中國電信：云網一體信息基礎設施白皮書總冊2023版（29頁）.pdf

《中國電信：云網一體信息基礎設施白皮書總冊2023版（29頁）.pdf》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《中國電信：云網一體信息基礎設施白皮書總冊2023版（29頁）.pdf（29頁珍藏版）》請在三個皮匠報告上搜索。

1、云網一體信息基礎設施白皮書云網一體信息基礎設施白皮書（2023 版）版）中國電信股份有限公司研究院中國電信股份有限公司研究院2023 年年 8 月月版權聲明版權聲明本白皮書版權屬于中國電信股份有限公司研究院及其合作單位所有并受法律保護，任何個人或是組織在轉載、摘編或以其他方式引用本白皮書中的文字、數據、圖片或者觀點時，應注明“來源來源：中國中國電信股份有限公司研究院等電信股份有限公司研究院等”。否則將違反中國有關知識產權的相關法律和法規，對此中國電信股份有限公司研究院有權追究侵權者的相關法律責任。編寫說明編寫說明主要主要編寫單位：編寫單位：（排序不分先后）中國電信股份有限公司研究院主要編寫人員

2、主要編寫人員：（排序不分先后）傅志仁，陸立，雷波，蔣銘，李聰，馬小婷，衛敏，張德智，梁潔，解沖鋒，陳仲華，金嘉亮，翁頤，孫劍平，金凌，馬晨昊，董國珍，鄒潔，藍雙鳳，馬培勇，梁筱斌。I前言隨著數字經濟迅猛發展，新興技術與應用的不斷涌現使得信息技術向經濟社會加速滲透，如何為產業數字化與數字產業化構建一張堅實的信息基礎設施成為業界的研究重點，其中云網融合作為新型數字信息基礎設施的核心特征與重要底座，代表了信息產業發展的未來方向，成為當前“新基建”的重頭戲。云網融合的關鍵在于“融”，而不是云和網的簡單相加。隨著通信技術和信息技術的深度融合，云網融合正處在從協同發展向融合貫通邁進的重要階段，亟待通過虛擬

3、化/云化乃至一體化的技術架構，實現簡潔、敏捷、開放、融合、安全、智能的新型信息基礎設施的資源供給。云網一體信息基礎設施以新型數據中心為核心，融合 5G/6G移動網絡、千兆光網、統一承載、算力網絡等多要素，通過綜合接入網絡、廣域互聯網絡、高性能數據中心網絡各部分彼此獨立演進與按需靈活適配，構建極高融合、極質承載、極智管控、極效互聯的新型基礎設施。云網一體信息基礎設施是加速網絡基礎設施與算力基礎設施融合發展的重要舉措，代表著新型信息基礎設施演進方向。本系列白皮書采用 1+5 的方式發布，其中 1 為云網一體信息基礎設施白皮書總冊，5 為領域分冊，包括云網一體信息端局、IP 網絡 3.0技術、新型全

4、光接入技術、IPv6 單棧網絡技術、算力網絡技術與實踐5 個技術領域。通過本系列白皮書，我們系統地論述如何通過網絡技術的系列創新與實踐來促進云網一體信息基礎設施建設。II本白皮書首先從政策驅動、產業催化和技術融合三個維度，深入探討云網一體信息基礎設施的發展趨勢；然后，基于云網一體信息基礎設施的應用場景、技術需求和體系架構，系統闡述以云為核心的云網一體新型網絡基礎設施發展訴求；其次，概括描述云網一體信息基礎設施包含的 IPv6 單棧、IP 業務網、算力網絡等 8 個主要創新方向，為讀者打下扎實的理論基礎；最后，對云網一體將成為推動數字化、智能化和經濟高質量發展的關鍵驅動力進行了展望。本白皮書旨在

5、為未來云網融合的信息基礎設施建設提供有益的參考和啟示，吸引更多研究、工程和產業人員參與相關創新研究、技術攻關和應用落地。讓我們攜手合作，探索創新，共同努力推動云網一體信息基礎設施的繁榮發展，開啟數字化時代的新篇章。III目錄1發展趨勢.11.1政策趨勢：國家層面布局云網融合.11.2產業趨勢：產業數字化推動信息基礎設施升級.31.3技術趨勢：技術融合發展助力云網一體能力建設.52云網一體信息基礎設施需求分析.72.1發展需求.72.2典型場景及技術需求.93云網一體信息基礎設施體系架構.143.1目標能力布局.143.2網絡架構.153.3關鍵特征.164主要創新方向.184.1IPv6 單棧

6、網絡技術.184.2融合邊緣接入技術.194.3面向工控連接架構的工業 PON 技術.194.450G-PON 技術.204.5高性能數據中心網絡技術.204.6面向云網融合的算力網絡技術.214.7IP 業務網技術體系.214.8IP 確定性切片技術.215 未來展望.22參考文獻.2311發展趨勢發展趨勢1.1政策趨勢政策趨勢：國家層面布局云網融合：國家層面布局云網融合作為中國電信“云改數轉”戰略的核心，云網融合自 2016 年提出以來，就受到業界的廣泛關注。所謂云網融合，其實質是通信技術和信息技術深度融合所帶來的信息基礎設施的深刻變革，在發展歷程上要經過協同、融合和一體三個階段，最終使得

