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1、北京稻殼科技有限公司Beijing Rice Hull Technology Co.,Ltd.地址：北京市朝陽區九住路 188 號IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group2023 年年 12 月月版權聲明版權聲明 Copyright Notification未經書面許可未經書面許可 禁止打印、復制及通過任何媒體傳播禁止打印、復制及通過任何媒體傳播2023 IMT-2030（6G）推進組版權所有IIMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group目錄第一章 6G 承載網絡研究綜述.11.1 6G 網絡愿景.11.2 6

2、G 承載網絡發展驅動因素.21.3 6G 承載網絡發展內在要求.31.4 6G 承載網絡研究進展.4第二章 6G 算網一體承載的主要需求.62.1 算力高效輸送.62.2 異構算力的差異化承載.72.2.1 異構算力概述.72.2.2 異構算力標識.72.2.3 異構算力調度.82.3 算網能力深度融合.92.3.1 6G 網絡對算網能力深度融合的需求.92.3.2 6G 業務對算網能力深度融合的需求.102.4 在網計算.10第三章 6G 算網一體承載架構分析.123.1 架構設計的基本原則.123.2 架構設計思路.133.2.1 向“面向任務的連接”的架構轉變.133.2.2 向超高品質

3、的承載網絡轉變.143.2.3 向融合智能承載轉變.153.3 承載網算網一體架構探討.153.4 算網一體架構設計場景.17第四章 6G 算網一體承載潛在關鍵技術.204.1 新型數據轉發技術.204.2 智能管控技術.214.3 可編程網絡技術.22IIIMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group4.4 算網編排技術.244.5 應用感知技術.254.6 服務感知技術.274.7 算力路由技術.29第五章 6G 算網一體發展建議與展望.32參考文獻.34貢獻單位.361IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Grou

4、p第一章 6G 承載網絡研究綜述1.1 6G 網絡愿景隨著 5G 在全球范圍的規模部署和逐漸普及，實現了公眾用戶通信能力和服務質量的跨越式提升，有力促進了垂直行業的數字化轉型。與此同時，空天通信、人工智能、數字孿生、區塊鏈等技術正飛速發展，與網絡的結合日趨緊密，正推動人類從信息時代走向智能時代，從平面時代走向立體時代。6G 網絡將成為智慧內生、泛在連接、多維融合的基座，是未來經濟和社會發展的重要基礎。6G 網絡愿景具有兩大內生、三個一體化，具體如下：（1）智慧內生6G 網絡內嵌 AI 能力，實現架構級內生智能。對內能夠利用智能來優化網絡性能，增強用戶體驗，自動化網絡運營，即 AI 構建網絡；對

5、外能夠抽取和封裝網絡智能，為各行各業用戶提供網絡和 AI 結合的通信和計算服務，即網絡賦能AI；從而實現 DOICT（Data Technology，Operational Technology，InformationTechnology，Communication Technology，數據技術，運營技術，信息技術，通信技術）融合的智能感知、智能連接、智能發現、智能服務、智能管理和智能編排，奠定萬物智聯的基礎。（2）安全內生6G 網絡內嵌安全能力，實現架構級內生安全。通過 6G 網絡內置基礎安全能力，提供采集、管控、隔離等能力支持，基于分布式技術，實現去中心化的安全可信機制，構筑安全可信的

6、6G 網絡，滿足不同業務場景的差異化安全需求，提高通信系統的安全自治能力，建設可度量、可演進的內生安全防護體系。（3）空天地一體空、天、地的體制、網絡、路由、協議等一體化。高/中/低軌衛星網絡、空基平臺網絡與地面網絡深度融合，實現人聯與物聯、無線與有線、廣域和近域、空天和地面等的智能全連接，采用空天地一體化協議體系，實現不同地域、不同用途、不同行業網絡的跨界融合，構筑泛在連接的網絡基座，為用戶提供全時全域無縫覆蓋的高可靠通信服務。2IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group（4）通感一體感知賦能通信，通信增強感知。通過通信感知融合，實現通感一體化的多維

7、信息感知、數據處理、資源管理、干擾對抗，實現對系統環境和通信網絡的需求感知、網絡測量、事件跟蹤、實時監測、精準定位、遠程操控，助力通信性能提升，促進基礎設施利用率提高，孵化 6G 通感一體新業務。（5）算網一體網絡和計算深度融合，以算聯網，以網促算。網絡和計算相互感知，相互協同，實現實時準確的算力發現、靈活動態的服務調度，提供無處不在的計算和服務，實現算力資源的合理分配和用戶無感知，賦能一致化用戶體驗，提高網絡資源、計算資源利用效率，實現云、邊、網、算高效協同。1.2 6G 承載網絡發展驅動因素在移動通信網絡的發展中，作為中樞的網絡架構發展是承載移動通信系統設計目標的基礎。因此，6G 承載網絡

8、的設計，既要與國家戰略高度契合，又要考慮新場景、新需求、新業務的驅動，還要探索潛在關鍵技術的發展態勢和引入的可能性。未來 6G 承載網絡的設計受到新戰略、新業務以及新技術的驅動，具體如下：（1）新戰略驅動隨著數字化時代的到來，國家關于數字化變革發展的戰略方向對移動通信提出了新的要求，6G 承載網絡創新需要契合數字經濟、雙碳、東數西算、安全可信等戰略驅動力?！皵底纸洕笔菚r代發展的新要求，6G 承載網絡需要在自身創新發展的基礎上，積極賦能數字經濟，推動數字社會發展；碳達峰戰略時間窗與 6G 網絡發展時間線的契合，“雙碳”戰略要求 6G 承載網絡在考慮自身低碳綠色演進的同時，也為其他產業的低碳轉型

9、提供輔助；“東數西算”工程，對算力布局、數據調度和網絡連接提出了進一步要求，需要 6G 承載網絡實現算網深度協同；“安全可信”是 6G 成為全社會數字化基座，與各行業深度融合的根本保障。（2）新業務驅動新的業務需求是 6G 承載網絡發展的第一驅動力。隨著大量 6G 網絡典型和潛3IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group在業務場景的提出，包括沉浸式交互、云 XR（Extended Reality，擴展現實）、全息通信、通感互聯、智慧交互、數字孿生、泛在覆蓋等，6G 承載網絡要滿足這些新業務需求，除了需要更極致的需求指標外，還要實現包括靈活彈性組網、大規

10、模算網能力、通信能力與感知能力融合、統一的一體化架構等創新能力，從而推動網絡從數據連接向信息服務能力轉變。（3）新技術驅動6G 在通信技術、信息技術、大數據技術、AI 技術、控制技術等各類技術的深度融合下，呈現出了極強的跨學科、跨領域發展特征。DOICT 融合將是 6G 端到端信息處理和服務架構的發展趨勢。同時，隨著 SRv6（Segment Routing overIP Version 6 Data Plane，基于 IPv6 的數據平面分段路由技術）、DetNet（Deterministic Networking，確定性網絡）、APN（Application-AwareNetworking

11、，應用感知網絡）等“IPv6+”創新技術的發展，6G 承載網絡將朝著更加靈活、更加可靠、更加智能的方向演進。1.3 6G 承載網絡發展內在要求基于新戰略、新業務、新技術融合驅動，6G 承載網絡的設計還應考慮與現有承載網絡的兼容性和業務的繼承性，遵循兼容和創新并舉的設計理念，通過創新性設計，解決現有網絡架構所存在的問題，提供以用戶為中心的業務體驗，同時讓用戶參與到網絡運營機制的定制和網絡業務的定義中，以滿足用戶個性化、多樣化的需求。6G 是繼 5G 之后的下一代移動通信技術，是 5G 的延伸，因此 6G 將在 5G 基礎上從服務于人與物，進一步拓展到支撐智能體的高效互聯，實現由萬物互聯到萬物智聯

12、的躍遷。6G 承載網絡與 5G 承載網絡相比，應該從以下幾點有根本性的進步：更加靈活和可擴展的網絡架構，以支持更高的帶寬和更低的延遲；支持更多的接入技術，包括衛星通信和無人機通信等；更加智能化的網絡管理和控制，以提高網絡效率和可靠性；支持更加安全和隱私的通信，以保護用戶數據的安全。4IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group1.4 6G 承載網絡研究進展面向未來，在移動通信網絡的不斷演進下，針對下一代移動通信愿景、需求及技術研究逐步開展起來。其中，6G 算網一體承載網絡需求與關鍵技術的研究還處于初期階段，以下列舉了國內外的相關研究進展：（1）中 國 聯

