算力网络与“东数西算”工程实践

苗青
博士研究生，高 级工程师，2005年毕业于上海交通大学控制理论与控制工程专业。现任上海邮电设计咨询研究院有限公司执行董事、党委书记、总经理。长期从事云计算、物联网、人工智能、语音技术及信息系统集成等技术研究，作为企业负责人和项目负责人完成“网络协同制造业务流程优化工业互联网平台测试床项目”、上海市发展和改革委员会“基于AI语音技术的中小企业自助客服云平台”、上海市科学技术委员会“区域级消防物联网关键技术研发与应用”“基于人工智能的物联网产业敏捷服务平台”等7项重点课题项目。带领团队荣获多个奖项。


归律
博士研究生，高 级工程师，2007年毕业于北京邮电大学电磁场与微波技术专业。现任上海邮电设计咨询研究院有限公司总工程师。长期从事云计算、大数据、IT系统、传送网等技术研究，作为项目负责人完成大量国家部委和运营商总部级别的咨询和设计项目，主编完成行业标准YD/T 5238—2019《分布式数据计算平台设备安装工程设计规范》。曾获得实用新型专利，出版《5G关键技术与网络建设系列丛书·移动核心网》，主持并参与了多项国家、省市政府项目并荣获多个奖项。近年来专注于工业互联网、算力网络等方向的研究及产品研发落地。

张开飞
高 级工程师，工学硕士，2004年毕业于北京邮电大学。通信工程建设项目评标专 家，现任上海邮电设计咨询研究院有限公司数据分院副院长。长期从事信息化、云计算领域规划咨询设计与管理工作，具有近20年丰富的从业经验。主编和参编了《分布式数据计算平台设备安装工程设计规范》等多项行业和企业标准、规范和研究课题，曾获得实用新型专利，曾荣获多个奖项。

张宏远
博士研究生学历，2005年毕业于上海交通大学。通信领域专 家，高 级工程师，上海邮电设计咨询研究院有限公司核心网专 家，中国通信服务有限公司上海公司核心人才。长期从事通信网络、业务平台、信息系统的建设方案咨询与设计工作。负责中国电信集团和上海市、海南省、吉林省、浙江省、陕西省、内蒙古自治区等地的大数据平台及移动网络设计与规划，主编《通信网络功能虚拟化（NFV）工程技术规范》《宽带数字集群通信工程技术标准》《基于LTE技术的宽带集群通信系统设计规范》等标准。近年来，专注于移动核心网、数据中台、数据治理等方面的研究。

黄瑾
通信与信息系统硕士，毕业于上海交通大学。高 级工程师，注册一级建造师、注册咨询工程师，现为上海邮电设计咨询研究院有限公司首 席设计师。从事云计算、运营商IT系统及业务平台的咨询设计工作17年。作为负责人主持完成中国电信临港算力园区、上海市市区两级电子政务云等重大工程的规划与设计。目前正在参与一体化大数据中心长三角枢纽节点的规划建设。作为主要编制人员编写了《云计算基础设施工程技术》等多项标准。出版技术专著1部，获得授权专利多项。曾荣获多个奖项。

王亦炜
上海邮电设计咨询研究院有限公司数据勘察设计院副总工程师，高 级工程师，长期从事光传输网络规划、设计及传输组网技术演进的研究工作。自2012年以来一直致力于OTN技术在城域传送网络中进行复杂组网以适应未来互联网和运营商新型业务发展的研究和实践，主持了上海电信多个超大型OTN的组网规划和设计工作，2014年提出的OTN架构已处于国际先进水平。近年来参与了《光传送网(OTN)工程技术标准》《信息通信网络工程项目规范》标准的编写。曾荣获多个奖项。

适读人群 ：本书既适合对云网融合和算力网络技术感兴趣的科研人员阅读，也可作为高等院校计算机、通信、电子工程等专业师生的参考用书。

1.创新驱动，建设科技强国。随着八大国家算力枢纽节点启动建设，并规划了10个国家数据中心集群，“东数西算”工程正式启动，本书对互联网厂家、电信运营商运营、设备厂家如何承接该工程对具有较强的指导意义。
2.选题新颖，紧跟市场热点。近年来算力网络已成为云网融合的新型网络架构。随着国家提出“东数西算”战略，标志着国家算力网络从构想走向实施。本书系统阐述东数西算如何依托算力网络进行工程落地的书籍，具有较好的现实价值。
3.本书作者均是通信网络、云计算等领域的专 家，对云网的建设与应用有着广泛而深入的研究实践，并掌握大量翔实的工程建设一手内部资料，增强了本书的专业性。
4.体系严谨，内容丰富。本书脉络清晰、结构严谨，既有理论思考的前瞻性与深度，又兼顾了实践落地，分别从东数西算背景、算力网络技术发展、东数西算布局策略、工程实施步骤及技术需求、未来演进五大维度，揭示算力网络在东数西算中的工程落地方式及路线。

