内容简介
算力网络是2021年以来信息通信行业的一大热词，5月，国家发改委联合多部委明确提出：布局全国算力网络国家枢纽节点，启动实施“东数西算”工程，构建国家算力网络体系。9月，在世界计算大会，中国国际通信信息展览会期间，国内电信运营商的主要负责人相继提出了推进架构领先、质量领先、服务领先的算力新网络布局，实现“联接+感知+计算+智能”的算网一体化服务；以及打造贯通数据感知、传输、存储、运算等各个环节的新型一体化服务，逐步推动算力成为与水电一样，可“一点接入、即取即用”的社会级服务等重要观点。
本书由中国联通研究院算力网络攻关团队全力打造，作为业界首部全面系统介绍算力网络的书籍，阶段性总结了包括三大运营商、主要设备商和其他研究机构的研究成果，内容涵盖了算力网络的诞生背景、发展脉络、关键技术和应用场景，描绘了一幅云网融合、存算一体、公专结合的多维度算力网络画像，读者可以通过阅读此书了解相关的技术方案细节，并结合自身兴趣点参与研究或开展实验，共同推动网络与计算的深度融合，构建面向未来的算网一体化服务新格局。
章节安排（9章节）
第1章主要回顾了过去十年来云网融合技术的发展历程；
第2章结合业务向云、边、端延伸的趋势，以及国家“新基建”的政策导向，论述算力网络的出现背景及算力网络何以支撑云网技术由1.0走向2.0；
第3章从电信运营商视角，结合以往云网融合项目实施的成功经验，分析了算力网络架构与技术体系；
第4～7章结合该技术体系分别论述了算力网络的控制与转发技术、编排与调度技术、算力建模与交易技术及其他关键技术，并对电信产业界的主要工作成果进行了说明；
第8章对算力网络的主要应用场景进行了阐述；
第9章面向未来演进，从机遇和挑战两方面对算力网络的产业发展进行了预测。
刘韵洁院士做序
我国信息通信产业积极思考云网融合时代的业务特征和网络特性，在全球率先提出了算力网络的概念。一般来说，算力网络是指将动态分布的计算与存储资源充分联接，通过网络、存储、算力等多维度资源的统一协同调度，使海量的应用能够按需、实时调用泛在分布的计算资源，实现连接和算力在网络的全局优化，提供一致的用户体验。从云网协同到算网一体，网络的作用和价值将发生变化。对于“云网协同”，网络以云为中心，从云的视角看“一云多网”，对网络的主要需求是连通性、开放性，服务质量要求是尽力而为，网络是支撑角色。对于“算网一体”，网络以用户为中心，从用户的视角看“一网多云”，网络需要支持低时延、安全可信通信，服务质量要求是确定性，网络成为价值中心。
本书由国内算力网络研究的主要发起单位之一，中国联通研究院组织相关专家撰写，对该领域研究思路和研究成果进行了系统总结。长期以来，中国联通高度重视算力网络研究工作，在标准研究、产业合作和应用落地领域均有颇多建树。通过阅读此书，读者既可以了解算力网络的背景与发展脉络，又可根据书中提供的技术方案与应用场景开展实验，对其他从事该方向的研究人员也具有重要的参考借鉴意义。为此，推荐本书给相关有意愿和志向努力进行开拓性研究的科技工作者、工程技术人员、高校教师和同学。
部分精彩内容
电信网络发展阶段分析
SDN/NFV技术是支撑云网融合技术起步并快速成熟的重要驱动力，SDN/NFV作为网络IT化技术，在助力网络连接云服务的同时，也被云的技术深深地改变着，历数电信网络的发展，大致可以分三个阶段，2010年之前为第一阶段，即连接型网络阶段，2010到2020年间的云化网络阶段和2020年以后的智能算网阶段，如下图所示。第一阶段网络主要功能在于服务连接本身，其基础是各种模拟的，基于电路时分复用（Time Division Multiplexing，TDM）或者分组IP化的技术，体现形式为通用的通信能力，代表业务为连接人或物。
