面问云网融合的智融标识网络体系与技术白皮书

前言 云网融合是新型数字信息基础设施的重要底座，代表了信息产业发展的未来方向，是贯彻国家“网络强国”发展战略的核心支撑。其所具备的异构网络资源一体化供给、一体化运营和一体化服务核心特征，突破了现有互联网“静态、僵化”的原始设计局限，强化了新型网络基础设施在体系架构层面的简洁、开放、集约设计理念，明确了未来互联网可持续融合发展的核心要义和前进方向。 为推动云网融合的技术发展与应用落地，中国电信研究院联合北京交通大学开展了新型网络理论与技术的创新研究工作，首次提出了“面向云网融合的智融标识网络体系”，攻克了新型网络环境下的多维标识、资源适配、协同传输等基础性技术难题，基于中国电信云网融合大科创装置构建了业内首个智融标识网络系统，成功验证了跨广域融合传输、确定性组网、算网协同调度等新质网络能力的特性与优势，为云网融合的建设提供了原创性的研究思路与技术储备。 本白皮全面阐述了“面向云网融合的智融标识网络体系与技术”，既包含对云网融合的愿景需求和技术分析，也涵盖了新型智融标识网络技术对云网融合理念的赋能与升华。希望本白皮书关于云网融合与新型网络技术在协同演进方面的探讨，为相关行业与产业发展起到抛砖引玉的作用，为我国新型网络基础设施建设提供参考，共同推动互网络信息产业的可持续演进发展。 目录 一、云网融合愿景及对网络需求分析..................................................................................11.1云网融合能力愿景.........................................................................................................11.2云网融合特色发展方向.................................................................................................21.2.1提供新业务：算网资源一体化服务......................................................................21.2.2构建新网络：深度全定制化的云原生网络..........................................................31.2.3支持新计算：基于数据处理单元组网的新型云计算..........................................41.2.4服务新管控：实现资源一体化管控的云网操作系统..........................................41.3云网融合对网络需求分析.............................................................................................5二、传统互联网体系与技术差距分析..................................................................................72.1体系结构差距分析.........................................................................................................72.2标识技术体系差距分析.................................................................................................72.3服务质量保障差距分析.................................................................................................82.4资源适配差距分析.........................................................................................................82.5服务编排差距分析.........................................................................................................8三、智慧融合标识网络体系架构能力................................................................................10四、智慧融合标识网络体系关键技术................................................................................134.1多维标识融合技术.......................................................................................................144.2动态资源弹性适配技术...............................................................................................184.3异构资源智慧协同技术...............................................................................