13、 通 在 Computing Power Network:The Architecture ofConvergence of Computing and Networking towards 6G Requirement中提出了面向 6G 需求的算網融合的架構，具備聯網、智網與算網三個方面的技術元素，其中聯網是基礎。（2）中國移動在6G Network:Towards a Distributed and AutonomousSystem中提出了一種基于 6G 的分布式自治網絡架構，通過集成多址技術和引入新協議，網絡實現一體化承載。（3）中國移動在2030+網絡架構展望中提出 6G 網絡需通過通

14、信與計算的融合，突破傳統移動通信系統的限制，提升移動通信總體信息交流能力促進整個系統的可持續發展。（4）IETF 成立了 CATS（Computing Aware Traffic Steering）研究組，專注于算力承載網絡方向的研究，同時，為提升承載網絡的感知能力，IETF 也開展了 APN（Application-aware Network）方向的技術研究，使能業務和網絡協同的技術框架。綜上所述，5G 給社會帶來的巨大變革及附加經濟價值，也使得全球高度重視移動通信技術的發展，6G 網絡是面向 2030 年以后的網絡，在 5G 的基礎上需要支持未來業務的更高帶寬、更嚴格的確定性、更廣更深程度

15、的覆蓋，從而提供更智能、更安全、更靈活的網絡。從 6G 網絡架構的研究來看，如圖 1-1 所示，承載網絡不僅承擔了 6G 網絡中數據傳輸的責任，而且還應在 6G 網絡中具備將算力資源和網絡進行融合協同的能力，并且擁有更加穩定可靠、更加智能、更加靈活的優勢?？傊?，承載網絡在 6G 網絡時代必將起到更加重要的作用，為實現 6G算網一體的發展目標，有必要盡早開展 6G 承載網絡方面的研究工作，本研究報告將從主要需求、網絡架構以及關鍵技術等方面對 6G 算網一體承載進行詳細闡述。5IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group圖1-1 6G算網一體網絡架構圖6IM

16、T-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group第二章 6G 算網一體承載的主要需求2.1 算力高效輸送算力是數字化經濟時代的新生產力，包括網絡、計算和存儲等多維度資源。在基于 5G 移動連接的數字化系統中，應用業務所需的計算通常在終端和云端執行，5G 系統提供終端側和云端服務器的連接通道，來輔助完成計算任務?，F有的云服務可以通過集中度高的中心云在滿足高計算量需求的同時獲得較高的資源復用率，通過分布式的邊緣云在滿足部分低時延需求的同時也減少部分網絡傳輸開銷。在 6G 時代，當面向沉浸式 XR、交互型 3D 虛擬數字人、協作機器人、無人駕駛、多感官互聯等多種服務用

17、例時，將面臨終端側的算力、存儲、智能等能力不足，云端因距離遠而時延不滿足需求的挑戰。雖然基于 5G 部署的 MEC 可以滿足部分場景需求，但算網融合度仍有待于進一步提高以滿足未來移動終端用戶低時延的靈活算力擴展需求。根據算力服務請求的發送方和服務響應的接收方，可以將與終端相關的算力服務流分為如下幾種情況：終端 A 請求，服務結果返回給終端 A 的終端算力卸載；終端 A 請求，服務結果提供給終端 B 的終端間通信和計算融合；終端 A 請求，服務結果提供給應用功能/應用服務器的終端和應用功能/服務器間的通信和計算融合；應用功能/應用服務器請求，服務結果提供給終端 A 的終端和應用功能/服務器間的通

18、信和計算融合。6G 算網一體系統通過通算融合技術可為終端提供包括 AI 在內的融合計算服務。隨著計算資源進一步分布化，分布式節點間距離不再是決定性因素，而單個節點的計算資源將更加有限，并具有更高的動態變化性，因此需考慮進一步提升獲取計算服務信息和計算負載狀態信息的實時性，以及避免過早將所需服務的節點與提供服務的節點綁定。此外，面向移動網絡終端，無線通信網絡是端到端服務的重要組成部分，因此移動網絡和承載網絡協同是保障端到端算力服務質量的重要方向之一，是算力能夠高效輸送的重要保障。7IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group2.2 異構算力的差異化承載2.

19、2.1 異構算力概述算力是業務運行的必備能力，具體來說，就是設備或平臺為完成某種業務所具備處理業務信息的關鍵核心能力，它涉及設備或平臺的計算能力，包括邏輯運算能力、并行計算能力、神經網絡加速能力等。異構算力是伴隨著面向算力網絡的泛在連接而產生的，算力呈現異構性的趨勢。盡管隨著芯片以及硬件的開源化，不同的設備廠商結合不同的場景，設計并開發了適合的計算芯片進行數據處理，促進了算力市場從傳統的通用性向專用性的趨勢發展，但面向海量的異構算力，不同的場景需要不同的算力進行協同處理，因此，異構算力也可以稱為 CPU、GPU、FPGA、ASIC 等多種算力協同的處理體系，能夠滿足不同場景中的應用需求，實現計

20、算效力最大化。同時，可以通過算力網絡來協同和納管調度異構算力，構建起“云、邊、端”一體的異構算力協同網絡，從而更好的滿足包括高性能計算、物聯網、邊緣計算、人工智能等眾多場景的算力需求。若將底層算力作為資源進行有效的管理，首先需要建立異構算力的統一標識。異構算力的統一標識體系的建立是將底層異構算力作為資源服務進一步開放和共享的基礎。算力網絡的構建打破了原有的圍繞數據中心內部算力資源實現共享的圍墻，構建了基于新型網絡連接為基礎的異構算力接入的分布式計算形態，通過建立異構算力統一標識和網絡標識的映射關系，可以進一步在網絡中實現算力資源調度，同時也為算力交易提供底層的技術基礎。另外，在面向異構算力統一

21、調度方面，基于“云原生+輕量化云原生”兩級調度能力，一方面能夠實現“云、邊、端”底層資源的統一納管和協同；另一方面，通過面向上層 PaaS 能力的下沉，建立算法能力庫、計算能力庫、存儲能力庫、網絡能力庫等異構算力能力庫，從而實現異構算力服務的共享，用戶也可以基于能力庫快速實現業務代碼的開發和部署。2.2.2 異構算力標識異構算力標識是在算力網絡連接范圍內異構芯片的統一標識，其設計是為了能夠將異廠家和多數據中心算力資源接入算力網絡內部，實現算力流通、算力溯源，確保數據在可信算力環境中可管可控，并能夠提供切實有效的保障機制。8IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion

22、 Group建立異構算力統一標識，其出發點主要基于以下三個方面：可信算力：基于統一標識，實現算力可信接入、安全認證和鑒權，打造算力安全有效的計算環境，切實保障算力網絡安全有效的生態環境；算力溯源：基于統一標識，進行算力溯源，實現算力在云、邊、端側的溯源，提升安全等級；算力度量：基于統一標識，構建算力度量，實現算力在分場景下的算力匹配和專家推薦，從而實現算力在聯盟范圍內的流通。圍繞上述異構算力統一標識的需求和場景，國內運營商面向目前主流的算力架構提出了異構算力統一標識和認證體系架構，保障在算力聯盟內部接入的算力資源能夠提供切實可信的計算環境和算力溯源機制，使上層用戶應用程序能夠在保證數據安全、穩

23、定、有效的計算環境中正常運行和處理。同時，結合不同應用場景，提供算力度量機制，為算力流通提供可度量、可推薦的算力評價機制。2.2.3 異構算力調度從網絡角度看，算力網絡是面向計算和智能服務的新型網絡體系，“IPv6+”技術和全光底座技術是算力網絡的基石，增強網絡內生算力是算力網絡演進的重要方向；從計算角度看，算力網絡是網絡化的算力基礎設施，是依托網絡構建的多樣化異構算力資源調度和服務體系；從服務角度看，算力網絡的目標是提供算網一體服務，是云網融合服務的新階段，是數字基礎設施服務的新形態。算力網絡作為云網融合的新階段，基于 5G、泛在計算與 AI 的發展演進，在繼承當前云網融合已有成果的基礎上，