7、傳統上相對獨立的云計算資源和網絡設施融合形成一體化供給、一體化運營、一體化服務的體系。云網融合是一個新興的、不斷發展的新概念，無論在技術層面，還是戰略層面都有著豐富的內涵，此部分將對戰略內涵進行較為詳細的介紹。為了響應國家“新基建”的發展號召，推進新型基礎設施建設走深走實，2021 年 5 月，發改委、網信辦、工信部、國家能源局四部委聯合印發全國一體化大數據中心協同創新體系算力樞紐實施方案，明確提出布局全國算力網絡國家樞紐節點，啟動實施“東數西算”工程，構建國家算力網絡體系。東數西算是繼南水北調、西氣東輸、西電東送后的又一國家級資源調配工程。實現東數西算的關鍵，是以算力中心、數據中心、高速網絡

8、為基礎設施，由云計算、大數據以及智能計算為核心技術構建的一體化新型信息基礎底座。云網融合通過“云調網”與“網調云”兩種模式，使得計算和網絡資源不再是2分散自治的狀態，促進任務協同和資源共享，促進跨廣域數據交互效率。從新基建到東數西算，再到云網融合，信息基礎設施融合化趨勢愈加明顯，相關部委、地方政府也積極行動，促進這一政策從宏觀到微觀的落地。2022 年 1 月，國務院發布的“十四五”數字經濟發展規劃明確提出，推進云網協同和算網融合發展、有序推進基礎設施智能升級。2022 年 1 月 27 日，工信部、發改委兩部委聯合發布關于促進云網融合、加快中小城市信息基礎設施建設的通知，通知提出，到 202

9、5 年，東部和中西部及東北大部分地區基本建成覆蓋中小城市的云網基礎設施，實現“千城千兆”和“千城千池”建設目標，即千兆接入能力和云資源池覆蓋超過 1000 個中小城市。2022 年上海市發布新型數據中心“算力浦江”行動計劃（20222024 年），構建“3+1+N”的算力網絡調度體系，力爭率先上線全國首個算力交易平臺，實現全市算力基礎設施的布局地圖。2022 年江蘇省工業和信息化廳印發江蘇省新型數據中心統籌發展實施意見，提出到 2025 年底，全省數據中心機架規模達 70萬標準機架，新型數據中心占比進一步提升，算力算效水平顯著提高，網絡質量明顯優化。同時，北京、山東、浙江等省份也通過相關政策，

10、促進以云網融合為特征的信息基礎設施賦能經濟發展。3云網融合相關政策的密集出臺，充分體現了我國對于推進云網基礎設施建設的高度重視，以及面臨數字經濟高速發展的當下，云網融合作為基礎資源底座的重要性越來越突出。正如柯瑞文董事長在人民日報社人民論壇雜志發表的署名文章指出的，云網融合是科技自立自強的內在要求，是發展數字經濟的堅實支撐，是維護國家信息安全的有效保證1。1.2產業趨勢產業趨勢：產業數字化推動信息基礎設施升級產業數字化推動信息基礎設施升級隨著產業數字化的推進，算力在各行各業的應用范圍得到不斷拓展，已涉足到醫療、教育、科研、就業、社區服務等各方面2。截至2020 年底，遠程醫療協作網覆蓋所有地級

11、市 2.4 萬余家醫療機構，電子社?？ɡ塾嫼灠l 3.6 億張，實現全部地市覆蓋。加大算力基礎設施建設、創建智慧型平安城市，成為數字時代提升居民幸福感及國家整體競爭力的關鍵。最后，隨著數字政府建設加快推進，中央及地方持續投入政務數據中心并建造全國電子數據庫，促使“掌上辦”、“一網通辦”、“異地可辦”、“跨省通辦”加速普及，省級行政許可事項實現網上受理和“最多跑一次”的比例達到 82.13%，極大地推動了算力在政務領域的應用，在提升服務效能的同時最大化節省辦事成本。同時，越來越多的組織和個人加速上云，為算力的高效整合和快速發展奠定了基礎。另外，消費者對以社交、娛樂、購物、健康管理等為代表的數字化服

12、務內容和體驗升級提出愈來愈高的要求，企業對4以實現產品和服務的創新、創建新型的商業模式、為用戶帶來更好的體驗為代表的目標展開持續追求，極大地推動了算力在行業領域的全方位滲透。但受行業數字化轉型成熟度、云滲透率等關鍵因素的影響，不同行業的算力滲透和發展指數不一。整體來看，數字化轉型越高的行業，算力指數也越高。從全球來看，互聯網、制造和金融行業的算力水平排名前三，互聯網行業因其電子商務、游戲、支付、社交等數字化業務以及作為 ICT 基礎設施的服務商是算力需求最大的行業，通過算力加持為用戶提供實時、智能化、沉浸式的服務內容和體驗以及企業上云服務。國內各行業算力應用水平與全球大體一致，互聯網算力占整體