上篇：算力网络
第1章　从云计算到云网融合 002
1．1　算力基础设施：云计算 002
1．2　分布式计算 003
1．3　新型计算节点：边缘计算 005
1．4　未来网络 006
1．5　云网融合 007
第2章　算网融合 009
2．1　算力 009
2．1．1　算力的定义 009
2．1．2　算力的载体——数据中心 012
2．1．3　CPU、GPU和DSA三大主流计算平台 014
2．1．4　未来算力的提升 019
2．2　算力网络 024
2．2．1　算力网络的产生 024
2．2．2　算力网络的分类 024
2．2．3　算力网络的工程案例 026
2．3　算网融合的过程 027
2．3．1　算网融合的类型 027
2．3．2　云网融合和算网融合的关系 028
2．3．3　融合的演进阶段 028
第3章　算力网络的标准体系 030
第4章　算力网络的体系架构 035
4．1　算力网络与云网融合的关系 035
4．2　算力网络的主流体系架构 037
第5章　算力网络的关键技术 040
5．1　算力基础设施的关键技术 040
5．1．1　异构计算 040
5．1．2　存算一体 042
5．1．3　云原生 045
5．2　网络基础设施关键技术 050
5．2．1　SRv6 050
5．2．2　数据中心网络关键技术 056
5．2．3　无损网络 069
5．2．4　确定性网络 071
5．2．5　应用感知网络 074
5．3　算网一体关键技术 074
5．3．1　算力标准化度量与建模 075
5．3．2　算力感知与路由 076
5．4　编排管理与运营服务的关键技术 078
5．4．1　算力网络编排调度的构想 078
5．4．2　算力网络编排管理和运营的关键技术 085
5．4．3　多云管理 106
5．5　算力封装与算力交易平台 110
5．5．1　算力封装技术 110
5．5．2　算网交易平台 114
5．6　安全关键技术 124
5．6．1　安全风险分析 124
5．6．2　安全需求分析 125
5．6．3　安全防护建设思路 127
5．6．4　安全关键技术与手段 129
5．7　绿色节能技术 132
5．7．1　低PUE的主要技术手段 132
5．7．2　打造绿色数据算力中心的有效措施 134
第6章　算力网络技术的能力需求分析 137
6．1　数据流通 137
6．1．1　数据流通模式 137
6．1．2　数据流通技术 139
6．1．3　数据流通的安全治理 144
6．2　算力共享 148
6．2．1　算力共享的定义与分类 149
6．2．2　算力共享模式 151
6．2．3　算力共享网络 152
6．2．4　算力的监控与管理 154
第7章　算力网络技术基础设施需求分析 155
7．1　催生算力网络发展的大背景 155
7．2　电信运营商主导的算力网络体系架构 156
7．3　承载网基础设施 158
7．3．1　传统承载网存在的痛点 158
7．3．2　新一代承载网发展和演进的方向 159
7．4　编排与转发基础设施 162
7．4．1　算力网络编排基础设施 162
7．4．2　算力网络转发基础设施 163
7．5　安全基础设施 164
7．5．1　云网融合、算网融合对安全提出新的挑战 165
7．5．2　新一代安全基础设施的发展方向分析 165
第8章　算力网络应用场景实践案例 169
8．1　赋能生活 169
8．2　赋能行业 173
8．3　赋能社会 174
第9章　算力网络的发展愿景 176
9．1　算力泛在 176
9．2　算网共生 177
9．3　智能编排 177
9．4　一体服务 177
9．5　算力网络需要进一步研究解决的技术挑战 178
下篇：东数西算
第10章　“东数西算”工程政策解读 182
10．1　我国“东数西算”工程建设相关政策解读 182
10．2　我国算力服务总体推进节奏 183
10．3　我国“东数西算”工程发展战略及部署实施方案 188
10．3．1　“东数西算”工程发展战略 188
10．3．2　“东数西算”工程部署实施方案 190
10．3．3　总结 191
第11章　“东数西算”工程实施步骤 192
11．1　我国国家级八大枢纽节点+网、云、数三大体系建设方案 192
11．1．1　我国八大枢纽节点 192
11．1．2　网、云、数三大体系建设方案 193
11．2　第一阶段（2021—2023年）：建成枢纽数据中心集群，绿色先进，实现“东数西存” 196
11．2．1　建立一体化云合规认证体系 196
11．2．2　完善数据中心评价标准 205
11．2．3　完善算力及网络基础设施 209
11．2．4　构建与贯彻数据中心绿色节能标准体系 222
11．3　第二阶段（2024—2025年）：构建东西部直连网络，实现“东数西算”一体化调度 227
11．3．1　建设数据中心直连网络 227
11．3．2　落地区域协同的算力服务体系 228
11．3．3　算网新型基础设施的全面落地 232
11．3．4　建设国家级/区域级算力调度平台 234
11．4　第三阶段（2026年之后）：构建数据交易市场，实现数据要素高效流通 239
11．4．1　建设数据交易统一管理平台 239
11．4．2　国家统一数据要素交易市场，数据可信流通 243
第12章　“东数西算”数据中心布局建议 251
12．1　我国数据中心存在的问题 251
12．2　数据中心布局建议 252
12．2．1　时延因素 252
12．2．2　数据因素 257
12．2．3　资源因素 258
12．2．4　规模因素 258
12．2．5　“东数西算”配对模型建议 259
第13章　“东数西算”工程实施需要破解的难题与挑战 261
13．1　泛在化、异构化的算力资源难以感知和统一度量 261
13．2　集中式/分布式算力网络控制方案难以协同 263
13．3　网络融合面临的挑战 264
13．4　数据标准化难以统一 265
参考文献 267