，形成合力

目前我國(guó)算力網(wǎng)絡(luò)研究已取得重要進(jìn)展，但運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備商、學(xué)術(shù)團(tuán)體由于各自站位視角、研究背景、合作競(jìng)爭(zhēng)等原因，算力網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域呈現(xiàn)出“百家爭(zhēng)鳴”“各持己見(jiàn)”的局面，在一些重要概念、體系、架構(gòu)等方面缺少共識(shí)。算力網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)新生概念，有不同技術(shù)路線屬于正常。但從國(guó)家和產(chǎn)業(yè)角度，需要相關(guān)利益攸關(guān)方求同存異，形成合力，共同推動(dòng)算力網(wǎng)絡(luò)健康發(fā)展，共同在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中發(fā)聲，為國(guó)家搶占未來(lái)信息領(lǐng)域的高地共同努力。

4.2 算力網(wǎng)絡(luò)研究應(yīng)重視頂層設(shè)計(jì)與總體布局

算力網(wǎng)絡(luò)是多學(xué)科交叉融合的系統(tǒng)性工程，作為我國(guó)提出的技術(shù)方向，有望成為繼5G之后我國(guó)保持全球技術(shù)領(lǐng)先的新賽道。為了保障我國(guó)在該領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，需要從國(guó)家層面重視頂層設(shè)計(jì)，從國(guó)家科研計(jì)劃進(jìn)行總體布局，開(kāi)展算力網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論、體系架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)、典型應(yīng)用等，深化算力網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，破解算力網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵領(lǐng)域技術(shù)“卡脖子”難題，形成算力網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域自主可控的制造鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、效益鏈，降低國(guó)外對(duì)我國(guó)“脫鉤斷鏈”帶來(lái)的產(chǎn)業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，推動(dòng)我國(guó)從算力大國(guó)、網(wǎng)絡(luò)大國(guó)向算力強(qiáng)國(guó)、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)。