13、算力近 50%份額，緊隨其后的是政府、服務、電信、金融等數字化轉型成熟度較高的傳統行業。未來，隨著行業智能化水平的提高，算力將輻射到現代農業、智能家居、智慧電力等多個不同領域，應用于現代農業中的產品分揀、農作物監測，智能家居中的家庭安保，以及智慧電力中的電力巡檢等場景。整體來看，算力將逐步深入到更多的傳統行業，且從通用場景開始滲透到更多行業特定場景。而作為“數字底座”的云網融合，是產業實現數字化轉型的關鍵技術。作為三大運營商之一的中國電信，是我國建設數字強國、網絡強國的國家隊和中堅力量。在網絡方面，中國電信致力于網絡質量的提升，加快推進全光網 2.0 建設。通過千兆光網融合適配，實現智能業務云

14、網協同，目前中國電信光網已覆蓋全國 345 座城市，超過 5 億用戶單元以及 40 萬行政村3。同時，中國電信通過與中國聯通共建共享，共建立 5G 基站 109.9 萬站，4G 基站 174.4 萬站，大幅提升網5絡能力，帶寬資源從 100M 提升至 200M 實現翻倍，最高速率從1.35Gbps 提升至 3Gbps 實現翻倍。在算力方面，近幾年，中國電信投資每年增長 7%，投資結構持續向數字經濟傾斜，其中天翼云算力規模每年增長 60-80%，算力新基建不斷加碼。目前已完成覆蓋全國的“2+4+31+X+O”的算力布局，“一城一池”覆蓋超過 240 個地級市城市。中國電信充分借助自己的技術和市場

15、優勢，加快構建云網融合為核心的信息化“新基建”，在不斷突破云操作系統、云存儲等核心關鍵技術的基礎上，提供優質的“公私?；臁辈渴鹉Ｊ?，積極拓展應用場景，促進交通、醫療等領域的數字化升級，努力打造共融共贏的產業新樣態，加速助力數字經濟發展。1.3技術趨勢技術趨勢：技術融合發展助力云網一體能力建設技術融合發展助力云網一體能力建設近年來，區塊鏈、大數據、人工智能、云計算、5G 等新一代信息技術層出不窮，從理論到實踐全方位助推新型基礎設施的發展。技術融合發展在這幾年逐漸有跡可循。2022 年爆火的元宇宙，被稱為信息技術的集大成者，如果將元宇宙比作人類的話，那么物聯網技術、顯示交互技術、三維建模技術、實時

16、渲染技術是外在的表現技術，人工智能技術、區塊鏈技術以及網絡和運算技術則是在內部支撐元宇宙動起來的內在技術，尤其是網絡和運算技術可以說是支撐元宇宙的內在骨骼。2023 年突然走紅的 ChatGPT 也離不開多項數字技術的持續創新，例如根據對話上下文生成連貫語言響應的自然語言生成技術，使用 GPU 等硬件進行神經網絡加速計算從而優化推理效率的推理加6速技術，以及防止系統生成有害言論的安全技術等。技術融合的趨勢為云和網的相互促進、相互依賴，為云網一體能力建設打下了堅實基礎。同時，技術融合發展也提升了云網一體能力建設的創新能力。云計算和網絡融合作為前沿的信息技術，具有較高的創新性和應用價值。通過技術融

17、合，可以將二者的優勢結合起來，形成更加強大的創新能力。以人工智能為例，云計算提供了海量數據存儲和處理能力，而網絡融合則提供了快速傳輸和高帶寬的支持，二者相結合能夠推動人工智能在各個領域的廣泛應用。同時，技術融合還能夠促進不同行業之間的交叉創新，例如將云計算和物聯網技術結合，實現智能家居、智慧城市等應用場景的發展。通過技術融合的創新驅動，云網一體能力建設能夠更好地滿足社會需求，推動經濟發展。此外，云網一體能力建設也是信息技術發展的必然要求。目前，以大數據、人工智能為代表的數據處理處理技術正在如火如荼的發展，這可以使網絡更加優化，提供更加智能化、高效的計算支持；區塊鏈、量子安全等新安全技術的出現，

18、也為通信網絡中數據的安全提供更堅實的保障；“萬物皆可入網”正在一步步成為現實，而大規模的存儲空間和并行計算的軟硬件支持，也是走向云網融合及云網一體發展的必然結果。72云網一體信息基礎云網一體信息基礎設施設施需求分析需求分析2.1發展需求發展需求2.1.1探索云網融合本質，推動基礎設施探索云網融合本質，推動基礎設施創新創新全面加強網絡基礎設施和算力基礎設施建設，是數字基礎設施建設的重要部分：在網絡建設方面，要加快 5G 網絡與千兆光網協同建設，深入推進 IPv6 規模部署和應用。在算力基礎設施方面，提出要系統優化算力基礎設施布局，促進東西部算力高效互補和協同聯動，引導通用數據中心、超算中心、智能

