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解构三大运营商“算力网络”,中国移动打算怎么干?

mike6个月前 (11-27)科技宅男35
解构三大运营商“算力网络”,中国移动打算怎么干?

首发:白犀牛通信(公众号),作者:白犀牛

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近日,在2021中国移动全球合作伙伴大会上,中国移动董事长杨杰明确,中国移动将系统构建以5G、算力网络、智慧中台为重点的新型信息基础设施,构成“连接+算力+能力”新型信息服务体系,助力数字经济蓬勃发展。

“算力网络”被提到了和“5G”“智慧中台”同等的高度,成为中国移动的三大战略重点之一。

作为中国移动员工,如果你不知道“算力网络”、不懂“智慧中台”,那就意味着你没有站在中国移动的主航道上,没有跟上企业发展的步伐,自然也无法分享企业发展的红利。

那到底什么是“算力网络”?“算力网络”能发挥什么作用?中国移动在“算力网络”中扮演什么样的角色?

赶紧来了解一下吧。

【算力网络的由来】

追根溯源,“算力网络”是中国移动“出口转内销”的概念——2019年,中国移动开始认识到算力和网络融合共生、一体服务对全社会数智化转型的重大意义,积极展开研究实践,提出“算力网络”的全新理念。随后,算力网络引起业界关注。

到了今年(2021年),算力网络进入政府层面规划,开始自上而下推动算力网络建设——2021年5月,国家发改委等四部委联合出台《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》,

明确提出布局全国算力网络国家枢纽节点,打通网络传输通道,提升跨区域算力调度水平,加快实施“东数西算”工程,构建国家算力网络体系。

随后,算力网络成为产业界热点,作为网络建设主体,三大运营商纷纷提出了算力网络的建设规划,成为各家发展的战略重点。

【什么是“算力网络”?】

算力网络是

“一种根据业务需求,在云、网、边之间按需分配和灵活调度计算资源、存储资源以及网络资源的新型信息基础设施”

当前,算力已成为信息社会的核心生产力,算力需求越来越大,比如,从2018年到2030年,无人驾驶对算力的需求将增加390倍,数字货币对算力的需求将增长约2000倍,VR游戏对算力的需求将增长约300倍。

但是,随着摩尔定律趋近于极限,过去依靠芯片堆积的单点算力模式已经不能满足不断倍增的算力需求,通过网络集群优势突破单点算力的性能极限,提升算力的整体规模,成为了产业界共同关注的热点。

正如,水力发展离不开水网,电力发展离不开电网,算力发展也离不开“算力网络”。为了让用户享受随时随地的算力服务,发展算力网络需要重构网络,使其形成继水网、电网之后国家新型基础设施,打造“一点接入、即取即用”的社会级服务。最终实现“网络无所不达、算力无所不在、智能无所不及”。

算力网络的工作原理:

利用云网融合技术以及SDN/NFV等新型网络技术,将边缘计算节点、云计算节点以及含广域网在内的各类网络资源深度融合在一起,减少边缘计算节点的管控复杂度,并通过集中控制或者分布式调度方法与云计算节点的计算和存储资源、广域网的网络资源进行协同,组成新一代信息基础设施,为客户提供包含计算、存储和连接的整体算力服务,并根据业务特性提供灵活、可调度的按需服务。

算力网络是对云网融合的深化和新升级,

主要体现在:一是对象升级,云是算的一种载体,算力将更加立体泛在,包含边端等更丰富的形态;二是融合升级,算力网络不仅是编排管理的融合,更强调算力和网络在形态和协议上的一体融合,同时也强化了以算为中心,ABCDNETS等多种技术的融合共生;三是运营升级,算力网络对网络运营管理的要求更高,从一站式向一体化、智慧化演进;四是服务升级,算力网络是以算力为载体,多要素融合的新型一体化服务。

算力网络将成为6G网络发展的基础。

在网络和计算深度融合发展的大趋势下,6G的核心愿景和应用场景呼唤基础设施的创新,要求网络和计算相互感知,高度协同,实现泛在计算互联,提升网络资源效率。

【“算力网络”有什么用?】

算力网络聚焦数字化转型,面向生活、行业和社会新兴业务的已有场景升级和未来场景畅想,提供网随算动、云网边端、算网一体、可信共享等多种新服务方式,赋能千行百业。

在个人生活场景中,

算力网络通过应用与算力融合催生全新泛在服务形态。一方面推动低时延、高算力、大带宽的新产品演进,如用户可通过VR头显在虚拟场景中观看点播或直播全景,通过算力网络提供端到端差异化的服务保障,不管是在家中车里,甚至高速移动的列车中都可以在虚拟世界里享受到社交、娱乐等沉浸式服务体验;通过算力网络可降低云游戏的运营门槛,保障业务质量,提升用户体验,可让用户参与超大规模的联机游戏,实现万人同屏、多端互动。