24、結合未來業務形態的變化，以“應用部署匹配計算，網絡轉發感知計算，芯片能力增強計算”為目標，實現計算和網絡的融合逐步走向深入。當前，算力網絡的發展還處于第一階段，即“協同供給”階段，已實現一定區域內的計算能力和網絡能力聯合按需調度，并在向第二階段，即“融合運營”階段演進，但同時面臨著諸多挑戰，其中核心問題是跨域服務異構算力資源調度方式?？缬蚍债悩嬎懔Y源調度本質上是對算網一體化感知的需求，是算力網絡實現異構算力資源統一度量、統一標識、統一編排的基礎。解決算網一體化感知，實現服務資源、算力資源、網絡資源的統一標識、統一尋址是現階段推進算網一9IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)

25、Promotion Group體發展，實現算力網絡第二階段發展目標的關鍵。針對跨域服務異構算力資源調度這一問題，目前主流的解決方案是基于網絡多云連接環境，通過引入網絡編程技術，發揮網絡在云-邊-端多級異構算力資源分布環境下進行服務調度的優勢，提升用戶云網一致性服務體驗。面向用戶云網一致性服務體驗的實施目標，前期SDN 管控和編排技術及協議創新是基礎，具備了對全網進行實時管理和敏捷配置的可能性，為后期發展網絡可編程能力提供了必要保證。2.3 算網能力深度融合云計算在 4G 時代發揮了重要的作用，邊緣計算是 5G 時代的算力新形態，而到了 6G 時代，算力網絡則成為關鍵技術之一。網絡架構正在經歷“

26、以網絡連接為主”到“以網絡資源為主”再到“以應用服務為主”的轉變。為滿足 6G 網絡性能與業務場景的要求，網絡對算力的需求更為旺盛，更加多樣化，算力資源也需要借助網絡來實現資源利用效率的最大化，二者關系也更加緊密，通信和計算逐步走向一體，算網能力深度融合已成為 6G 算網一體承載的主要需求之一。2.3.1 6G 網絡對算網能力深度融合的需求隨著 6G 網絡向全面云化演進，對算力的需求將愈發明顯。由于 6G 網絡頻段更高、單個基站的覆蓋范圍更小，因此 6G 基站密度將可能遠遠高于 5G 網絡，此外 6G 網絡功能更加強大，對信息的高效協同也產生了更強烈的需求。因此，6G網絡本身的建設需要泛在、靈

27、活、高效協同的算力資源底座來滿足 6G 網絡云化的需求。同時，智能是當前網絡和業務發展的大趨勢，全社會逐步向智能社會過渡，6G 網絡在設計之初就提出了智能內生的愿景，人工智能是 6G 網絡的一項主要能力，將在網絡自主動態規劃、網絡設計、自動配置參數等方面發揮重要作用。算力作為人工智能的三大要素之一，是 6G 智能特性實現過程中不可缺少的要素，通算一體網絡既要為 AI 提供可靠傳輸的網絡，又要提供分布、高效計算的算力，以及靈活多變的資源調度方式，從而更好地支持無處不在的具有感知、通信和計算能力的基站和終端，實現大規模智能分布式協同服務。此外，6G 網絡需要算網能力深度融合，算為網提供基礎設施，網

28、為算提供信息交互，從而保證用戶數據的安全性。6G 網絡將向著萬物互聯發展，用戶數據10IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group將無時無刻被終端收集，并在網絡上進行傳輸。2.3.2 6G 業務對算網能力深度融合的需求6G 網絡將逐步向數字化與智能化發展，同時不斷向空天地海、全維度感知世界和網絡空間延伸。6G 網絡將以人類需求為中心，結合多元知識進行類腦智能訓練與推理的能力，可以根據用戶實際的情境感知信息、業務體驗和個性化需求，從感知資源層，到功能控制層，再到服務應用層，將存在無處不在的分布式計算和智能內生能力。在未來，6G 網絡將對整個數字化世界賦能，

29、數據得以在云網邊端之間匯聚、流動、分發和處理，最終實現“萬物智聯”時代。因此，6G 網絡將會有效支撐智慧城市、智慧社會、工業互聯網、大規模物聯網進行海量數據的處理，這對計算能力的需求將迅猛攀升。同時，隨著人工智能技術行業滲透率的進一步提升，人工智能算力將逐漸取代通用算力成為主流，支撐海量智能業務。根據 OpenAI 預測，到 2030 年，人工智能相關領域對算力的需求將達到 16000EFLOPS，較 2018 年增長近 400 倍。對比之下，以 GPU、FPGA、ASIC等芯片為代表的智能算力的增長遠遠無法滿足智能算力需求的增長。與此同時，網絡中也存在大量閑散的算力資源，例如一些面向特定的、

30、臨時的應用場景建設的超算中心與邊緣計算節點無法被高效利用，需要通算一體技術將多級泛在的算力資源進行整合協同，以提升算力資源利用率。此外，以自動駕駛、AR/VR、工業互聯網為代表的極低時延業務的涌現對網絡時延、計算響應時間、數據的實時性以及安全性提出了更加嚴苛與復雜的要求，更多的數據需要下沉至邊緣側進行處理。同時，將海量業務卸載至多級泛在的邊緣計算節點更加需要將網絡信息與計算信息進行整合，結合 OSPF/BGP 路由機制，實現算網能力深度融合的全局優化調度。2.4 在網計算從廣義上講，在網計算的定義是主機發出的計算數據在網絡路徑上轉發以實現高效數據處理和超低時延用戶體驗。例如，邊緣計算、霧計算等

31、就近計算，均屬于在網計算的范疇。從狹義上講，在網計算的定義是將應用相關的功能卸載至網絡設備，在數據11IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group轉發的同時實現數據的高效處理，提升系統計算效率。與邊緣計算和云計算所采用的邊緣/云服務器相比，在網計算通過在距離端設備更近的位置上提供線速處理能力，從而提升邊緣/云服務器的計算能力，并進一步降低用戶體驗時延。云計算技術在過去的十年經歷了幾個階段的迅速發展，虛擬化、SDN 等技術實現了最初的云計算網絡，服務器取代了傳統網絡元件，實現了大部分網絡功能。隨著云承載的業務需求不斷增多，通用服務器中部分軟件實現的性能已經

32、無法滿足業務需求，以智能網卡為代表的在網計算雛形初步呈現，主要包括網絡節點、計算節點基于智能網卡的 Open vSwitch 卸載，裸金屬服務器節點卸載網關功能，分布式防火墻智能網卡卸載，安全加密硬件加速，網絡擁塞控制和服務負載平衡和數據包調度等。網絡設備加速和卸載當前部署在服務器上的網絡功能不在本文范圍內討論，本文更關注數據中心服務器中的應用計算帶來的需求，如在網機器學習。在網機器學習，即在網絡設備中運行機器學習，正日益主導人們日常生活各個方面的數字化演進，從個性化的在線購物、社交網絡到金融和交易，甚至網絡發展到逐漸利用機器學習進行建模和預測。機器學習性能需求的激增推動了機器學習硬件設計的創

33、新，包括 CPU 優化、GPU 以及 FPGA 解決方案以及 ASIC 專用處理器等。目前，包括利用網絡方式實現機器學習加速在內的所有機器學習加速方式都備受關注。近年來，業界關注在網機器學習有三個方面的因素：第一，交換機能提供非常高的性能：網絡交換機的延遲大約只有每個數據包數百納秒，優于每個推理數十微秒到毫秒的高端機器學習加速器操作規模延遲；第二，交換機能提供高能效的處理：網絡交換機的功率效率使得每瓦特能夠處理 10M 的數據包，優于大多數機器學習加速器；第三，對于某些機器學習用例，交換機處理方式的優勢更為突出：分布式機器學習的性能受到如何從節點獲取數據和從節點獲取數據所需時間的限制，如果交換

34、機的分類速率能夠達到與它向分布式系統中的節點傳送分組一樣，那么它將優于任何單個節點。12IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group第三章 6G 算網一體承載架構分析3.1 架構設計的基本原則6G 在延續增強前代移動通信能力基礎上，從通信連接維度擴展到了網絡感知維度，拓展了新的應用空間，并借助原生 AI 能力，既支持未來泛在的萬物智聯，又可提升網絡自身的性能與效率。因此，其架構設計的基本原則應包括適應 6G的 AI 原生能力以滿足 6G 承載網算網一體的重要需求。AI 原生能力的引入，是 6G 網絡重大的架構范式轉變，同時也帶來了能力的底層重構?！霸?A