19、計算中心、邊緣數據中心等合理梯次布局。在數字中國建設整體布局規劃下，基礎設施亟需進一步深度挖掘信息基礎設施應用潛力，打造融合信息感知、傳輸、存儲、計算、處理等功能為一體的智能化、綜合化基礎設施。然而，打通信息基礎設施大動脈，并不是簡單地將以云計算、邊緣計算等為代表的計算資源和以 4G/5G、光網絡、互聯網等為代表的網絡資源拼接在一起，而是通過新技術變革，使具有不同特征與不同路徑的兩類信息技術互相滲透、互相影響，最終實現網絡基礎設施與算力基礎設施的深度融合與創新，從而為數字化轉型奠定堅實、安全的基石。2.1.2開發云網融合產品，打造示范應用標桿開發云網融合產品，打造示范應用標桿我國經濟正處在由高

20、速增長向高質量發展的轉換期，亟需從多個8維度強化信息網絡和實體產業的融合，借助信息通信的信息化、數字化、智能化力量來賦能實體經濟，實現轉型升級。例如，作為新一代信息通信技術與工業經濟深度融合的產物，工業互聯網集關鍵基礎設施、全新產業生態和新型應用模式于一身，體現了互聯網從消費領域向工業領域拓展的變革力量，是促進產業轉型升級、發展數字經濟的重要著力點。新一代信息通信技術對制造業的賦能作用日益凸顯，持續推動數字化技術與工業制造業融合，以數據要素助力制造業高質量發展。隨著融合應用日趨活躍與產業生態穩步壯大，通信網絡應重點面向數字經濟、數字政府、數字社會發展需求，以信息網絡為入口、數字平臺為支撐、數據

21、融通為核心、智能應用為關鍵、輕量服務為特色，進行通信網絡商業化規?；瘧?。因此，未來需要穩步推進融合型信息基礎設施建設，優化網絡互聯架構，強化通信網絡供給能力，優化算力資源統一調度，推進數據中心有序布局和科學發展，持續做大行業應用規模，做優行業典型應用生態，促進數字經濟發展。2.1.3加速基礎設施加速基礎設施云化云化，賦能新型業務發展，賦能新型業務發展隨著新一代網絡、云計算、大數據、人工智能等技術的不斷發展成熟，遠程醫療、擴展現實（XR）、全息通信、數字孿生等新型業務不斷涌現。其中，云化 XR 借助云技術，實現內容上云、渲染上云、空間計算上云，顯著降低 XR 終端設備的計算負荷和能耗。輕量化、

22、智能化的 XR 終端設備，有助于賦能商貿創意、工業生產、文化娛樂、9教育培訓、醫療健康等領域，實現商業化。全息通信不僅需要高速率、廣連接、低時延網絡支撐，實現信息的實時傳輸與端到端體驗保障；而且需要大量的算力調度，進行數據壓縮、傳輸、復原、渲染等流程處理，實現人、物及其周邊環境的三維動態交互，給用戶帶來身臨其境般的極致沉浸感體驗。新興業務服務由于多種智能化技術的加持，需要網絡具備更多的可擴展性、移動性、安全性、能耗、服務質量以及可靠性。然而，現有的互聯網設計是網絡的簡單轉發，智能在云或邊緣，網絡無感知、無認知、無自我解釋能力。通信網絡需要打破傳統網絡剛性架構，不斷深化云為核心、網為基礎、網隨云

23、動、云網一體的基礎設施改革，以承載更多樣的業務、更高的上下行流量。同時，信息基礎設施不斷通過更深層次的云化技術向著融合化方向演進，從而在服務靈活性和業務適應性上滿足多樣化業務需求，提升業務體驗，賦能更多場景的產業應用，并自然適應未來新業務的復雜不確定演進。2.2典型場景典型場景及技術需求及技術需求2.2.1云邊端協同場景云邊端協同場景隨著 5G、云計算等技術的發展，以及園區網應用需求的增多，當前園區網形式已由傳統的單一網絡演變為多張網并存形式。當前常見的園區主要有工業園區網、校園園區網、企業園區網等，同時園區存在有線接入、無線 Wi-Fi 接入、無線 4G/5G 接入等多種接入方式共10存的現

