段晓东:从互联网到算力网络，打造新型信息基础设施

从互联网到算力网络，打造新型信息基础设施 主讲人：段晓东 2023/07/06 通信网络正加速向新型信息通信网络演变 通信网络新型信息通信网络 网络为核心的信息交换 提供语音、短信、移动宽带等通信服务 算力为核心的信息数据处理 提供计算、感知、智能、安全等一体化的新一代信息通信服务 架构范式 技术范式 资源范式 产业范式 2 发挥信息的关键驱动作用，中国移动面向“连算能”全向发展 面对新形势、新要求，中国移动锚定“世界一流信息服务科技创新公司”新定位，系统打造 以“5G+算力网络+智慧中台”为重点的新型信息基础设施，创新构建“连接+算力+能力”新型信息服务体系 5G 连接 算力网络 智慧中台 算力 能力 新型信息基础设施 新型信息服务体系 3 互联网进入算网融合发展新阶段 的算力网络新阶段 互联网历经IPv4/MPLS、IPv6/SRv6/G-SRv6发展阶段，网络能力从尽力而为向低时延、高可靠、确定性提升；数字经济的发展推动网络从连接算力向感知、承载算力演进，逐步进入算网一体 二阶段：IPv6/SRv6/G-SRv6 一阶段：IPv4/MPLS 尽力而为带宽共享 海量地址低时延 算为中心网为根基 三阶段：算力网络 质量保障综合承载 万物互联高可靠 多要素融合一体化服务 ——PartI—— 构建IPv6/IPv6+互联网基础底座 5 以移动网同步发展为特色，实现IPv6从研究实验到规模商用的跨越 牵头IPv6技术创新 实现IPv6规模部署 牵头提出移动网络IPv6过渡场景、架构和解决方案，有效 推动移动互联网的IPv6过渡 过渡牵头全球移动网络的IPv6标准与架构，推动3GPP和IETF联 架构合召开IPv6国际峰会，在3GPP发布首个移动网IPv6过渡指导报告-TR23.975 过渡自主研发IPv6过渡技术，实现IPv6网络兼容IPv4应用，在 技术IETF发布RFC6535等标准，并在Android4.1以上版本集成 应用 创新以“LTE、VoLTE和应用”三大抓手，突破移动互联网IPv6用户发展和流量牵引的难题 3G起步，4G同步，5G内生，建成全球最大规模的IPv6网络 网络核心网、承载网及全部网管、安全、DNS系统100%支持 设施IPv6 互联23个骨干直联点100%支持、国内互通带宽29.4T、国际互 互通通带宽4.6T 用户全网IPv6活跃连接数9.52亿、移动网络IPv6流量占比53.6% 流量、固定网络IPv6流量占比17.7% 应用331个IDC、618个CDN节点、200+个移动云产品、30个云资 设施源池100%支持IPv6 6 抓住产业数字化升级契机，构筑IPv6+技术创新体系 产业数字化和数字产业化升级推动网络持续迭代，中国移动从基础协议、业务保障和应用创新三个层 次出发，全面构建IPv6+创新技术体系，助力网络实现从带宽要素向确定性保障多维要素升级演进 协议体系 持续创新 协议体系当前进展 Level3：应用创新Level2：业务保障 Level1：基础协议 围绕G-SRv6构筑国际标准体系，助力我公司在IETF贡献度跃居全球运营商首位、全球所有公司第5 7 1.11原创提出G-SRv6技术，引领国际标准发展 压缩冗余前缀 利用IPv6地址格式规律 ，压缩后的G-SID仅含不同部分，解决SRv6封装效率低问题 二维指针定位 解决压缩SID索引技术难题，降低转发硬件实现复杂度 多长度SID混编 压缩SID和原生SID使用统一128bitG-SID容器承载，解决与原生SRv6兼容的难题 COC压缩标记 标记下一个SID是否压缩，解决转发联动问题 G-SRv6彻底解决SRv6开销问题，成为IETFSRv6基础标准之一，是我国在IP领域少有的基础协议突破 原创提出G-SRv6基础帧格式和转发机制，成为新一代IP网络SRv6的核心技术 