35、I”是指網絡中的 AI 服務位于云端，停留在應用層面，而“網絡原生 AI”則要求網絡架構與 AI 緊密結合，將是一個深度融合通信和計算資源的分布式架構，其帶來的好處包括：通過超低時延 AI 服務實現的實時 AI 功能；通過分布式架構解決本地化數據處理的隱私問題，從而滿足一般數據保護條例（General Data Protection Regulation，GDPR）等隱私和數據治理的要求，實現個人數據自主管理。移動邊緣計算促進了原生 AI 的發展。移動邊緣計算是分布式計算最好的載體，利用移動邊緣計算增強蜂窩網絡架構，實現蜂窩網絡通信與計算融合，提供原生 AI。分布式機器學習的通信與計算平臺將是

36、 6G 無線接入網（Radio AccessNetwork，RAN）的重要發展方向，同時，利用基站集成或旁掛計算能力，構建一個疊加在 RAN 上的深度邊緣互聯計算網絡。有相關的資料表明，這種計算架構是一種多層的云系統，在蜂窩網絡中提供卸載能力，可支持各種 AI 應用例如網絡AI 應用等。算網一體化的承載網流量模型將由“云 AI”向“網絡原生 AI”轉變，使得6G 網絡架構將是一個深度融合的通信和計算資源的分布式架構，這實際上是承載網類數據中心化，預計未來 6G 承載網數據流量模型會朝著類似數據中心流量的方向演變。早期數據中心主要滿足外部對數據中心的訪問，所以流量就以“南北”為主，流量占比約為

37、80%，這與目前承載網的流量模型類似。但隨著越來越豐富的業務（如搜索、并行計算、AI 學習等）對數據中心的流量模型產生了巨13IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group大的沖擊，需要大量服務器組成的集群系統來協同完成工作，導致服務器之間的流量增大，這就逐步演變為目前東西向流量占比約為 70%的情況，比如搜索業務，用戶只是發出一個搜索指令，服務器集群需要在海量數據中進行搜索與計算，搜索的過程非常復雜，但將結果傳遞給用戶的過程非常簡單，這與承載網深度融合通信和計算資源后的情況類似。算力的多樣性與差異化，云邊端連續體（Network for AI）和端網邊連

38、續體（AI for Network）構建的 AI 應用，分布式多智能體協作，網絡植入（內嵌或旁掛）的計算節點，將成為 6G 承載網新的流量集散地，帶來新的流量承載模型。隨著 6G 原生 AI 的加持，6G 承載網的流量主要由兩類流量構成，分別為業務流量（物理世界感知信息）和 AI 流量（機器學習推理信息）。業務流量的主要傳輸模式是基站到邊緣計算、基站到用戶面功能設備（User Plane Function，UPF）；AI 流量的主要傳輸模式，包括相鄰站協作流量、基站智能體協作流量、基站到邊緣計算節點流量、基站到云/數據中心流量。各種流量占比取決于網絡計算節點的部署及 AI 和機器學習的應用，未

39、來 AI 流量將可能遠超過業務流量，因此如何應對激增的AI流量將是6G算網一體承載網架構設計中重要的范式轉變之一。3.2 架構設計思路3.2.1 向“面向任務的連接”的架構轉變傳統的通信系統是面向信息的，信源和信宿取決于終端用戶的業務，整個通信機制和架構（如會話管理和移動性管理）的設計是圍繞充分支持這種連接模型的，而 6G 系統是由多個智能節點組成的，AI 和感知是 6G 系統原生支持的功能，同一任務需要在多個分布式節點上的四要素（算力、數據、算法、連接）協調執行，這便是面向任務的連接通信，需要網絡支持多種設備類型以及實時變化的拓撲結構，達到任務通信的最佳性能。（1）6G 的面向任務連接，要求

40、網絡不僅僅考慮單個連接的性能（例如時延、帶寬），而是要綜合考慮同一任務下所有連接的性能，這將促使網絡從考慮單一連接的網絡功能（如基于流為單位的轉發機制、調度機制和負載分擔機制）發展到綜合考慮同一任務多個連接的網絡功能，而這些連接之間有受任務約束的關聯14IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group關系；（2）原來的連接在網絡層面是通過五元組進行區分的，而 6G 面向任務的連接需要綜合調度轉發，需要有一套區分是否為同一任務的連接的標識方式，推測后續網絡流量將迎來新的標識方式。因此，6G 算網一體承載架構的研究思路為：構建 6G 承載的新協議、面向任務的連接

41、標識方式、面向任務的網絡功能（轉發機制，調度機制等）和面向任務的網絡連接流量模型/模式等。3.2.2 向超高品質的承載網絡轉變高品質承載指的是多流同步傳輸，無損傳輸，差異化精準承載，超低時延確定性傳輸。（1）多流同步傳輸未來算網一體的分布式計算架構中，不同任務間、任務內流間的關聯依賴關系將影響整體的任務執行效率，越精準的流間同步越有利于執行效率的提升，因此未來，6G 算網一體承載網應具備對協作流的同步傳輸機制。（2）無損傳輸計算對數據的無損傳輸提出了更高的要求，數據流的損傷不僅會降低網絡利用率，也會大大拖后計算的利用率，對于重要的數據流，提供冗余的備份保護是必須的，但是在保護倒換發生時，需要避

42、免數據流的損傷與丟失，因此，6G 算網一體承載網需要提供無損的承載能力，確保重要數據流在承載網絡上不丟包，無誤碼，即使受一些因素影響，也應有相應的機制來實現信息的完全恢復。（3）差異化精準承載隨著未來擴展現實（Extended Reality,XR）的發展，傳感流量、計算流量，將帶來不同的編碼類型或承載差異化訴求，因此，6G 算網一體承載網應具備針對不同流量類型，不同編碼模式的精準差異化承載保障。當前基于幀級別的視頻流優化承載保障方向較為明確，但其他類型的流模式還有待進一步探究。（4）超低時延確定性傳輸算網一體大大降低了強交互類、控制類應用的時延，但 6G 業務對確定性承載有嚴格要求，尤其在工

43、業控制領域，對連接的要求需要毫秒級甚至亞毫秒級的數據傳輸周期，且對網絡連接可靠性達到 6 個“9”的要求，因此 6G 算網一體承15IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group載網需要具備確定性承載能力，在限定的時間周期內完成數據的傳輸，且不允許數據包傳輸周期越界，同時要保證高可靠無損傳輸。3.2.3 向融合智能承載轉變6G 算網一體承載網絡改變了過去 3G/4G/5G 被動式的移動承載網絡與技術的規劃設計模式，積極主動的應對未來 6G 網絡的發展與變化，以網絡連接為基礎，將包括 6G-RAN 與 6G-CORE 在內的各個網絡部件極簡、高效、有機的聯結

44、起來，實現原生承載，支撐達成各種業務愿景。從 6G 網絡系統與架構設計之初，承載作為系統部件之一，原生參與系統架構、功能/性能目標設定與分解，以端到端網絡愿景及能力為目標，網絡方案與系統架構部件設計，從被動到協同、深度融合方向發展。6G 算網一體承載網架構包括，以以太網為承載載體（泛在以太）、以 IP 網絡連接為基礎，以算力為中心的“IP/以太+算力+數據”的融合智能承載。3.3 算網一體架構探討從承載視角來看，6G 網絡相比前代網絡，最核心的變化是流量，在原有的物理世界信息流的基礎上（包括人類感官體驗流量、物理世界感知流量等），增加了機器學習/智能 AI 流量。為更好的承載未來 6G 網絡的

45、流量，6G 承載網絡需要引入更智能的方式，借助智能的手段，來實現更智能的承載，相比現在的偏靜態設計、偏確定性經驗理論的網絡設計方式，可以更好的應對未來多樣化的業務，多樣化的流量形態。未來的世界是智能的世界，普惠泛在的智能，是 6G 網絡愿景的目標之一，而作為 6G 網絡的一部分，6G 承載網也需將“智能”作為承載服務對象，把為其提供更好的承載作為核心目標之一。6G（RAN 和 CORE）是承載服務的對象之一，行業網絡、企業網絡、家庭網絡等也均是承載的服務對象，各行業的數字化轉型，同樣伴生著 AI 的普及，因此 6G 承載網絡也應該且必須提供各種 AI 應用及能力的連接。面向 6G，超越 6G，

