算力网络(CAN、CFN、CPN)、东数西算是怎么回事(上):起源

最近“算力网络”这个词成了热点:其一是中国移动和中国电信都先后提出了“算力感知网络”、“算力优先网络”和“算力网络”概念,其二是2020年国家信息中心提出“东数西算”概念之后,“算力网络”找到了一个具体的应用,我们先简要回顾一下历程,然后来具体解读一下。

 

2019年10月召开的ITU SG13全会上,中国移动主导的“算力感知网络的需求及应用场景”立项获得全会通过(Cloud computing – Functional Requirements of Computing-Aware Networking),成为算力感知网络首个国际标准项目。提出方是中国移动、中国电信、华为、中科院声学所。目前状态是“Under Study”。(https://www.itu.int/itu-t/workprog/wp_item.aspx?isn=16443)2021.7.22还在更新。在这个会上,中国电信 通过了一个算力网络框架和架构的草案(Framework and architecture of Computing Power Network)(https://www.itu.int/md/T17-SG13-191014-TD-WP3-0340),这个草案在2021年7月14日被更新,参见后文。

2019年11月召开的IETF 106会议上,中国移动联合华为组织了作为算力感知网络路由层关键技术的“计算优先网络(CFN,Computing First Networking)”的技术研讨会,主导提交了三篇核心提案,会议吸引来自包括国内外运营商、知名大学在内的23家单位的近百名专家学者参会,引发与会专家热烈讨论,为推进算力感知网络协议技术的标准化工作奠定了坚实的基础。(注:draft都已经过期。draft-geng-rtgwg-cfn-req-00,已经过期draft-li-rtgwg-cfn-framework-00,已经过期draft-gu-rtgwg-cfn-field-trial-01,已经过期

2019年11月1日,中国联通在中国国际信息通信展览会期间发布了《中国联通算力网络白皮书》。大题介绍了一个完整的人工智能(AI)任务,包含算法、算力与数据三个方面,其中算法依靠学术界和理论界的持续研究,数据需要通过云平台等方式的聚集发挥作用,而算力则是要基于相同算法,相同成本,在相同时间内,处理更多的用户数据。近年来以SDN/NFV/AI为重点的云网技术为算力网络赋予了智能和灵活的资源虚拟化能力。而在刚刚崭露头角的算网技术方面,不同位置的边缘计算、中心计算,以及算力路由和算力交易,则可以直接盘活运营商的IT资产,使之成为灵活的算力产品。

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2019年11月28日,在边缘计算产业峰会(ECIS2019)上,中国移动研究院正式发布了《算力感知网络技术白皮书》。该白皮书由中国移动研究院联合华为撰写,首次向业界介绍了算力感知网络(CAN, Computing-aware Networking)的背景与需求、体系架构、关键技术、部署应用场景及关键技术验证等内容。放2个附图。

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2020年9月26日,国家“东数西算”产业联盟在甘肃省兰州市成立。国家“东数西算”产业联盟由国家信息中心、甘肃省发改委、上海市闵行区政府、深圳市发改委,以及华为、腾讯等知名企业,相关高等院校和科研院所共同发起成立。

2020-12-30,开放数据中心委员会(ODCC)主办,中国信息通信研究院云大所、《人民邮电》报编辑部承办的”数据中心算力大会“在京如期举行,ODCC重磅发布了《数据中心算力白皮书》,这是ODCC针对数据中心算力发布的第一部白皮书,由中国信通院、中国电信、Intel、AMD、美团等单位的专家共同参与编写。(http://www.odcc.org.cn/computing.html

2021年5月24日,国家发展改革委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局印发《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》。根据《关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见》(发改高技〔2020〕1922号)部署要求,为加快推动数据中心绿色高质量发展,建设全国算力枢纽体系,国家发展改革委会同有关部门研究制定了《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》。现印发给你们,请结合实际,认真抓好贯彻落实。内容不多,也就下面主要4点。

