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高通量数据网架构及关键技术白皮书
背景
1.1 算存运三力协同促进数字经济繁荣
- 政策支持：《“十四五”数字经济发展规划》提出，到2025年，数字经济核心产业增加值占GDP比重将达到10%。
- 发展基础：我国数据资源规模快速增长，2022年数据产量达8.1ZB，同比增长22.7%，位列全球第二。
1.2 海量数据迁移新需求
- 东数西算：优化数据中心布局，实现东西部资源供需合理匹配，支持高质量发展。
- 超智算承载：承载大规模视频渲染和AI训练需求，数据传输面临高带宽、大容量挑战。
高通量数据网基本概念
- 定义：高通量数据网专为解决大规模数据快速处理和传输需求设计，适用于科研、云计算、大数据处理等领域。
- 目标：
- 有效带宽最大化：利用网络带宽潮汐特征和多路径能力，提升网络总吞吐量。
- 传输效率最大化：优化网络层、传输层和应用层，提高端到端传输效率。
- 网络丢包最小化：通过技术手段减少网络丢包，保障传输质量。
- 现网影响最小化：确保新型算力业务发展的同时，不影响现有网络业务。
高通量数据网架构
基础设施层
- 应用终端：支持高效数据传输的应用终端设备。
- 承载网：具备高带宽、低延迟特性的网络基础设施。
- 算力中心：提供强大计算能力的数据中心。
高通量协议层
- 高通量网络协议：优化网络数据传输效率。
- 高通量传输协议：适应大带宽、高数据量传输需求。
- 高通量应用算法：优化数据处理流程，提高传输速度。
高通量管控层
- 端侧管控：优化终端设备性能，提升数据传输效率。
- 网侧管控：智能调度网络资源，实现高效数据传输。
- 云侧管控：协调云资源，支持动态调整服务。
服务运营层
- 用户服务订阅：提供定制化服务，满足不同需求。
- 用户操作平台：简化用户操作，提升用户体验。
- 云网信息资源库：集成各类资源信息，支持高效管理。
关键技术
广域流量调度技术
- SRv6网络编程：实现灵活路径规划。
- 广域拥塞感知与控制：优化流量调度，提高网络效率。
智能管控技术
- 可用带宽资源实时感知：动态调整网络资源分配。
- 流量智能调度：自动优化数据传输路径。
传输协议优化技术
- 基于TCP的优化：提升数据传输稳定性与效率。
- 其他传输协议优化：适应特定应用场景需求。
数据智能压缩技术
- 数据压缩技术概述：减少数据传输量。
- 压缩算法选择策略：针对不同类型数据优化算法选择。
数据传输安全保障技术
- 流量按需安全隔离：保护数据传输安全。
- 网络层安全防护：增强网络防御能力。
应用场景
东数西算业务
超智算海量数据传输
科技项目数据汇交
企业数据上云备份与灾备
总结与展望
- 技术创新：持续探索高通量数据网的关键技术，提升数据传输效率。
- 协同优化：加强算力、存力、运力的协同优化，推动数字经济全面发展。
缩略语列表
- ICT: 信息通信技术
- GDP: 国内生产总值
- ZB: 数据量单位，1ZB=10^21字节
- EB: 数据量单位，1EB=10^18字节
参考文献
- [1] "“十四五”数字经济发展规划"
- [2] "数字中国发展报告(2022年)"
- [3] "中国数据存储规模统计"
- [4] "数字基础设施对大数据价值转化的作用"
- [5] "算力、存力、运力一体化协同发展"
- [6]