46、承載連接物理世界與數字世界，承載網絡將由信息連接網絡向“信息連接網絡+神經連接網絡”轉變。未來，6G 承載網將設計為算網一體的融合承載方式，旨在充分發揮 6G 網絡對用戶的入口優勢，以網為基，通過超算/智算、能力資源池打造算力差異化服16IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group務，實現算網一體化服務能力開放、算網協同運營，構建內生算力、內生安全的新型算網協同架構，如圖 3-1 所示，圖3-1 6G算網一體承載網絡架構其關鍵要素包括：算力資源供給算力資源供給：超算、智算、能力資源池通過算力網絡互連，實現算力資源統籌調度，降低超算應用門檻?？删幊趟憔W承載

47、：可編程算網承載：構建云網邊端一體化的可編程服務體系，實現隨流檢測、SFC、應用感知等“IPv6+”協議優化，賦能多場景應用。高品質云光一體高品質云光一體：研究新型大容量傳輸技術、動態靈活帶寬電路技術、波長級業務和電路級業務智能連接和動態調度技術,實現高效、敏捷的云光一體服務。敏捷化協同運營敏捷化協同運營：面向企業客戶，提供算力、數據、安全等各類產品及服務，實現售前、售中售后全流程運營。智能化算網大腦智能化算網大腦：優化算網大腦體系架構，打造算網協同編排能力，提升網絡自智能力和算網原生可信能力。算網協同安全算網協同安全：關注網絡內生安全，提高算力網絡安全防護能力水平，通過隱私計算等技術確保網絡

48、和數據的安全性和可靠性。17IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group3.4 算網一體架構場景隨著云計算技術的成熟及云網融合產業的推動，數據中心規?；鲩L，云計算能力逐步從中心下沉到邊緣，分布式算力成為業務發展的新需求。算網一體架構將端、邊、云側的算力資源與網絡側資源結合，針對不同的場景和需求，讓用戶選擇最佳的資源分配方案，實現整網資源的最優化調度。算網一體架構也融合了泛在的算力及網絡資源，以提供更精準的優質算力資源及服務，其設計場景主要有：邊邊算力協同場景，邊云算力協同場景，端邊云算力協同場景，東數西算場景等，其相互關系如圖 3-2 所示。圖3-2

49、算網一體架構設計場景（1）邊邊算力協同邊邊算力協同服務邊邊算力協同服務，指不同邊緣云之間的算力資源的協同交互，根據所屬不同邊緣云的算力資源是否相同，可分為兩種場景：邊邊同構算力協同場景邊邊同構算力協同場景，各邊緣節點提供統一的、相同類型的算力資源和服務，用戶獲取算力資源簡單易行；邊邊異構算力協同場景邊邊異構算力協同場景，不同邊緣云內的邊緣節點提供不同類型的算力資源，用戶可在多個邊緣節點選擇或預定不同類型的算力資源或算力模型，以獲取用戶所需算力資源。邊緣云計算是構筑在邊緣云基礎設施上的云計算平臺，計算、存儲、網絡、18IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Gr

50、oup安全等服務在邊緣節點處理，可降低業務網絡時延，減少帶寬使用成本。邊邊同構及邊邊異構算力協同場景，通過對全局算網資源的可視性，實現對算力資源在不同邊緣節點的調度，能夠有效打破算力孤島的局面，實現算力+網絡的雙重 SLA保障。（2）邊云算力協同邊云算力協同服務邊云算力協同服務，指邊緣云和中心云之間的算力資源的協同交互，用于滿足不同服務需求的業務數據的邊云分流和負載分擔。例如，數據量龐大、對處理時延敏感、對隱私敏感的數據，需就近在網絡邊緣側進行處理；而計算資源需求大、實時性要求不高的計算任務，可調度到數據中心處理。邊云一體化算力協同，是算網一體架構最典型的場景之一。在邊云算力協同場景中，為實現

51、中心云和邊緣云的協同工作，承載網絡系統需要能夠根據用戶的服務需求將業務流量在中心云和邊緣云之間進行靈活的調度。一方面，承載網絡設備通過算力路由表項控制流量在網絡中的路徑；另一方面，根據業務的實際需求，網絡設備為流量進行多網絡資源多算力資源的最佳選擇。（3）端邊云算力協同端邊云算力協同服務端邊云算力協同服務，指終端、邊緣云、中心云之間的算力資源協同交互，需要終端、邊緣云、中心云都具有一定的數據處理能力，并能夠根據服務功能的不同，對應不同的算力類型，形成“端、邊、云”多級結構。例如，在端側進行芯片級數據采集、過濾和處理，在邊緣側進行實時計算及數據推送，在云側進行數據關聯、AI 分析等。通過算力網絡

52、的使用，實現在端、邊、云不同節點上算力層次化服務保障?！岸?、邊、云”算力協同場景中，通過算力網絡技術的使用，可實現對用戶所需算力資源的精準調度，提升網絡處理效率，最低網絡運行時延，同時降低中心云的計算處理壓力和網絡負載。應用場景如智慧家庭場景、智慧交通場景、智慧醫療場景等。（4）東數西算東數西算，是國家級算力網絡，以算力為核心，通過 8 大算力樞紐和 10 大集群，將大量數據和算力東西向協同起來。東數西算通過算網協同的使用把東部19IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group數據調度到西部進行計算、訓練、推理；把東部時延不敏感、不活躍的數據調度到西部存儲

53、；把計算需求高的算力服務部署到西部降成本；把東部應用分級動態調度分擔到西部進行數據計算。具體應用場景如大數據挖掘、機器學習、氣象預測、基因測序、數據災備等。東數西算流量由南北向往東西向遷移，減輕了骨干網絡的流量壓力。承載網提供粗顆粒度的算力流量調度，保障通用的三級時延圈。20IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group第四章 6G 算網一體承載潛在關鍵技術4.1 新型數據轉發技術為適應未來 6G 網絡的發展，6G 承載網絡在數據轉發面引入了新型數據轉發技術，包括面向任務的連接標識方式、面向任務的網絡功能（轉發機制，調度機制等）、面向任務的網絡連接流量模型

54、/模式等。6G 面向任務的連接需要改變以往基于流、基于五元組的轉發機制，從任務出發，達到同一任務多個連接綜合性能最優的目的。因此，6G 承載網絡需要新型承載協議支撐，需要增加面向任務的連接標識方式，即網絡轉發面基于任務標識進行轉發和調度，同時考慮同一個任務多個連接的關聯約束（如先后順序，優先級，算力分布等）。此外，6G 承載網絡新協議在數據轉發技術方面不能簡單的繼承原有網絡，而面向任務的網絡連接關系也決定了新的流量模型將由無連接的轉發向有連接的承載轉變。因此，未來面向 6G 承載網絡新協議實現的潛在技術主要包括：連接可控的承載：基于 SRv6 技術的進一步發展；面向任務的連接標識方式：應用感知

55、的承載網絡，應用和網絡實現協同，通過承載協議傳遞應用信息，通過應用信息約束網絡路由轉發行為等；面向算力/連接的綜合路由：改變以往以可達性為單一目標的路由方式，采用面向任務約束的綜合路由方式。為提升數據的高品質傳輸，未來 6G 承載網還需要實現無損傳輸，多流同步傳輸，差異化精準承載，超低時延確定性傳輸。未來面向 6G 承載網超高品質承載的關鍵技術主要包括：（1）超高品質多樣化的承載切片技術面向多樣化低時延的確定性傳輸和多樣化差異化的精準承載，6G 承載網絡的切片技術正朝著多維度切片發展，從最底層的物理切片（FlexE）、邏輯切片（信道化子接口），到二層的時間敏感網絡（Time-Sensitive

56、 Network，TSN），以及三層的確定性 IP，通過多種切片技術多維度組合，以滿足 6G 低時延確定性的多樣化需求；（2）無損傳輸技術21IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group利用前向糾錯碼（Forward Error Correction，FEC），幀冗余編碼等方式解決通信鏈路上的比特誤碼；利用多鏈路多發選收，以及網絡編碼等技術，采用帶寬冗余的方式，無損解決通信鏈路/算力節點故障問題；利用鏈路快速切換技術，節省備份帶寬，無損解決通信鏈路/算力節點故障問題。（3）確定性技術面對“準時、準確”數據傳輸服務質量的迫切需求，需要建立一種能夠提供差異化