围绕G-SRv6发布或立项10余项RFC，引领国际标准发展 2019年11月 IETF106次会议 2019-2020年 2020年7月IETF108次会议 2020-2021年IETF109、110、111次会议 2022年2月 率先提出SRv6头压缩的需求文稿 与思科团队形成共同框架文稿C-SID 成立头压缩设计组，并担任主席 经历多轮技术方案讨论，主导推动头压缩标准制定 G-SRv6核心方案被IETF采纳，成功立项 1.2构建G-SRv6完整产业链，全面实现规模应用 形成包括芯片、设备、控制器、测试仪表在内的全面的G-SRv6产业链，并在中国移动实现规模部署 ，全球多家运营商计划引入 芯片 设备 链 控制器 测试仪 产业推进 10+主要厂商 形成包括芯片、设备、控制器、测试仪表在内的全面的G-SRv6产业链，形成百亿级的产业 中国移动实现规模部署，并在海外南非MTN、伊拉克Asiacell等商用，成为国际主流标准 规模 部署 入云网络 SPN IP城域 智享WAN OTN 云间网络 云专网 云资源池 区域中心云 省级中心云 边缘云 OTN 1000+IP骨干路由器 30万+5G回传设备9 2.打造智享WAN算网服务平台，成为SD-WAN新方向 智享WAN是基于G-SRv6的新一代SD-WAN，围绕应用+安全+网络+算力布局多项创新技术，在BBF主导国际标准立项，自主研发业界首个智享WAN产品，提供连接+算力一体服务 智享WAN统一控制器 应用感知 G-SRv6CPE 接入网 网PE/PoP 云PE/PoP G-SRv6云专网 云 G-SRv6Overlay接入网PE/PoP云PE/PoP 端到端G-SRv6+业务可视、可保障 避繁就简：基于G-SRv6技术，整合Overlay和Underlay网络基础资源，提供算网服务 应用驱动网络 域名应用绑定SLA路径CPE灵活弹性调整策略使能应用级精细化运营 安全可信增强 源路由VPN授权访问源地址路由过滤识别量子随机数增强加密 网络能力开放 Overlay/Underlay资源整合大网网络能力最优利用源地址推导穿越防火墙 算力融合增值 智能融合SRv6业务链安全、加速等增值服务拉通云内+云间新算网 10 ——PartII—— 打造算力网络新型信息基础设施 11 中国移动算力网络发展历程 中国移动深刻把握算力时代发展脉搏，发挥运营商网络领先优势，以网强算提出“算力网络”全新理念。 两年来，继往开来、开拓创新，全力推进算力网络发展 算力网络是以算为中心、网为根基，网、云、数、智、安、边、端、链（ABCDNETS）等深度融合、提供一体化服务的新型信 息基础设施。 提出新概念 杨杰董事长提出 “算力网络”概念与愿景 发布新理念 发布中国移动《算力网络白皮书》和发展倡议 融入新战略 成为“5G+算力网络+能力中台”新型信息基础设施的关键一环 开创新方向 发布《算力网络技术白皮书》，提出十大技术方向 2022.6 打造新平台 启动算力网络试验网CFITI1.0，发布算网服务体系1.0 2022.7 构建新装置 发布《算力网络科技创新成果》，CFITI试验网与中国算力网、中科院信息高铁联合打造科学装置 2022.12 组建新战队 算力网络子链组建14支攻关战队联合攻关产业问题 2023.3 ——中国移动《算力网络白皮书》 2021.8 2021.112022.1 5G 算力智慧 网络中台 12 中国移动算力网络发展情况介绍 中国移动从算网基础设施构建、业务融合创新、创新技术引领三条主线 系统化推进算力网络建设和发展，取得了一系列重大成果 主线一 面向算网基础设施构建 物理空间、逻辑空间、异构空间、多主体算力融通 主线二 面向业务融合创新 实现算网高效协同，支持CHBN业务融合发展，打造算网全新生态 主线三 面向创新技术引领 实现创新技术引领，打造原创技术策源地 “4+N+31+X”布局，1000边缘节点打造20ms、5ms、1ms三级时延圈SRv6/G-SRv6打造统一算网底座 产品算力化和算力产品化发布算网服务1.0 构筑算网大脑 三层两域体系架构提出十大技术发展方向攻关三十二项核心技术 13 算力网络的发展需要持续创新 提升高度 算为中心① 打造算力供给高峰 拓展广度 网为根基② 实现深度融合统一 挖掘深度 多要素融合③ 开创一体化服务④模式 最终实现“网络无所不达、算力无所不在、智能无所不及”的愿景 推动算力成为与水电一样，“一点接入、即取即用”社会级服务 以算为中心①、网为根基②，网、云、数、智、安、边、端、链等深度融合③、提供一体化服务④的新型信息基础设施 14 推动算力网络原创技术发展 中国移动持续强化算力网络技术攻关，构建算力网络核心技术体系，加快推动算力网络原创技术成熟 算力网络核心技术体系 算力网络创新技术突破 新型智算 打造算力高峰 全调度以太算力原生 突破无损以太性能瓶颈实现应用跨架构迁移 算力路由 突破互联网架构协议 在网计算 打破算网边界 移动算力 5G、6G新增计算面 存算一体 突破冯氏架构 广域RDMA 突破广域传输性能瓶颈 算力卸载400G/800G 多算力形态统一底座超高速大容量全光网络 SRv6/G-SRv6 统一IP承载协议 空芯光纤 新型光纤介质与系统 OIF牵头成立全球首个CFN开源社区，IETF主导成立算力路由工作组并担任主席 15 1.1新型智算：打造新型智算中心，发展算力高峰 智能算力将成为未来算力主流，中国移动加快发展智能算力， 以新型智算中心为发力点，打造算力高峰，推动算力网络实现智能跃迁 “芯合”算力原生 跨架构编译器 算力抽象运行时 裸金属实例 异构算力池化 虚拟机实例 容器实例 九天 AI应用使能 智算框架 TesnsorFlow PyTorchPaddlePaddleDeepspeed... 智算运营 编排调度 计量计费 智算原生 ROCm CUDA CANN ... 算力交易 管 能力开放 智算设施 算 FCAPS日志资产 管理管理管理 GPU集群算力存 CPUGPU 多元融合存储 文件对象块 网高速无损网络 高性能 全以太 RoCE 算力存储网络 管理管理管理 智算基建 液冷 整机柜 高效供电 冷却水系统 效 新型智算中心NICC （NewIntelligentComputingCenter） 以GPU、AI加速卡等智能集群算力为核心 集约化建设的E级超大规模新型算力基础设施，软硬件全栈环境，支撑AI大模型的高效训练，支撑行业数智化转型升级 NICC新型智算中心技术体系 16 1.2新型智算：推动五大核心技术升级 面向大模型孵化，“算、存、网、管、效”五大核心技术全面升级， 构建标准统一、技术领先、兼容开放的智算底座 GPU为主，单机8卡，扣卡互联，最高带宽600G 新型智算中心 算 算力以CPU为主，单机双路 NFS、Posix、S3多协议融合，海量非结构化数据 传统云数据中心 存 单一存储协议，结构化数据为主 RoCE高速无损网络，200G/400G 网 普通以太网络，10G/25G GPU池化，算力原生跨架构迁移 管 CPU虚拟化、容器化 风液结合，冷板或浸没液冷，单机柜40KW 效 传统风冷，单机柜7KW 17 2.全调度以太：打造无阻塞新型智算中心网络 全调度以太网突破智算中心网络性能瓶颈，打造无阻塞、高带宽及超低时延的新型智算中心网络， 构建标准开放技术体系，助力产业发展 分发 粒度 从“流”分发到“报文容器”分发 •基于虚拟容器的逻辑转发单元 •逐“容器”的动态负载均衡机制 发流模式 从“推”流到“拉”流 •VOQ调度，最大限度避免拥塞 •精细反压机制，避免HOL等问题 管控机制 从分布式管控到集中式管理 •集中式全局网络信息维护及调度 •分布式管理面、控制面及数据面 中国移动携手中国信通院、