24、狀。園區網多張網割裂主要存在以下痛點問題：網絡獨立建設，統一運維管理難：WiFi 和有線網絡通常歸屬企業建設和管理，數據出口在園區本地；蜂窩網絡歸屬運營商建設和管理，數據出口在 UPF 網元。每種網絡的組網架構不同，建設和運維各自黑盒，導致園區網絡建設分散、網運維管理復雜，存在重復投資的問題。技術體系各異，可擴展性差：各種接入方式使用不同的協議棧設計，轉發面和控制面分屬不同的技術體系，基礎設施層面不統一。各接入網在覆蓋上存在一定的互補性，但限于網絡體系的差異性和獨立性，園區網存在可擴展性差問題，無法滿足日益增長的網絡業務需求。鑒權體系隔離，安全有待提升：蜂窩網在鑒權的安全性方面遠超WiFi，由

25、于各網絡之間的鑒權體系暫時無法打通，園區網無法使用蜂窩網更安全的鑒權體系。多種網絡接入鑒權方式和企業自有鑒權亟待統一，以提升園區網接入安全。IP 地址管理獨立，靈活性不足：WiFi 和蜂窩網有各自的地址分配流程，同一區域的用戶在不同接入方式下的地址不能互通，企業不能使用統一的地址分配和安全策略，難以滿足多樣化設備靈活性接入需求。園區網作為為最后一公里的接入網，辦公設備，生產設備，監控設備，移動設備等都需要快速的接入園區網，接入側不能成為瓶頸。為滿足園區用戶多種接入模式的互聯互通需求，實現多類型設備快速11接入園區網，接入側面臨固定和移動網絡無縫傳輸的挑戰?，F有接入方案已經實現了轉發平面和控制平

26、面的解耦，并對數據管理功能、移動性管理、會話管理功能、用戶平面功能等統一功能進行抽象處理。然而，各接入方式彼此獨立，擁有單獨的控制面和轉發面，難以滿足泛在終端動態靈活接入。為了提升資源的利用率，實現設備到網絡層面的無縫連接，園區網絡亟需通過云邊端協同滿足園區用戶的靈活可達、可管可控、終端無界接入需求，并實現網絡能力的按需構建、網絡運維及服務的自動化，達到降本增效的目的。2.2.2確定性云網場景確定性云網場景隨著自動駕駛、遠程醫療、工業物聯網、全息通信等新興業務種類的增多，各類業務對于網絡提出了確定性承載的需求，確定性體現在時延、抖動、帶寬能力以及網絡高可靠性的端到端服務。在智慧醫療的應用場景中

27、，各類業務對網絡帶寬和時延都提出了不同的要求，最大帶寬要求達到 50Mbps/用戶，最嚴格的單向時延要求達到 510ms。智慧醫療場景大多都對時延、帶寬以及路徑確定性提出了一定要求。在遠程工業閉環控制場景中，需要網絡提供超低端到端時延及抖動的控制能力。例如 PLC 遠程控制的端到端時延在車間級設備內和設備間要分別控制在 1ms 和 10ms，抖動小于 100us，可靠性大于 99.999%。在工業機器視覺質檢的場景中，該場景屬于大上行、帶寬敏感型12場景，承載網絡要提供單機器視覺網元大于 50Mbps 上行帶寬，小于 10ms 時延的網絡傳輸能力。同時后端系統的反饋也存在帶寬大于 1Mbps，

28、時延小于 100ms 的網絡需求。2.2.3算力協同場景算力協同場景算力進入多樣化時代，算力資源從集中的部署方式走向多級化，呈現出多樣化、泛在化、服務化特征。隨著云計算進入普惠發展期，以及邊緣計算需求的激增與物聯網技術的成熟，多級多樣算力協同成為算力基礎設施演進的重要方向。多級算力整合與多維資源聯合編排：算力網絡技術首先需要通過解決多級算力整合與算網多維資源的聯合編排，各大運營商、通信類廠商都在針對算力度量、算力標識、算力感知、算力路由等技術開展研究，希望通過抽象整合基礎設施層的各類資源，為用戶的上層應用提供保障。統一的資源供給機制：抽象后的資源如何為用戶提供算力服務，是提升算力網絡服務便捷性

29、的關鍵一環。通過構建以用戶需求為核心的算力網絡交易平臺，解析各類應用對算力的需求并為其匹配最佳資源方案，形成統一的資源供給機制。算力協同實施方案：為了滿足服務普惠性需求，算力網絡技術在實際部署層面，主要有集中式部署、分布式部署和混合式部署三種方案。集中式部署方案基于編排管理平臺集中收錄資源信息，分布式部署方案借助 IP 路由協議進行資源信息的收集與分發，混13合式部署方案采用分布式資源信息收集、集中式資源交易調度，滿足用戶需求。2.2.4大模型訓練場景大模型訓練場景隨著 ChatGPT 的火爆出圈，大模型受到了廣泛關注，有望顛覆搜索行業，賦能智能客服、游戲、虛擬人等領域。AI 正在逐漸成為新時