57、、確定性服務的網絡，網絡中通過保護機制減少故障率、提高可用性，實現端到端確定性時延、零擁塞丟包，超高可靠的數據包交付、資源彈性共享以及與“盡力而為”的網絡共存等。確定性網絡技術還將改變傳統以太網的傳輸不確定性，提供高精度同步、智能控制、智能承載等技術，適應產業的轉型升級需求，同時可助力實現高精準、高可靠性的 6G 承載網絡架構。4.2 智能管控技術在當前云網業務模式下，算力和網絡均獨立部署、獨立運營、獨立服務。用戶分別向云服務和網絡服務提供商提交服務申請，構建服務合同，組合實現完整的應用服務。這種算網分離模式催生了互聯網的繁榮，但同時也導致算力和網絡服務粗放式交付模式的產生，造成巨大的資源浪費

58、。因此，6G 網絡的另一個重要目標是實現面向服務的算網融合智能管控。6G 網絡面向服務的算網融合智能管控，從傳統網絡以端口地址為對象的數據通信轉發，轉變為以服務為目標的資源匹配。各種應用從傳統的向平臺索要資源轉變為向網絡索要服務。同時，面向服務的算網一體路由機制，也是實現算網融合架構的重要特征。未來 6G 網絡場景下，越來越多的算力資源將會被部署到網絡內部，提供相同服務的服務實例可能會被部署到網絡中不同物理位置的算力節點。不同的算力節點的資源狀態（算力負擔、請求響應率等）、網絡性能（時延、帶寬等）等均不相同，且很可能實時變化，因此當網絡接收到某一個用戶的服務請求時，需要網絡做出實時、最優的資源

59、調度以及路由選擇。如圖 4-1 所示，面向算網融合的智能管控技術，利用算力控制器成熟的管理機制實時掌握各個算力節點的資源和服務狀態，利用算網大腦（Net Brain）通22IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group過智能算法綜合考慮算力負載、網絡性能等參數，做出全局最優的資源調度和路由決策。圖4-1 面向算網融合的智能管控技術4.3 可編程網絡技術隨著通信網絡支持的行業場景越來越多樣化，網絡架構和功能也變得越來越復雜，同時也帶來了網絡演進和定制的復雜化。為了使網絡適應未來多變的需求，在 6G 網絡中應通過引入網絡內生智能和端到端可編程網絡技術，使得網絡

60、更加智能和靈活，這需從網絡架構本身進行根本性的改進，設計高適應性和靈活彈性的網絡?？删幊叹W絡是實現高適應性和靈活彈性網絡目標的有效技術手段。在 5G 網絡中，已經開始研究關于網絡可編程技術的探索和改進。例如，5G 核心網中引入的 SBA 服務化架構，從根本上改變了傳統的 P2P 點到點架構通信方式，采用了控制面與用戶面解耦（C/U 分離）的架構。其中，5G 核心網控制面基于云原生的軟件設計，使得控制面網絡功能如移動性管理、會話管理和用戶數據等信令控制功能可以快速構建、發布及部署，結合云計算實現控制面網絡功能與底層硬件及操作系統解耦，具有可擴展性、高可用性等特點，而 5G 核心網用戶面則重點關注

61、如何利用各種新興的轉發技術來滿足 5G 網絡的低時延和高帶寬需求。23IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group圖4-2 可編程網絡系統可編程網絡能夠以前所未有的敏捷性和靈活性為消費者提供創新的通信服務，同時支持業務的更快速部署，例如：提供基于云原生設計的網絡切片業務?？删幊叹W絡的重要使能因素包括基于服務化的體系結構（SBA）、云原生實現的網絡虛擬化和微服務架構、持續集成/持續交付（CI/CD）方法以及面向網絡應用的定制可編程芯片和硬件平臺。在未來的 6G 網絡時代，考慮到業務需求動態變化以及網絡靈活擴展的需求，6G 網絡更需要具備統一架構下按需部署網

62、絡功能或服務的能力，以及動態編排和按需資源調度的能力。在未來通信網絡引入可編程思想，對傳統網絡架構進行改進，通過承載與控制分離以及網絡功能軟件化，將網絡設備控制平面從嵌入式節點獨立出來到軟件平臺，由軟件驅動的中央控制節點自動對網絡架構進行控制。此外，在 5G 網絡架構 C/U 分離的基礎上，6G 的用戶面也將采用新型可編程技術實現，例如目前在數據中心網絡中開始大規模采用的智能網卡卸載技術、可編程交換芯片技術和處理器分散處理單元（Data Processing Unit，DPU）技術等將逐步從 IT 領域滲透到 CT 領域，促進 6G 用戶面在滿足高帶寬、低時延轉發的基礎上，進一步支持與控制面中

63、央控制節點聯動的在網動態用戶面編程和升級。由于 6G 網絡中的各個網元都將支持控制面和數據面的可編程能力，可以構建靈活的端到端可編程網絡，實現全網的智能動態調優。通過提升 6G 網絡的軟件化程度和端到端可編程能力，可以實現網絡的靈活可控制、融合可演進、開放可編程以及彈性可定制的特性，從而在更短的時間內實現網絡功能的開發和部署，為未24IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group來 6G 網絡的演進提供更大的發展空間?？删幊叹W絡對運營商的影響包括創造所需的效率和靈活性，根據客戶/合作伙伴的需要實時擴展容量和能力；提高 ICT 價值鏈和新興平臺經濟的相關性；

64、開發新的商業模式，擴展現有業務并尋求新的商業機會?；诙说蕉丝删幊叹W絡技術可以提供更廣泛的服務和更好的網絡性能，使得網絡可以更好地滿足消費者的期望。智慧城市和智能工廠等新興領域也將受益于更豐富的通信服務，從而應對不同物聯網設備的需求。同時，可編程網絡還可以提供更多的服務定制和更快的響應速度，隨著生態系統在醫療保健、公共安全、自動駕駛等領域的擴展，其優勢將不斷增加。此外，跨行業，私人和企業用戶也將受益于可編程通信網絡所能提供的業務。使用可編程技術，6G 網絡可以從多個方面進行優化：優化網絡服務的定義，減少冗余設計，統一網絡服務能力；分析不同的部署場景或用例，通過可編程接口實現網絡能力的靈活定制化

65、；將人工智能引入網絡服務設計和部署實施中，以更快速獲取網絡能力升級；考慮差異化的協議棧功能設計，優化協議功能分布和接口設計，結合 AI技術進一步增強協議功能。4.4 算網編排管理技術算力網絡可以提供基于數據、計算、智能、綠色、網絡融合發展的新型共享服務模式，廣泛服務于智能科學模擬、數字化政府治理等場景，提供安全可信的服務保障。算力網絡的主要組成部分包括管理和控制中心、計算節點、網絡、存儲系統等。在算力網絡中，算網編排技術應用于管理和控制中心，是整個系統的核心，負責對計算資源進行管理、分配和任務調度，實現對算力網絡的統一監控和控制。具體來說，算網編排技術是指通過將算網原子能力靈活組合，結合人工智

66、能與大數據等技術，向下實現對算網資源的統一管理、統一編排、智能調度和全局優化，提升算力網絡效能，向上提供算網調度能力接口，支持算力網絡多元化服務。算網編排技術是一種新型的技術，它可以通過極致可靠的網絡連接，協同調度云計25IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group算、邊緣計算、智能終端等多級算力，以更高的算力性能和更低的終端成本，實現算力對應用的加持，為用戶提供智能化、沉浸式服務內容和體驗。此外，算網編排技術能夠將分散在多個節點上的計算資源，通過網絡進行管理和分配，以滿足更高的計算性能和更高的可用性需求。該技術主要應用于云計算、大數據分析、人工智能等方

67、面。算力網絡的編排管理技術主要包括以下方面：（1）資源管理通過對計算資源進行調度和管理，充分利用所有資源，提高系統的利用率和效率。資源管理包括資源請求、資源預留、資源分配等。（2）負載均衡通過動態調整計算資源的使用率，實現負載均衡，提高系統的穩定性和可用性。負載均衡包括負載檢查、負載均衡策略、負載重分配等。（3）任務管理任務管理是指將任務分配給計算節點，并實現任務的優化和調度，以提高任務完成效率。任務管理包括任務請求、任務調度、任務優化等。（4）故障管理對于出現故障的計算節點，需要實現故障檢測和故障恢復等處理，以確保系統的穩定性和可用性。（5）安全管理安全管理是指在算力網絡中實現對數據安全、網