另一方面算力网络促进更多应用在云端和边端部署,降低了终端计算、存储等资源的压力,从而让应用体验突破终端性能的限制,实现高质量的服务升级。用户可以使用低配置的终端,通过购买算力网络服务,无需感知算力的位置和形态,即可完成基于云OS的云手机、云电脑、云化娱乐盒子等多种形式的云终端配置,实现应用的云端运行,畅享极致体验。

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在家庭场景中,

智能终端的算力也可以充分共享和复用。比如,家用电脑、智能机顶盒等家用智能终端,可与其它家庭智能终端联网,提供数据存储和智能分析的能力;智能手环、智能冰箱、智能微波炉、智能体脂秤等应用和数据的协同,可实现对用户身体状态、饮食偏好、烹饪情况的综合分析,提供完整的身体健康服务。算力网络会为用户提供灵活组合的场景化服务,让用户享受智简无感的服务体验。

在智慧交通场景中,

通过摄像头、雷达等传感设备,获取交通环境中的多维数据,并对海量数据进行分析学习,推理出相应调度策略,调节交通信号、指导车辆自动行驶。为实现全场景的车路信息准确感知和处理,需要协同车内、车间、车路等多维度的信息,基于算网协同调度能力,将不同时延、算力需求的车内、车间、路侧协同等应用分发到云、边、端算力节点,并与车载终端协同,最终形成精准、实时的驾驶策略。

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在智慧医疗场景中,

传统核磁共振成像等二维医学影像资料,存在病灶边界模糊不清、病灶与健康组织重叠、周围器官组织结构复杂情况不明等问题。通过三维可视化技术将三维立体病理影像与VR技术相结合,配合触觉交互设备等新型交互技术,医护工作人员可置身于虚拟现实之中,可构建有空间感的全息医疗平台。通过算力网络,可实时构建渲染后的全息影像,并对网络的质量提供全程保障,从而有效满足医疗环境下术前、术中和术后以及医疗教学环节多场景的影像分析需求。

在高性能计算场景下,

如引力波验证、粒子加速器、蛋白质内部结构研究等尖端科研项目,需要大量的CPU、GPU、内存和网络资源,但对实时性要求不高。当前大部分科研机构和高校进行科学数据处理时,多选择使用公有云算力或自建高性能计算集群,甚至是超算集群,计算成本高昂。算力网络的共享经济模式,可将高算力消耗的科学计算任务拆解并分布调度到广泛存在的社会存量算力上运行,极大降低科研单位算力成本。美国“在家搜寻外星生命”项目在短短5年间,在互联网连接的个人计算机闲置的处理器资源上,积累了近200万年的CPU运行时间,处理了超过13亿个数据单元,是算力“网络化”的成功实践。

在大数据处理场景下,

如政府大数据治理、信息化处理等应用,需要综合考虑海量数据存储成本和数据分析时延需求。算力网络可通过西部枢纽低成本资源满足非实时存储需求,通过东部枢纽的热点资源满足实时数据存储需求。同时,算力网络保证每个算力节点的安全可信,通过引入隐私计算技术,分割数据“知情权”和数据“操作权”,保证算力节点在计算中无法直接读取用户隐私数据,实现算力网络对数据的“可用不可见”。

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算力网络以平台型共享经济服务模式,盘活新建和存量算力资源,实现“人人”为“人人”的开放化解决方案。通过算力网络搭建“算力电商”的可信共享交易平台。面向高算力消耗场景,可极大降低算力租赁成本,个人和企业也可以随时将闲置算力贡献出来,获得算力服务收益。

【三大运营商算力网络建设规划】

当前产学研正在积极探索,共同推动算力网络布局,在行业层面,依托联盟形成“区域协同、政企合作、产研融合”的算力产业创新体系。

在企业层面,以运营商为代表,在标准制定和试验验证方面取得一定进展,三大运营商均积极投入算力网络标准化工作,并提出自身算力网络的规划思路和原型系统——

1.中国电信算力网络规划

中国电信研究院从2019年起便开始进行算力网络的研究,联合业界主流厂商,探讨如何实现计算、存储、网络等多类型资源联合优化。

中国电信算力网络的整体思路是将边缘计算、云计算等多级算力节点与网络进行更进一步的结合,实现云网融合下的资源供给,为用户提供最优的服务以及运营保障。

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中国电信研究院IP与未来网络研究中心主任雷波表示,算力网络重点解决两个层面的问题:一方面是资源关联,根据用户的诉求将算力资源、网络资源等进行有机整合,以满足用户多样化的需求;另一方面是资源交易,让用户能够根据自己对业务的要求及能够承担的成本,在算力交易平台上购买最适合的算力资源与网络资源。

