消息 随着一体化算力网络国家枢纽节点的建设和“东数西算”工程的加快实施，计算和网络的融合走向深水区。面向新兴业务对于网络和计算融合发展的需求，如何协调分布式、多样化算力资源，业务应用和网络资源满足业务需求成为亟待解决的问题。为了解决计算和网络相互感知、协同、调度问题，从算力网络阶段化发展、算力感知技术架构、算力度量与标识、算力路由等多个技术展开探索和研究，并提出算力网络多种部署模式，为算力网络后续技术研究和产业发展提供参考。
1 引言
随着5G的商用规模部署，工业互联网、车联网、虚拟现实（VR）/增强现实（AR）等垂直领域蓬勃发展。Machina Research报告显示：2025年，全球网联设备总数将超过270亿台，联网设备指数级增长，设备呈现多样性趋势，物联网（internet of things，IoT）传感器、摄像机等设备的应用会带来多样化的数据。海量数据的传输、异构数据的分析和存储对传统网络和云计算提出了巨大挑战，使云计算和网络面临“传不畅、算不动、存不下”的局面，驱动计算从云端下移到接近数据源的边缘侧，形成网络中分散的算力资源。Gartner预测：2025年，超过75%的数据需要分流到网络边缘侧，这对网络灵活调度、服务质量（quality of service，QoS）等提出了更高的要求。因此，网络在实现分散节点互联的同时，还需要具备网络和算力协同调度的能力，通过最优路径将业务动态地调度到最优的算力节点进行处理。
算力是对数据处理能力及服务的统称，由多种芯片、部件和封装形成的上层服务组成。算力呈现多样性，是云计算、边缘计算、大数据和人工智能等技术的发展基石，是构成信息社会的“心脏”。云计算、边缘计算以及终端芯片工艺制程的发展必然驱动整个社会的算力分配更加分散和泛在化，即用户周围不同距离会散布不同规模的算力。如何高效利用这些算力，保证云边端算力的无缝协同，同时借助网络使数据与算力得到快速连接、处理，使算力像电力、热力一样成为基础资源，用户可以随用随取而不必关心它的产生与位置。为了让用户享受随时随地的算力服务，需要重构网络，形成继水网、电网之后国家新型基础设施，真正把“算力”变为可流动的生产力资源，为千行百业提供像“自来水”一样的计算服务。
为助力我国数据中心实现差异化、互补化、协同化、规模化发展，从2020年4月到2021年7月，国家连续发布系列政策，“东数西算”新型数据中心顶层设计日渐清晰。2020年3月，国家发展和改革委员会、工业和信息化部印发了《关于组织实施2020年新型基础设施建设工程（宽带网络和5G领域）的通知》，同年4月首次对“新基建”的具体含义进行了阐述，提出建设以数据中心、智能计算中心为代表的算力基础设施等，吸引地方积极布局计算产业，这也是“算力基础设施”这一概念在国家层面首次被提出。2021年5月26日，国家发展和改革委员会、中共中央网络安全和信息化委员会办公室、工业和信息化部、国家能源局联合印发了《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》，明确提出围绕国家重大区域发展策略，建设全国一体化算力网络国家枢纽节点，并在国家枢纽节点之间进一步打通网络传输通道，加快实施“东数西算”工程，提升跨区域算力调度水平，构建国家算力网络体系，标志着“算力网络”正式纳入国家新型基础设施发展建设体系。同年7月，工业和信息化部发布了《新型数据中心发展三年行动计划（2021—2023年）》，进一步明确了数据中心建设计划，正式启动了“东数西算”工程。
面向计算网络融合的演进需求，业界也开展了许多研究与探索工作，目前具体技术和技术路线不统一，仍需要大量攻关和验证。可以分为具体的“算力网络”技术和抽象的“算力网络”方向两类。具体的“算力网络”技术研究包括算力感知网络、计算优先网络等，是算力和网络深度融合的技术研究方向，目前产业界、学术界及标准领域对“算力网络”的关注度持续升温。抽象的“算力网络”方向是把算力网络作为长期演进方向，但是没有具体如何演进的考虑和论述。
2020年第8次网络5.0全会上，中国信息通信研究院联合三大运营商、华为、中兴通讯、中国科学院成立了网络5.0创新联盟算力网络特设组，就目前提出的算网融合趋势下不同技术路线展开研究和探索，包括算力网络和算力感知网络等，旨在达成算力网络研究共识，推动产业发展；此外，在IMT-2030（6G）网络工作组也成立了算力网络研究组，研究在6G网络中计算、网络融合对于未来网络架构的影响和关键使能技术。此外，IRTF成立了在网计算研究组（COINRG）在网计算指网络设备的功能不再是简单的转发，而是“转发+计算”，计算服务不再处于网络边缘，而是嵌入网络设备中。该工作组主要面向可编程网络设备内生功能的场景、潜在有益点展开研究，其中内生功能包括在网计算、在网存储、在网管理和在网控制等，是计算、网络更深层次融合的下一发展阶段，也吸引了许多研究人员的关注。
2 算力网络技术探索
2.1 算力网络阶段发展
算力网络实现算网共促，将“算力+网络”作为一体化的生产力统一供给、发展，有利于信息服务新模式构建。以网强算，借助基础网络系统化优势改变算力单点薄弱现状，有利于国家整体算力布局；以算促网，将算力调度的高需求转化为网络超宽带高智能发展的动力，有利于网络持续领先发展。算力网络的演进从目前的算网分治、逐步走向算网协同，最终发展为算网一体化。基于目前边缘计算的发展，算力网络将首先实现多个边缘节点算力资源的合理分配和调度，满足用户的业务体验，以及提高资源的利用率。随着云边算力趋向泛在化，网络更加扁平化、灵活化、服务化，算力网络走向算网协同阶段，通过对业务、算力资源和网络资源的协同感知，将业务按需调度到合适的节点，实现算网资源统一编排、统一运维、统一优化，最终实现算网共弹共缩。随着云边端三级算力全泛在、空天地一体网络全互联，网络资源和计算资源将实现全面融合新形态，走向算网一体阶段。算网共进，提供新服务，打造新模式，培育新业态，真正解决算网融合问题，实现在网计算，算网一体共生。算力网络阶段发展路线如图1所示。