68、絡安全、系統安全等方面的保障，以確保系統不受到攻擊和威脅。綜上所述，算網編排技術是一種將計算資源分散在多個節點上，通過網絡進行管理和分配的技術，旨在提高系統的計算性能和可用性。通過對資源管理、負載均衡、任務管理、故障管理、安全管理等方面的處理，實現對算力網絡的高效運行和管理。4.5 應用感知技術IPv6 演進技術中的應用感知技術是指在 IPv6 網絡中，通過對網絡流量進行深度分析和識別，從而實現對網絡應用的感知和優化。這種技術可以幫助網絡管26IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group理員更好地了解網絡應用的使用情況，從而針對性地進行網絡優化和調整。例

69、如，可以通過應用感知技術來識別視頻、音頻、游戲等不同類型的網絡流量，并對其進行優先級調整，從而提高用戶體驗。應用感知的 IPv6 網絡（Application-aware IPv6 Networking，APN6）利用IPv6 報文自帶的可編程空間，將應用信息（標識和/或網絡性能需求）攜帶進入網絡，使能網絡感知應用及其需求，進而為其提供精細的網絡服務和精準的網絡運維。算力網絡是一種應用敏感型網絡，每個應用的算力需求都是不一樣的。結合 APN6，算力網絡可以有效感知到每個應用的算力及網絡需求，從而實現精細的全網資源統一調度。這個調度是彈性的，即可以實時監控和動態調整。從云網協同到算網一體發展，網

70、絡需要為算力提供差異化的服務能力，可通過應用感知網絡 ID(Application-aware Networking Identification，APN ID)精細標識關鍵的應用或用戶，引導進入相應的 SRv6 Policy 隧道、網絡切片、DetNet（確定性網絡）路徑，或者服務功能鏈（Service Function Chaining，SFC）路徑等，實現應用分流和靈活選路。APN6 技術有三個方面的要素。首先是網絡能夠提供更加豐富的服務，通過IPv6 報文的擴展，支持了 SR policy、網絡切片、確定性網絡、業務鏈以及無狀態組播 BIERv6 等，使網絡有了精細化的差異化服務，具備

71、了一個重要的基礎；其次是準確的網絡測量，保證業務 SLA 需求的前提是能夠實現準確的測量，通過基于 IPv6 的隨流檢測技術，就能夠提供更加準確的網絡測量，更好地提供對應用的服務；最后就是開放的應用信息攜帶，需要一個細粒度的應用信息和標識的攜帶，更好地將應用映射到豐富的網絡服務上，這也就是 APN 技術所承擔的重要使命?，F在的算力網絡相對于原來的云網、云計算服務，由通用化向個性化進行發展，由此對網絡也提出了個性化的要求。但如何能夠實現個性化的網絡，滿足多樣算力的需求，就需要通過 IPv6 的擴展和 APN 技術體系，將應用和網絡更加緊密融合在一起，更好的達成目標。APN 技術體系的演進分為三個

72、階段，第一階段通過承載網來感知應用提供服務，實現感知應用的承載網絡；第二階段需要端側提供應用信息傳遞給網絡、傳遞給云，就是感知應用的互聯網，也就是說要實現端、管、云這樣的跨多域信息傳遞；第三階段就是網絡跟計算結合在一起，網絡27IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group要感知算力，即感知應用的算力網絡，相當于把應用的負載能夠傳遞給網絡，讓網絡提供更好的服務。4.6 服務感知技術隨著智能化業務的發展和新型業務場景的不斷涌現，傳統網絡以 IP 地址互聯的連接模式將無法精準高效地滿足業務需求。同時，隨著算力的下沉，業務部署開始進入邊邊、邊云、端邊云組合協同的

73、模式，傳統基于固定節點的服務訪問機制將無法適應分布式泛在服務訪問的新場景需求。為了滿足未來場景業務需求，在 6G 網絡中引入服務感知技術，網絡感知業務算網需求同時感知算網資源狀態，構建面向云網端一體的服務感知網絡統一架構，無縫拉通業務、云算和網絡，形成高效智能的聯動體系，在為業務提供敏捷感知和精細化服務保障的基礎上，內生支持面向分布式算力部署的靈活服務路由，使能多策略多因子的算網資源調度。在服務感知技術中，基于目前廣泛用于應用開發、云計算和云網融合的代表性面向服務的 SOA 架構，將應用分解為多個強內聚、松耦合的原子單元，稱為“服務”。服務感知技術將服務定義為一個具體的可視、可尋址、可調度、可

74、路由、可衡量、可管理的基本單元。服務跨端、網、云全局定義和管控，具體的服務可用服務標識 ID 來表示，同一個服務標識 ID 可用于應用的任務調用、端到端連接、網絡服務路由、算力的尋址和調度，形成閉環端網云數據流，從全網的視角構建一體化的算力供給和算力服務，提供面向共性算力服務的全局資源編排和優化方案。（1）服務感知技術特征：服務標識統一納管（含注冊/鑒權/校驗/發布/訂閱/策略配置），其生命周期涉及注冊、發布、策略下發、訂閱、服務請求、服務路由、服務分發、服務更新、服務撤銷。對用戶，服務標識為請求接口，終端無需關心服務提供方及其位置、服務參數，訂閱服務并獲取服務標識，發起業務請求。對網絡，服務

75、標識是算網 SLA 策略的唯一索引，也是網絡服務策略的映28IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group射標識。對服務，服務標識是服務登記注冊、調度和路由的對象。（2）服務感知技術價值：基于統一服務標識，實現泛在服務和算力資源管理和調度，具備較好的擴展性；基于統一服務標識，可以將當前網絡能力向算網綜合服務能力擴展；基于服務標識和服務參數分離，滿足精細化靈活的 SLA 信息（帶寬、時延、抖動、丟包）擴展，同時實現了網絡訪問報文和業務流程處理的簡化；基于服務標識的歸屬和位置無關特征，實現終端移動和服務端遷移等場景下業務連接的連續性；基于服務標識層次化和擴展能

76、力，實現服務訪問親和能力并滿足網絡流親和無狀態要求；基于統一服務標識，實現服務安全等級定義和用戶訪問權限管理，滿足業務和網絡安全的需求；基于統一服務標識，可將業務訪問的序列服務進行編排，對業務訪問處理進行簡化，實現天然的服務鏈能力。在服務感知網絡架構下，網絡通過高效的服務標識接口，對服務級顆粒度的SLA 需求感知，是通過轉發面和控制面綜合實現的。在轉發面，用戶數據面僅攜帶輕量級的全局語義服務標識，同時在控制面通過跟服務標識運營系統的交互生成以服務標識為索引的轉發表項。轉發面經由服務標識索引關聯對應的轉發表項，從而完成網絡對服務的精細化和感知和服務質量交付。服務感知技術，在帶來部署和運維成本上優

77、勢的同時，網絡和業務也將得以根據算網整體基礎設施的分階段發展靈活取舍、平滑演進。29IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group4.7 算力路由技術計算是人類認識世界和改造世界的重要方式，無論是集成電路時代大規模生產制造的設備計算，還是信息化時代全球互聯互通的移動計算，計算已經滲透到各行各業以及人類生活的方方面面。同時，計算的模式也在發生著翻天覆地的變化，從以互聯網為中心的云計算，到業務可就近閉環、實現敏捷智能的邊緣計算，再到未來“云-邊”計算與端側計算的聯動，計算模式正在向著“云-邊-端”多級架構發展，以滿足智能社會多樣化的算力需求。為應對算網融合趨勢

78、所提出的新型網絡架構算力網絡，需要基于網絡對算力感知的基礎上，研究未來網絡如何實現全網算力資源的統一管理，如何建立計算和網絡的協同管理與調度架構，實現算力資源的靈活、安全接入，按需調度與分配以及高效運維和運營，通過將計算任務調度至最優節點，保障業務的算力需求，實現全網資源的高效協同。未來網絡的發展需要適應中心、邊緣和終端的多級算力資源，而各級算力資源的不同特點在于：中心算力資源龐大，可以彈性擴縮容，靈活分配資源，高效、集中的完成計算任務，但中心算力資源與用戶和需要處理的數據距離遠，本地產生的數據需要遠距離傳輸至中心，使得業務時延增加，同時數據的安全和業務隱私性無法得到保證；邊緣側算力雖然相較于

79、中心資源有限，可擴展性也相對較差，但其距離用戶更近，數據可以就近處理，節省網絡帶寬。為了滿足終端業務的網絡時延需求，許多業務需要網絡就近提供算力資源，在網絡中完成計算并返回計算結果。不同于傳統的 QoS 保障需求，網絡需要綜合考慮計算速率、延遲和可靠性等多重因素，按需調度業務至最優計算節點以保障業務的算力需求。傳統網絡如何實現對算力的感知并基于算力信息完成路由計算，網絡管理機制如何對全網算力資源進行管理并實現算力的按需調度，以及滿足新型業務的計算需求和時延需求等，這些都將成為未來網絡新的挑戰。為應對算網融合趨勢所提出的算力網絡新型網絡架構，需要在網絡對算力感知的基礎上，研究如何將算力信息作為權