在第二阶段，网络的大带宽能力不断继续增强，信息通信网络技术不断进步，重点体现在SDN/NFV能力的增强。为满足未来云网业务的多样化、垂直行业应用差异化的服务需求，通信网络面向软硬件解耦、虚拟化和云化部署方向发展，按需灵活定义的弹性网络架构成为发展趋势。通过软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）等关键技术，赋予网络全面可编程能力，实现网络全域微服务化，提高网络架构可塑性，使得网络架构可以智能的适应于业务需求，这也是云网融合的技术特点之一。在这个过程中，SDN技术要解决的问题更加偏重网络对接上云（Network For Cloud），而NFV技术更加偏重解决云承载虚拟网络（Cloud For Network）的问题。如中国联通的产业互联网云网一体服务项目，建成了国内第一个面向产业互联网的专用网络，这次大规模的广域网的SDN应用，能够连接主流的云服务商，包括中国联通的供应商以及客户的网络，覆盖广泛，实现了网络的智能化、开放化和服务化。
在第三阶段，网络的主要特征表现为网络的智能化，实现网络连接和网络云化的智能融合，在连接层面，网络还将继续向统一编排、灵活管控方向演进，并且在这个基础上引入了确定性的要求，云网融合的目标是实现网络的极简和网络的敏捷化。其技术特点表现在以下三方面：
算力网络架构
算力网络的技术组成，主要包括控制面的算网协同调度、数据面的网络融合感知、管理和服务面的算力资源编排等。算力网络体系的整体架构，应该具备统一纳管底层计算资源、存储资源、网络资源的能力，并能够将底层基础设施资源以统一的标准进行度量，抽象为信息要素加载在网络报文中，通过网络进行共享。在目前的算力网络体系中，还应考虑面向用户提供直观化的组件和服务的能力，通过服务层与底层资源和网络接口之间的打通，实现编排、调度、应用中的可视化。
如图所示，基于算力网络体系架构中各模块功能的分类，以及各模块之间的关系，可将算力网络按功能层次进行划分，大致可分为服务提供层、服务编排层、网络控制层、算力管理层、算力资源和网络转发层。
算力交易平台设计原则
模块松耦合原则：可信算力交易平台的每一个模块是松耦合的，这样很容易添加新的模块进来，每个模块本身更新不应该需要其他模块接口的变化。
资源弹性原则：算力用户访问平台是不确定的，若平台用户量不算增加，平台的节点容器应具备自动化部署能力，快速地实现横向扩展；且对于高并发的情况，可通过负载均衡技术实现负载的分担。
隐私保护原则：算力平台的各方参与者都可以得到隐私保护，参与者可以根据自己的需求来选择信息的开发程度，平台通过加密算法和分离机制来保证信息安全。
算力和网络联合服务优化原则：平台可针对一些常见的通用的产品进行优化，如目前主流的深度学习框架：TensorFlow、Caffe、CNTK，平台在CUDA GPU之上进行运算优化。同时对低延迟的业务需求，平台整合网络资源，优先保障业务SLA。
自动化运维原则：当某个节点容器出现故障的时候应该能够及时报警提醒，并且将故障节点移除，同时增加一个正常节点。
部分作者介绍
曹畅
博士后，高级工程师，现任中国联通研究院未来网络研究中心高级专家，智能云网技术研究室主任，第七届中国通信学会信息通信网络技术委员会委员，中国通信标准化协会(CCSA)网络5.0技术标准推进委员会(TC614)架构组副组长；主要专业领域为IP网络宽带通信、SDNNFV、新一代网络编排技术等，已发表论文30余篇，获得发明专利10余项。
唐雄燕
中国联通研究院副院长，首席科学家，“新世纪百千万人才工程”国家级人选，北京邮电大学兼职教授、博士生导师，工业和信息化部通信科技委委员兼传送与接入专家咨询组副组长，北京通信学会副理事长，中国通信学会理事兼信息通信网络技术委员会副主任，国际开放网络基金会ONF董事；主要专业领域为宽带通信、光纤传输、互联网/物联网、SDN/NFV和新一代网络等。
张帅
工学硕士，目前就职于中国联通研究院未来网络研究中心，主要从事新型IP网络技术、云网融合、未来网络架构等创新领域的研究工作，并参与CCSA、IETF、ITU-T等国内外标准化制定工作，目前担任CCSA TC614网络5.0技术标准推进委员会需求组副组长。
李建飞
工学硕士，目前就职于中国联通研究院未来网络研究中心，长期从事算力网络、确定性网络、AI算法应用以及智能边缘计算等相关技术的研究，发表论文多篇，获授权专利10余项。
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