30、代的新生產力。然而，大模型的性能與模型參數規模息息相關，模型參數規模越大，模型學習精度越高。大模型規模已達到千億級別，數據中心組網亟待突破計算、存儲、通信等多方面的限制，實現超大規模組網、超高帶寬、超低時延、超長穩定等需求。超大規模組網：在大模型時代，AI 應用計算量呈幾何級數增長，算法模型向巨量化發展。隨著模型規模的不斷增長與數據量的劇增，訓練任務往往需要千卡、萬卡協作完成。因此，數據中心組網應支持數千/萬卡 GPU 集群的超大規模高速互聯。超高帶寬：大模型訓練需在不同的網卡之間傳輸大量參數、梯度信息，例如模型并行產生的 AllReduce 集合通信數據量將達到百GB 級別，這對數據中心網絡

31、的單端口帶寬、節點間的可用鏈路數量及網絡總帶寬提出了更高要求。超低時延：受傳統計算存儲分離架構的影響，大模型訓練時頻繁的數據讀取、計算、存儲，以及網絡協議多次握手的方式等，導致時延成為影響大模型訓練的主要性能瓶頸。如何滿足低時延、高吞吐的機間通信，提升 GPU 有效計算時間占比，對于提升大模14型訓練效率具有重要意義。超長穩定：大規模訓練往往需要數千 GPU 組成的集群，隨著網絡設備數量的不斷增多，如何維持超大規?；ヂ摼W絡長時間的穩定性，成為大規模訓練場景面臨的重要挑戰。3云網一體信息基礎設施體系架構云網一體信息基礎設施體系架構3.1目標能力布局目標能力布局在網絡與計算技術的聯合推動下，云網融

32、合經歷了從 1.0 階段的云網協同，到 2.0 階段的網隨云動,以及正在步入集成數據中心、網、算力、云、大數據、AI、安全、綠色多種要素的云網一體全新階段。在云網一體階段，將推進更大范圍、更深層次、更新范式的融合，從而達到一體化供給、一體化運營并提供一體化的服務。資源一體化供給是實現云網融合的堅實底座，網絡基礎設施需要進一步向智能化、綜合化方向發展，為多樣性業務提供敏捷智能、安全高效、綠色低碳的一體化資源供給，并自適應未來復雜不確定性新業務。在技術層面，網絡技術與計算技術之間互相借鑒，傳統網絡正在逐步由封閉式轉向解耦，借助基于云計算、邊緣計算的云化網元成為構建網絡的核心元素。另一方面，網絡技術

33、與信息技術進一步融合，通過引入 AI、大數據等技術網絡運維效率和準確性進一步增強。資源一體化管控是實現云網融合更深層次的體現，通過對云網資15源的統一抽象封裝與編排管理，將底層基礎設施抽象為通用的能力與服務，實現云網資源的一體化管理、調度與部署。一體化管控需實現云網資源的統一管理、統一呈現、統一調配。云資源和網絡資源從源頭上打破系統分立的煙囪，將云和網的資源均在統一的管理體系中實時、高效、準確地提供。服務的一體化提供是云網融合的對外展現，通過云和網業務的統一訂購、集成和交付，并提供匹配的云網確定性保障實現融合化服務。隨著技術、管控等層面的融合發展，通過一體化管控調度可實現對于云網服務能力靈活的

34、調用組裝，形成面向不同行業、不同用戶需求的定制網云網融合服務并形成一體化資源供給服務體系，為客戶提供“不可拆分”的云網融合產品。3.2網絡架構網絡架構未來將構建以云為核心的云網一體新型網絡基礎設施，其可劃分為綜合接入網絡、廣域互聯網絡、高性能數據中心網絡三部分，網絡基礎設施應具備以下核心能力。終端靈活安全接入：隨著新型云網融合業務種類的增加，多樣性接入方式進一步加劇了網絡冗雜程度。網絡基礎設施亟需打通多種接入模式間的壁壘，根據業務需求進行差異化云網資源配置，為泛在終端提供無地址約束、敏捷高效、安全可信的接入服務。廣域可靠高效承載：隨著各類應用服務上云進程的加快，網絡應按需提供端到端差異化確定性

35、承載服務。例如，與云監工、訂餐16等娛樂性服務業務相比，遠程醫療、遠程教育等時延敏感性業務要求網絡提供更低時延的確定性承載。數據中心高效轉發：網絡帶寬的不斷增長導致海量數據轉發將占用大量的 CPU 算力資源，這嚴重制約了數據中心網絡的轉發能力。未來數據中心網絡將朝著高性能、高規格、高智能、高能效、高安全的方向演進，具體表現在算力規模與密度逐步提高，低延遲和零丟包的高速轉發能力不斷增強，并加快推動數據中心綠色低碳發展。圖 1 云網一體信息基礎設施架構3.3關鍵特征關鍵特征隨著數字化時代的到來，現有云網分離的傳統架構已無法滿足數字經濟蓬勃發展帶來的一體化云網服務需求。云網一體基礎設施是信息通信技術