80、重引入到路由計算中來，實現基于算力的路由計算，以及在算力路由基礎上研究未來網絡如何實現全網算力資源的統一管理，如何建立計算和網絡的協同管理與調度架構，實現算力資源的靈活、安全30IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group接入，按需調度與分配以及高效運維和運營，通過將計算任務調度至最優節點，保障業務的算力需求，實現全網資源的高效協同。算力路由技術是算力網絡實現算網深度融合的基礎，在算網融合的新型網絡架構下，無所不在的網絡連接和高度分布式的計算節點作為基礎設施，通過服務的自動化部署、業務的最優路由和負載均衡，構建可以感知全網算力的全新算力網絡基礎設施，保證

81、網絡能夠按需、實時調度不同位置的計算資源，提高網絡和計算資源利用率，進一步提升用戶體驗，從而實現網絡無所不達，算力無處不在，智能無所不及的愿景。與在傳統網絡中基于鏈路度量值進行路徑計算的網絡路由協議類似，在算力網絡中，基于算力度量值來完成路徑的計算，而算力度量值來源于全網計算資源信息及網絡鏈路的帶寬、時延、抖動等指標。在電信承載網中，為實現計算資源信息及鏈路指標的全網同步，每個路由器負責本地計算資源信息及相關聯鏈路指標的獲取，并加載在網絡層協議報文中進行全網同步。在完成全網信息同步后，每個路由器完成全網拓撲的計算，并生成服務路由信息表，用以支持算力網絡服務報文的轉發。在算力網絡中，為達到上述目

82、的，網絡設備必須具備相應的算力路由計算能力。算力路由技術包含兩個層面的含義，一是網絡如何知道算力資源的分布情況，這包括網絡設備對算力資源的感知，以及網絡設備之間的算力資源信息的交互；二是網絡設備如何利用對算力資源分布情況的掌握完成路由決策，并將用戶的需求調度到其所需要的服務所在的算力資源中去。在算力網絡中，一般可以通過距離算力資源池最近的網絡設備負責算力資源信息的收集，不同的網絡設備之間通過某種方式完成信息的共享，這種共享可以通過擴展協議的方式來實現。為實現算力資源信息在網絡上的共享，需要借助通信報文作為載體完成信息的傳遞，算力資源信息以一定的規則編碼寫入通信報文中，然后按照特定的協議在網絡設

83、備間完成交互。如果各個網絡設備之間的地位是對等的，它們只負責自身能夠搜集的算力資源信息并進行分享，域內所有對等的網絡設備都會根據搜集后的完整信息以自己為根進行算力路由計算，那么這種實現方式稱之為分布式；如果有一臺網絡設備負責集中搜集算力資源信息并獨立完成算力路由計算后，再將路由決策信息發送給其它網絡設備，那么這種實現方式稱之為集中式，這臺負責集中收集信息的網絡設備就是網絡控制器。31IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group在電信承載網中，承載算力資源信息的通信協議可以位于網絡層之上（包括網絡層）的任意層，以網絡層協議為基礎，將算力資源信息基于網絡層報

84、文進行轉發，即可以采用將算力資源信息在 IGP 或者 BGP 協議中攜帶的方案，通過在網絡協議形成的鄰居之間進行信息交互，完成信息共享；也可以采用 C/S 的模式，將算力資源信息以 Yaml 文件或者私有實現等方式進行點到點傳遞。目前較為常用的計算優先網絡協議（Computing First Network，CFN）主要采用路由協議報文中通過擴展字節信息的方式攜帶算力資源信息，將網絡中計算節點的負載情況實時向全網進行擴散。算力網絡通過將算力資源進行整合，以服務的形式為用戶提供算力，相同的服務有可能在不同的計算資源中以不同服務實例的方式存在，而對于用戶來說，只需要向網絡提出服務需求，不必了解服務

85、實例所處的物理位置。在算力網絡中接收用戶服務需求信息的設備，稱之為業務網關，業務網關應該具備將服務需求映射為服務實例的能力，而對于相同服務需求的不同服務實例，業務網關也能夠根據網絡情況和承載服務實例的算力資源情況，應用不同的調度策略，將用戶服務需求調度給合適的服務實例，這可以通過動態任播技術來實現。32IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group第五章 6G 算網一體發展建議與展望隨著云計算、大數據、人工智能等技術的快速發展，算力網絡已經成為高性能計算和大數據處理的重要手段。為了進一步推動算力網絡的發展，以下是一些建議和展望：（1）強化算力網絡與云計算、

86、大數據、人工智能等技術的融合，實現算網一體化。以云計算為代表的新型 IT 技術已經成為全球 IT 產業發展的重要分支，而算力網絡則是云計算的重要基礎，因此算力網絡與云計算、大數據、人工智能等技術的深度融合，有利于推動新型 IT 技術的發展，同時也可以加速算力網絡的發展；（2）加強算力網絡的性能優化，提高系統的計算效率和可靠性。算力網絡的核心是高性能計算，因此需要不斷優化系統性能，同時提高計算效率和可靠性。這可以通過優化算法、加速計算速度、優化網絡連接等手段來實現；（3）開展大規模的算力網絡應用，推動其在各個領域的應用。盡管算力網絡已經在科學計算、金融計算、氣象預報等領域得到了廣泛應用，但仍然有

87、很大的發展空間。未來需要深入了解各個領域的需求，并根據需求進行算力網絡的優化和應用；（4）建立算力網絡的規范化體系，推動算力網絡標準化進程。標準化是推動技術發展的重要手段，可以將算力網絡的各個方面進行規范化，從而推動算力網絡的應用和發展?？傊?，算力網絡作為實現高性能計算和大數據處理的重要手段，具有廣闊的應用前景。需要加強算力網絡與新型 IT 技術的融合，強化算力網絡的性能優化，推動算力網絡在各個領域的應用。其中，算網一體是未來網絡技術的發展方向之一，它將計算和網絡融合在一起，形成一個統一的、可編程的、可管理的網絡和計算資源池。未來網絡將在提供超低時延、超高通量帶寬、超大規模連接等基礎能力的同時

88、，需要更加緊密地與應用服務融合，以應用服務為中心的網絡將成為未來網絡的主流。面向算網一體演進的未來網絡設計原則需要順應IP網絡的發展歷史和趨勢，同時考慮自頂向下、演進與變革共存、融合創新等原則。因此，未來算網一體發展應該注重以下幾個方面：33IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group積極布局算網融合政策體系；加強算力網絡建設，推動算力和網絡融合；加強算力網絡安全保障；加強算力網絡標準化工作。34IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group參考文獻1 6G 網絡架構愿景與關鍵技術白皮書IMT-2030 6G 推進組

89、 2021 年。2 中國移動 6G 網絡架構技術白皮書 中國移動 2022 年。3 2030+網絡架構展望白皮書中國移動 2020 年。4 21-1-報告采納-6G 總體愿景及潛在關鍵技術白皮書IMT-2030 6G 推進組2021 年。5 2030+技術趨勢白皮書 中國移動 2020 年。6 全球 6G 發展綜述劉珊、黃蓉、王友祥，郵電設計技術2021 年 3 月。7 在網計算技術需求及架構設計研究報告中國通信標準化協會.R.2022年。8 東數西算與算力網絡 中國聯通 2023 年。9 面向智能機器通信的語義信息刻畫及度量 馬楠、宋孟書、劉宜明、董辰，北京郵電大學學報,2022,45(6)

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94、cent contributions to the mathematical theory ofcommunication.ETC:A Review of General Semantics,1953,10:261281.36IMT-2030(6G)推進組IMT-2030(6G)Promotion Group貢獻單位序號序號主要貢獻單位主要貢獻單位1中國聯合網絡通信有限公司2中國移動通信集團有限公司3中國電信集團有限公司4華為技術有限公司5中興通訊股份有限公司6維沃移動通信有限公司7上海諾基亞貝爾股份有限公司8北京郵電大學聯系方式郵箱：COPYRIGHT2023 IMT-2030(6G)PROMOTION GROUP.ALL RIGHTS RESERVED.