................234.4云网深度融合部署技术...............................................................................................26五、智慧融合标识网络技术试验案例................................................................................315.1基于标识映射的异构网络融合高可靠协同传输技术................................................325.2面向业网协同的智融标识网络确定性按需组网技术................................................355.3面向算网协同的算力服务标识寻址路由技术............................................................38六、总结与展望....................................................................................................................41 一、云网融合愿景及对网络需求分析 1.1云网融合能力愿景 云网融合是新型数字信息基础设施的重要底座，代表了信息产业发展的未来方向。作为网络、云、算力设施之间的粘合剂，云网融合旨在构建基于计算、存储、网络、通信、数字等深度融合的一体化供给、一体化运营、一体化服务网络系统，强调了新型网络基础设施在体系架构层面的简洁、开放、集约设计理念，倡导了未来互联网可持续融合发展的核心要义，是支撑我国“网络强国”战略的重要基础。 云网融合代表了新时代互联网技术的新发展理念：在长期不断演进的过程中，通过持续地吸纳新型的通信、网络、计算等技术，实施虚拟化、云化、服务器等的融合创新与变革，将具有不同特征与不同路径的信息技术相互渗透、相互影响，最终创造出更加灵活、智能、高效的计算和通信环境。 中国电信在2020年发布了《云网融合2030技术白皮书》，提出了云网融合的“网随云动”、“网络云化”、“云数联动”三大核心需求，构筑了涵盖基础设施、网络资源、操作系统在内的云网融合发展愿景。经过四年的前沿探索和技术积累，中国电信已经建立了包含电信云网融合大科创装置在内的一系列云网融合关键性基础设施与系统，在业务形态、商业模式、服务模式等多个层面开展了突破性的应用探索，取得了显著的阶段性成果。 随着新型网络技术的不断涌现，大模型、直播等新业务形态的相继普及，云网融合的理念也在持续地迭代与演进，其在基础设施、网络资源、操作系统三个层面的核心能力愿景均较初期有了实质性地革 新与升华，具体如下： 1）云网基础设施，其核心能力从初期的互联互通发展为灵活可扩展的泛在融合：一方面，云网融合连接了空天地海各种网络类型，通过引入NFV和SDN等网络功能虚拟化、网络可编程技术，以支持对异构网络智能、灵活地泛在连接；另一方面，云网融合接入了各类泛在终端，通过融合互通技术，以实现对多样化资源的统一管理。 2）异构网络资源，其核心能力从初期的统一纳管发展为需求导向的协同调度：构建涵盖云资源（DC内部的计算、存储等集中式资源）、网络资源（移动网、物联网等各类网络）、数据资源（用户数据、AI大模型训练数据等）和算力资源（主要面向AI的训练业务，如GPU、TPU）等多源异构的丰富资源体系，通过向边缘的不断延伸，实现资源的整体调度、统一协作，向用户提供高性能服务。 3）云网操作系统，其核心能力从初期的网络管控系统发展为贯通应用至网络的一体化智能服务平台：通过引入云网大脑和内生安全机制，利用大数据、人工智能等技术解决复杂规划问题，实现对异构异质资源的统一抽象、统一管理、统一编排和统一优化，为不同应用提供定制化的网络服务质量保障，满足各种应用的性能和安全需求。 1.2云网融合特色发展方向 1.2.1提供新业务：算网资源一体化服务 新型云网融合方案为异构算力资源的协同管控与调度提供了新的解决思路。算力资源从类型上可以分为通用算力、超级算力、智能算力、前沿算力等，也可根据其在网络中的位置分为中心算力、边缘算力、端算力等，而这些算力资源归属于不同提供方，协同管控与调 度受限于资源的异构性、需求的差异性和网络环境的未知性，存在一定局限。新型云网融合方案，以网络为平台，通过构建统一的技术栈，引入算力度量、算力标识、算力路由、算力交易等新型协议，动态聚合多方的算力资源状态、算力需求信息、数据存储需求和网络环境能力等多维要素，协同分析算、存、网资源的联合业务承载能力，提供一体化的算力资源服务，构建灵活、动态、简洁、智能的新型算力服务模式，具体如图1-1所示。 1.2.2构建新网络：深度全定制化的云原生网络 新型云网融合方案天然支持云原生技术架构。云原生技术的下沉应用对云网基础设施的灵活、开放、可扩展等特性提出了较高的需求，传统互联网“静态、僵化”的局限难以为灵活多变的云原生业务提供稳定的承载能力支撑。新型云网融合方案，通过将多种网络模式(如有线网络、无线Wi-Fi、无线4G/5G等)中通用的数据库服务、策略服务、鉴权服务、转发服务、接入服务等功能抽象化形成微服务，利用云网融合的网络泛在互联的特性与资源深度融合的能力，可以实现多元业务功能的灵活部署、弹性伸缩与按需编排，满足差异化的业务需 求，为用户提供一体化的异构跨网互联、云网资源共享、端网智能适配等服务。预计云原生网络将率先在园区网中得到应用发展。 1.2.3支持新计算：基于数据处理单元组网的新型云计算 新型云网融合方案与数据处理单元(DataProcessUnit，DPU)的结合，是网络与计算互助互益的理想应用模式。DPU作为CPU、GPU之后的新型芯片类型，在网络协议处理、数据