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按照中国电信的规划算力网络体系包括算力消费方、算力提供方、网络运营方、算力网络交易平台、算力网络控制面等,用户可以按照业务发展需求关联算力应用类商店、AI赋能平台等应用提供方。

2.中国联通算力网络规划

中国联通高度重视未来计算与网络融合的发展趋势,并将算网一体定位为继“云网融合1.0”(云网协同)之后的“云网融合2.0”阶段。中国联通在《算力网络架构与技术体系白皮书》中提到,目前SDN已经实现了云和网的拉通,特别是专线等级的连接,NFV实现了核心网功能的全面云化。但是目前SDN与NFV的部署一般相互独立,各成体系。结合5G、泛在计算与AI的发展趋势,以算力网络为代表的“云网融合2.0”时代正在快速到来。中国联通定义的“算力网络体系架构”是指在计算能力不断泛在化发展的基础上,通过网络手段将计算、存储等基础资源在云、边、端之间进行有效调配,以此提升业务服务质量和完善用户服务体验的计算与网络融合思路架构。

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中国联通算力网络体系主要包含服务提供层、服务编排层、网络控制层、算力管理层和算力资源层/网络转发层等若干功能模块,其中服务提供层主要实现面向用户的服务能力开放;服务编排层负责对虚机、容器等服务资源的纳管、调度、配给和全生命周期管理;网络控制层主要通过网络控制平面实现算网多维度资源在网络中的关联、寻址、调配、优化与确定性服务;算力管理层解决异构算力资源的建模、纳管与交易等问题;算力资源层和网络转发层扁平化融合,并需要结合网络中计算处理能力与网络转发能力的实际情况和应用效能,实现各类计算、存储资源的高质量传递和流动。

3.中国移动算力网络规划

中国移动把算力网络建设作为企业转型发展的重要机遇,其最新发布的《中国移动算力网络白皮书》指出,中国移动将以算力为中心,网络为根基,打造网、云、数、智、安、边、端、链(ABCDNETS)等多要素融合的新型信息基础设施,推动算力成为与水电一样“一点接入、即取即用”的社会级服务。

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如上图所示,中国移动的算力网络体系架构主要包括算网底座的算网基础设施层、具备“算网大脑”的编排管理层、以及进行算网运营的运营服务层。

算网基础设施层:

算网基础设施层是算力网络的坚实底座,以高效能、集约化、绿色安全的新型一体化基础设施为基础,形成云边端多层次、立体泛在的分布式算力体系,满足中心级、边缘级和现场级的算力需求。网络基于全光底座和统一IP承载技术,实现云边端算力高速互联,满足数据高效、无损传输需求。用户可随时、随地、随需地通过无所不在的网络接入无处不在的算力,享受算力网络的极致服务。

编排管理层:

编排管理层是算力网络的调度中枢智慧内生的算网大脑是编排管理层的核心。通过将算网原子能力灵活组合,结合人工智能与大数据等技术,向下实现对算网资源的统一管理、统一编排、智能调度和全局优化,提升算力网络效能,向上提供算网调度能力接口,支撑算力网络多元化服务。

运营服务层:

运营服务层是算力网络的服务和能力提供平台,通过将算网原子化能力封装并融合多种要素,实现算网产品的一体化服务供给,使客户享受便捷的一站式服务和智能无感的体验。同时通过吸纳社会多方算力,结合区块链等技术构建可信算网服务统一交易和售卖平台,提供“算力电商等新模式,打造新型算网服务及业务能力体系。

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中国移动计划把算力网络的建设发展分为泛在协同(起步阶段)、融合统一(发展阶段)、一体内生(跨越阶段)3个阶段。

在起步阶段,核心理念是“协同”,将打造具有网随算动、协同编排、协同运营和一站服务等“协同”特征的网络,让算力更立体和泛在。

在发展阶段,则将打造具有算网融合、智能编排、统一运营和融合服务等“融合”特征的网络,让网络连接云、边、端泛在的算力资源,满足各类新型业务需求。

在跨越阶段,推动“以网强算”,用网络实现聚集算力、发挥算力集群的优势;跨越阶段的核心就是“一体”,实现算网一体、算网共生、智慧内生、创新运营和一体服务,实现“网在算中,算在网中”的体系。

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