唐雄燕：夯實(shí)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(zhuǎn)型的步伐逐漸加快，大量的企業(yè)云端應(yīng)用讓算力成為剛需。此時(shí)，云對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的要求不僅僅局限于帶寬、時(shí)延，而是開始側(cè)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(jìn)，云對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的需求也日益增加。

  CUBE-NET 2.0 推進(jìn)云網(wǎng)融合

  2015年，中國聯(lián)通認(rèn)識(shí)到云對(duì)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重大意義，在《CUBE-Net 2.0新一代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)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(luò)架構(gòu)，希望基于SDN/NFV來構(gòu)建彈性超寬網(wǎng)絡(luò)，為客戶提供云網(wǎng)一體化的服務(wù)，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(luò)轉(zhuǎn)型的頂層設(shè)計(jì)，同時(shí)也推動(dòng)了中國聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)向SDN/NFV化、云化和智能化的四化轉(zhuǎn)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(shí)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(luò)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(shí)，中國聯(lián)通在城域網(wǎng)領(lǐng)域也通過推動(dòng)SDN應(yīng)用來建設(shè)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(shù)構(gòu)建的新一代城域IP基礎(chǔ)設(shè)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(wù)，幫助用戶實(shí)現(xiàn)便捷入云、云間互聯(lián)及彈性云網(wǎng)業(yè)務(wù)。

  目前，中國聯(lián)通的云聯(lián)網(wǎng)已覆蓋全國300多個(gè)城市，其網(wǎng)絡(luò)包括200多個(gè)自有四星級(jí)、五星級(jí)數(shù)據(jù)中心。云聯(lián)網(wǎng)不但服務(wù)于中國聯(lián)通自有云，同時(shí)也服務(wù)于包括Top 10在內(nèi)的國內(nèi)外50家云商，使用戶在使用聯(lián)通云聯(lián)網(wǎng)服務(wù)同時(shí)，也可以自由選擇其他云服務(wù)提供商。

  泛在算力，推動(dòng)計(jì)算與網(wǎng)絡(luò)深度融合

  與此同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)自身也在不停地向前發(fā)展演進(jìn)。目前，中國聯(lián)通已經(jīng)從消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入到了產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展階段。在消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)階段，運(yùn)營商主要提供基礎(chǔ)的管道聯(lián)接和流量服務(wù)，實(shí)現(xiàn)云端之間內(nèi)容服務(wù)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(shí)代的到來，計(jì)算資源已經(jīng)無處不在，運(yùn)營商需要為端、邊、云等不同的算力設(shè)施提供更加智能、融合的服務(wù)。此時(shí)，整個(gè)算力服務(wù)的發(fā)展就從以中心云為主的云計(jì)算階段進(jìn)入到一個(gè)提供泛在算力服務(wù)的新階段。

  當(dāng)前，中國正在積極推進(jìn)新基建的發(fā)展，這是推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力。新基建包括3個(gè)方面的內(nèi)容，即：信息基礎(chǔ)設(shè)施、融合基礎(chǔ)設(shè)施和創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施。對(duì)于運(yùn)營商而言，最關(guān)心的是信息基礎(chǔ)設(shè)施，包括通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、算力基礎(chǔ)設(shè)施和新技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施。

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

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

  算力服務(wù)的底層技術(shù)實(shí)際上是網(wǎng)絡(luò)，因此，運(yùn)營商需要增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)能力來實(shí)現(xiàn)感知算力調(diào)度和確定性的連接。要實(shí)現(xiàn)算力網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)首先要能夠感知應(yīng)用及算力。具體而言，運(yùn)營商可以利用 IPv6擴(kuò)展頭，將應(yīng)用信息提示需求傳遞給網(wǎng)絡(luò)，通過業(yè)務(wù)的部署和資源的調(diào)整來保證應(yīng)用的SLA要求。為了提供確定性的連接，運(yùn)營商可以發(fā)展確定性網(wǎng)絡(luò)，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(shí)延等方式，來保證端到端的傳輸質(zhì)量。其中非常關(guān)鍵的一點(diǎn)是，網(wǎng)絡(luò)要能感知計(jì)算資源，才能實(shí)現(xiàn)算力的靈活匹配及動(dòng)態(tài)調(diào)度，將任務(wù)路由到合適的目標(biāo)計(jì)算節(jié)點(diǎn)。

  算力網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展

  要真正實(shí)現(xiàn)算力的智能調(diào)度和確定性服務(wù)，算力網(wǎng)絡(luò)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(dāng)前新的算網(wǎng)元素。首先，聯(lián)網(wǎng)技術(shù)需要進(jìn)一步發(fā)展，過去的網(wǎng)絡(luò)連接，更多是關(guān)注端到端的帶寬，當(dāng)前，還需要關(guān)注端到端的確定性，以保證實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的無損傳輸;在網(wǎng)絡(luò)的云化方面，過去主要發(fā)展SDN/ NFV，當(dāng)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(shù)，發(fā)展網(wǎng)絡(luò)人工智能，并引入SR技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)更加靈活集中的控制和調(diào)度;最后，還要加入新的算網(wǎng)元素，也就是要實(shí)現(xiàn)算力的交易、算力的路由，最終達(dá)到感知算力的調(diào)度和確定性連接這兩個(gè)重要特征。

  中國聯(lián)通這幾年高度重視算力網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，一直在積極推動(dòng)算力網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步和研發(fā)工作。2019年，中國聯(lián)通率先發(fā)布了國內(nèi)第一本算力網(wǎng)絡(luò)白皮書，2020年發(fā)布了《算力網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)白皮書》。這些白皮書系統(tǒng)地闡述了算力網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(luò)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，希望進(jìn)一步推動(dòng)算力網(wǎng)絡(luò)技術(shù)向前發(fā)展。

  “云網(wǎng)融合”邁向 2.0 階段

  今天，社會(huì)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(jì)算和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)雖然是一體化的提供，但網(wǎng)絡(luò)服務(wù)更多是服務(wù)于中心云，云和網(wǎng)相對(duì)是獨(dú)立的。中國聯(lián)通認(rèn)為下一個(gè)階段將會(huì)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(jì)算及人工智能等技術(shù)的深入發(fā)展，算力已經(jīng)無處不在，網(wǎng)絡(luò)需要為云、邊、端算力的高效協(xié)同，提供更加智能的服務(wù)，計(jì)算將與網(wǎng)絡(luò)深度融合。在算網(wǎng)一體階段，我們要實(shí)現(xiàn)可感知算力的調(diào)度和確定性的連接。

  為了推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，中國聯(lián)通將在2021 年開展一系列的網(wǎng)絡(luò)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(luò)中，實(shí)現(xiàn)算網(wǎng)一體化服務(wù);第二是在確定性網(wǎng)絡(luò)方面，面向行業(yè)應(yīng)用和視頻業(yè)務(wù)，提供確定性的定制服務(wù);第三要打造全光底座，為云網(wǎng)業(yè)務(wù)提供最佳的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

  為了推動(dòng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)演進(jìn)和發(fā)展，中國聯(lián)通決定把CUBE-Net 2.0升級(jí)為CUBE-Net 3.0。 CUBE-Net 2.0主要是基于SDN/NFV的新一代網(wǎng)絡(luò)，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(chǔ)設(shè)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(dòng)構(gòu)建面向未來的新一代數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施，更好地服務(wù)于數(shù)字經(jīng)濟(jì)，推動(dòng)國家網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)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(xué)家

  文章來源于華為技術(shù)(第88期)