【1、定位】对于京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝等用户规模较大、应用需求强烈的节点,重点统筹好城市内部和周边区域的数据中心布局,实现大规模算力部署与土地、用能、水、电等资源的协调可持续,优化数据中心供给结构,扩展算力增长空间,满足重大区域发展战略实施需要。
对于贵州、内蒙古、甘肃、宁夏等可再生能源丰富、气候适宜、数据中心绿色发展潜力较大的节点,重点提升算力服务品质和利用效率,充分发挥资源优势,夯实网络等基础保障,积极承接全国范围需后台加工、离线分析、存储备份等非实时算力需求,打造面向全国的非实时性算力保障基地。

【2、中心布局】引导超大型、大型数据中心集聚发展,构建数据中心集群,推进大规模数据的“云端”分析处理,重点支持对海量规模数据的集中处理,支撑工业互联网、金融证券、灾害预警、远程医疗、视频通话、人工智能推理等抵近一线、高频实时交互型的业务需求,数据中心端到端单向网络时延原则上在 20 毫秒范围内贵州、内蒙古、甘肃、宁夏节点内的数据中心集群,优先承接后台加工、离线分析、存储备份等非实时算力需求。起步阶段,对于京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝等跨区域的国家枢纽节点,原则上布局不超过 2 个集群。对于贵州、内蒙古、甘肃、宁夏等单一行政区域的国家枢纽节点,原则上布局 1 个集群。

【3、城市布局】在城市城区内部,加快对现有数据中心的改造升级,提升效能。支持发展高性能、边缘数据中心。鼓励城区内的数据中心作为算力“边缘”端,优先满足金融市场高频交易、虚拟现实/增强现实(VR/AR)、超高清视频、车联网、联网无人机、智慧电力、智能工厂、智能安防等实时性要求高的业务需求数据中心端到端单向网络时延原则上在 10 毫秒范围内.

【4、工程保障】组织开展全国一体化大数据中心协同创新体系重大示范工程,在数据中心直连网络、一体化算力服务、数据流通和应用等领域开展试点示范,支持服务器芯片、云操作系统等关键软硬件产品规模化应用。支持开展“东数西算”示范工程,深化东西部算力协同。支持对大数据中心相关技术平台研制、资源接入调度、产业应用等共性技术和机制的集成验证。

2021年7月5日-16日中国电信研究院在ITU-T牵头首项算力网络国际标准获通过。在国际电信联盟电信标准化部门(ITU-T)第13研究组(SG13)报告人会议上,通过了由中国电信研究院网络技术研究所雷波牵头的算力网络框架与架构标准(Y.2501),该标准是首项获得国际标准化组织通过的算力网络标准。草案名称是:Computing Power Network – framework and architecure。由于算力网络标准工作的积极开展,该领域得到了ITU的重点关注,会议期间ITU建议开启Y.2500系列编号,以Y.2501 “Computing Power Network- framework and architecture” 为首个标准,形成算力网络系列标准,与中国通信标准化协会(CCSA)算力网络系列标准相互呼应。(https://www.itu.int/md/T17-SG13-210716-TD-WP3-0614)更新了(https://www.itu.int/md/T17-SG13-191014-TD-WP3-0340

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从上面的历程和公开的材料看,不管是CAN、CPN、CFN,都是运营商提出、设备制造商推动的一系列概念,这个概念基于一种预判,即未来企业客户或者个人用户不仅仅需要网络、也不仅仅需要云,而是需要灵活的把计算任务部署到合适的地方。不管怎么称呼这个新概念,众所周知,这是一个资源调度问题,涉及到复杂的资源调度算法设计。在这个算法中,但是基本的维度只有2个:一个是计算、一个是网络,最近由于5G、边缘、AI等因素又带来了新的变量,使调度算法复杂化。有如下共同点:

1、云网统一编排,以网为中心调度算力(即云和端代表的算力)

2、都引入了类似算力路由、算力发现等新概念(即云计算中的能力编排)

3、引入了类似算网大脑这样的统一编排云网资源/能力的网元(即云操作系统)

4、有些还引入了基于区块链的算力交易(云资源的调度无需区块链,但是终端计算能力或许需要)

 

进一步解读,请看下篇:算力网络(CAN、CFN、CPN)、东数西算是怎么回事2:解读(http://www.brofive.org/?p=9270 )

 

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