36、發展的自然趨勢，是新型數字基礎設施建設的重要組成部分，是推動數字中國建設、數字經濟高質量發展的重要基石。加速建設極高融合、極質承載、極智管控、極效互聯的云網一體基礎設施勢17在必行。（1）極高融合以云為基礎，基于邊緣云打造支持天地一體、固移融合、通感算一體、云化架構等功能的超融合、超廣覆蓋接入網。在數字化時代，信息基礎設施需要支持包括移動、Wifi、光纖、衛星等多種方式接入，滿足泛在終端靈活接入需求。云網一體基礎設施接入網以云為基礎，基于云原生等技術將網元功能提取為原子能力，并基于邊緣云統一承載網元微服務能力，利用可編程方式，根據不同接入類型進行不同的流程編排，按需彈性組裝原子能力模塊，實現服

37、務化重構，為泛在終端接入提供敏捷服務。（2）極質承載以云為抓手，依托 IPv6 統一承載能力，打造云、邊、端全連接的云網一體化確定性承載網。網絡需要感知業務需求和算力資源，為新型互聯網業務提供通信、計算、存儲、算法等多種資源的協同優化配置，因此承載網需要滿足用戶的差異化算力需求與網絡需求。云網一體化基礎設施以云為基礎，借助 IPv6 統一承載能力，打造算網融合的承載網。網絡基于算力路由獲取全域分布式算力信息，當用戶入云時，網絡根據用戶業務需求為用戶分配最優入云路徑，同時基于確定性網絡技術提供云、邊、端全連接的確定性、差異化承載。（3）極智管控以云為核心，深化解耦網絡底座能力，打造云網原子能力統

38、一管18控、業務敏捷開通、精細化運營的智慧化業務控制層。為滿足各種新興業務帶來的新需求，為網絡引入新的業務控制能力，將通用功能抽象化形成單獨微服務。業務控制層可根據各業務場景按需，進行不同的流程編排，按需彈性組裝原子能力模塊，實現服務化重構，從而提供有質量保障的端到端業務連接。同時，業務控制層將通過跨域網絡的全程全網運營管理提供自動化的開通、故障定位和排除等功能，實現網絡操作整體閉環。（4）極效互聯以云為根本，融合光通信技術，打造無損超寬聯接、高效互聯、智能運維、綠色低碳的數據中心網絡。數據中心網絡已發展為池化硬件資源云化的環境，進一步基于軟件定義技術、虛擬化技術，打造高規格、高性能、高智能和

39、高能效的無損網絡，滿足 AI 大模型的大規模、高帶寬、低時延、零丟包通信需求。同時，利用全光網技術，實現光傳輸設備直連云底層基礎設施，通過光層直達有效減少背對背節點，打造架構扁平化、調度全光化、運維智能化、端到端智能可控的全光云間網絡。4主要創新方向主要創新方向4.1IPv6 單棧單棧網絡技術網絡技術在云網融合的背景下，未來將基于 IPv6 承載技術構建全 IPv6 承載網絡，全 IPv6 承載網絡是指網絡逐步采用統一的 IPv6 單協議棧，19并且結合 SRv6 等增強型技術實現端到端 IPv6 智能性，全面支持基于IPv6 的安全管控，打造無地址約束、可溯源、高可信、富創新空間的云網融合堅

40、實底座。隨著 IPv6 的規模應用，網絡從雙棧向 IPv6 單棧演進的趨勢日益明顯，IPv6 單棧網絡的部署已經成為新的階段性重要目標。IPv6 單棧是網絡架構和能力的全新變化，其目的是構建極簡、智能、安全、綠色的新型網絡，從而構建云網一體的基礎設施的統一底座。4.2融合邊緣接入技術融合邊緣接入技術傳統網絡端局在通信網絡中起著關鍵作用，負責用戶接入、數據傳輸和服務支持等任務不同類型的通信網絡可能有不同形式和實現方式的網絡端局。近年來隨著網絡邊緣云化和算力網絡技術的發展，傳統網絡端局也將進一步發展，在端局節點中引入新型架構與技術，從而形成超融合的信息端局，從而支持多接入方式融合的泛在接入方式，為

41、用戶提供空、天、地一體化的寬帶接入服務以及云網數智安一體化綜合服務。4.3面向工控連接架構的工業面向工控連接架構的工業 PON 技術技術相比傳統公眾接入場景，工業應用場景對于有線接入網絡的性能提出了更高的要求，主要包括更好的確定性（確定性時延、抖動和可靠性）以及更高的傳輸帶寬需求。為滿足工業應用需求，現有工業PON 技術需要將 PON 融入到工業連接架構和系統中，并通過突破傳20統時分復用上行機制的固有時延抖動限制，提供確定性網絡傳輸能力，為工業客戶提供一整套普適化、高性能、自主可控、智能化的新型高性能工業 PON 光網絡基礎設施，可以實現工業企業各類業務的確定性融合接入能力，助力工業企業向智

42、能制造轉型升級。4.450G-PON 技術技術光纖接入網絡作為接入網絡中的重要組成部分，是連接數字基礎設施和終端設備的關鍵手段，賦能更高品質的數字生活、更加智能的數字經濟和更為高效的城市運營。目前千兆全光接入網主要采用 10GPON 技術，千兆的部署將高速、穩定的光連接延伸到了千行百業。光纖接入網絡技術也在以明確的代際節奏不斷演進，50G-PON 是實現“萬兆”光接入網絡底座的關鍵技術，也是保障運營商超大規模10G PON 網絡可持續演進，并為公眾用戶持續提供更高速寬帶接入能力的核心技術。4.5高性能數據中心網絡高性能數據中心網絡技術技術新型數據中心是信息基礎設施中的重要組成部分，同時 AI

43、大模型對于數據中心網絡提出了大規模、高帶寬、低時延、零丟包的需求。未來高性能數據中心網絡呈現高密化、規?；内厔?，向高規格、高性能、高智能和高能效、高安全的方向演進。未來需要在數據中心引入新型組網架構、新型通信協議、新型管控等技術從而實現網絡性能的提升，從而充分發揮云網邊端優勢，為新技術、新業態、新服務的21演進帶來新一波創新動力。4.6面向云網融合的算力網絡技術面向云網融合的算力網絡技術算力資源分布在網絡的不同層次、不同地域，以不同的方式供給，同時算力資源分布不均衡，供需關系不對等。算力網絡作為云網融合下的一種關鍵技術，以網絡為中心實現多維要素的聚合，為客戶提供算力資源一體化服務，徹底打破云

44、網邊界，真正實現云網一體。算力網絡的發展目標是將算力與網絡資源信息有機結合，打通算力資源之間、算力資源與算力需求之間的通道，將算力連接成網，最終構建開放、高資源利用率、高能效的計算基礎設施，從而實現算力資源共享，為不同類型的用戶提供綜合算力服務。4.7IP 業務網技術體系業務網技術體系目前的 IP 網絡對于網絡能力和資源缺乏有效的精細化運營調度和業務化供給手段，導致難以滿足未來業務的精準承載需求，同時面臨著網絡管道化、低值化的問題。精細化業務運營需要網絡更加智能化，包括可對業務進行識別及尋址、承載管道可隨建隨拆、可差異化保障等。為了使承載網實現新型業務控制能力，亟需引入業務網體系實現對 IP

45、網絡的全程全網運營管理，進一步繁榮行業生態。4.8IP 確定性切片確定性切片技術技術為了在同一張網絡上滿足不同業務的差異化需求，網絡切片的理22念應運而生。通過網絡切片，使得運營商能夠在一個通用的物理網絡之上構建多個專用的、虛擬化的、互相隔離的邏輯網絡，來滿足不同行業對網絡連接、資源及其他功能的差異化要求。原有承載網絡僅支持基于 FlexE 的 5G 大顆粒硬切片，無法為客戶提供租戶級切片業務。確定性顆粒切片技術是通過轉發面引入網絡切片標識 Slice ID，各轉發節點提前預留各切片專屬的帶寬、隊列組等轉發資源，從而可以提供租戶級端到端的資源隔離保證，更好地滿足 5G+垂直行業、政企專線、云網

46、業務等應用場景對網絡的新需求。5 未來展望未來展望伴隨科技進步和應用創新的加速，云網一體作為云網融合的最高階段，將成為推動數字化、智能化和經濟高質量發展的關鍵驅動力。首先，云網一體將進一步提升算力資源的功能和性能。算力將通過更高效的數據存儲、處理和分析方式，支持更大規模的應用場景和業務需求。未來的算力技術將實現更低延遲、更高的并發處理能力，以滿足對實時互動、大規模數據處理和復雜計算任務的需求。同時，算力供應商將積極引入人工智能和機器學習等技術，提供更智能化、個性化的算力服務，為用戶提供更好的體驗和價值。其次，云網一體將推動網絡資源的發展和應用。網絡中連接的設備數量將持續增加，而云網一體的技術將

47、進一步提升網絡的可擴展性和安全性。通過算力的支持，網絡設備可以更加高效地收集、傳輸和23處理數據，實現對物理世界的監控和智能化管理。未來的網絡將更加智能、自適應和互聯互通，為各行業創造新的商業模式和服務。最后，云網一體將催生更強大的智能化應用。通過算力提供的彈性存儲和計算資源，大數據分析將能夠更好地挖掘數據背后的價值，并為決策提供更準確的指導。同時，人工智能算法的訓練和推理也將借助云網一體，實現更高效、規模更大的計算。這將進一步推動人工智能在智能交通、醫療診斷、智能制造等領域的應用，為社會帶來更多的便利和效益。參考文獻1 柯瑞文.立足科技自立自強 全面推進云網融合.人民論壇，20212 李正茂，雷波等.云網融合：算力時代的數字信息基礎設施.北京：中信出版社，2022.3 秦旭，陳昕，鄒昭.運營商千兆光網業務發展思考.通信世界,2023.