算力网络技术架构、关键技术、应用场景及安全建议有哪些?

最佳答案 匿名用户编辑于2025/01/10 16:01

算力网络引入了算力感知、算力度量与建模、算力编排与调度、 网络承载等关键技术来实现对算力的泛在连接与灵活调度。

1.算力网络体系架构

当前,运营商、云服务商、第三方数据中心服务商以及设备厂商 积极推动算力网络技术发展,算力网络技术体系架构逐步清晰,并基 本形成共识,已经形成了基础设施层、编排管理层、运营服务层三层 技术架构,各层承载不同的数据并协同发挥作用为产业应用提供算力 支撑。

基础设施层是算力网络运行的计算和网络能力基础,提供泛在异 构计算资源,实现云、边、端算力高速互联,满足数据高效无损传输 需求。基础设施层承载的数据包括计算处理中的数据、边/端节点数据等服务数据,以及基础设施运维管理策略、对存储数据的访问控制策 略、运维监测数据等运营数据。 编排管理层是算力网络的调度中枢,实现对算力、网络资源的感 知和统一度量与标识,并通过融合编排技术对算网资源进行统一编排、 智能调度和全局优化。编排管理层数据主要包括算力节点数据、算力 资源数据、编排数据、调度数据、编排管理业务平台运维数据等。 运营服务层是算力网络的服务能力提供平台,实现算力网络产品 的一体化供给,为算力用户提供一站式服务和智能无感的体验。运营 服务层主要数据类型包括用户账户信息、算力服务信息、交易信息和 运营服务平台自身运维信息等。

2.算力网络关键技术

算力网络引入了算力感知、算力度量与建模、算力编排与调度、 网络承载等关键技术来实现对算力的泛在连接与灵活调度。 算力感知是算力编排与调度的基础,包括算力网络对算力资源和 网络资源的感知,也包括对业务需求的全面感知。一方面,各算力节 点将算网信息(包括部署位置状态、CPU/GPU 计算力、存储容量、 网络拓扑、带宽时延等信息)度量建模后上报,算力网络聚合节点上 报的算网信息,构建全局统一的算网状态视图。另一方面,算力网络 完成对业务算网需求的解析,实现对业务的感知,从而基于业务需求 进行算力调度。算力度量与建模技术针对泛在、异构的算力,通过模 型函数将不同类型的算力资源映射到统一的量纲维度,为算力路由、 算力管理和算力计费等提供标准统一的度量规则,通过统一的算力度量体系和异构计算资源的映射机制,实现算力资源的合理分配和高效 调用。

算力编排与调度技术是指对各算力节点的生命周期管理及将算 力需求调度到适合的节点上,具体来说是基于策略或 AI 算法,实现 算力资源实例化、弹性扩缩容、资源预留、分配与释放等功能。算力 网络承载技术为上层提供高效协同的连接和传输能力,主要包括 SRv6(Segment Routing over IPv6)、网络切片、网络感知、确定性网 络技术。SRv6 具有扩展性和可编程性,实现服务功能链的动态配置 和优化,支撑网络资源敏捷、按需、可靠调度。网络切片技术按逻辑 划分网络实现资源与服务隔离,满足不同业务对网络能力的差异化要 求。网络感知技术通过在通信报文中写入资源信息并通过特定协议 (如计算优先网络协议,简称 CFN)完成交互,以达到资源信息共享 的目的。确定性网络技术通过综合流量整形、队列调度、时钟同步等 机制,实现传输过程的低抖动、高可靠。

3.算力网络应用场景

在算力网络服务生态中,参与者主要包括三类,分别是算力消费 者、算力运营者与算力供应者。算力消费者包含以互联网厂商为代表 的算力的使用者。算力供应者包含以云服务商、电信运营商为代表的 算力资源的拥有者。算力运营者为中立可信的运营者,如电信运营商、 政府认可的运营企业等。算网运营者通过构建算力网络交易平台,搭 建供应方和需求方的桥梁,算力供应者通过算力网络交易平台进行身 份信息注册后,将计算资源、存储资源、网络资源、数据资源、模型 资源等提供给算力网络需求方以完成算网需求。算力消费者则通过算力网络交易平台选购并获取算力网络资源,并支付使用费用。

面向算力供应者,算力网络吸纳全社会的算力资源。算力供应者 将自己的计算、存储等资源连接到算力网络交易平台,共享自己的服 务度量值、状态信息、资源类型、服务类型网络位置等相关信息,通 过提供算力服务获得收益。 面向算力消费者,算力网络提供任务式服务模式。通过分析算力 消费者实际业务需求,从海量资源中匹配调度最佳方案,完成任务并 达到客户的预期。主要特点包括:通过业务编排,自动生成解决方案; 通过智能算法寻找算网最佳资源,调度高性能、低成本的算网资源降 低客户成本;通过业务和资源感知以及跨域弹性调度能力,实时监控, 保障业务健康状态和按时按量完成。

随着数字化转型的纵深推进,算力需求不断提升,各类算力应用 场景快速涌现,主要可分为:生活场景、行业场景、社会场景,具体 如下表所示。以车路协同算力网络为例,车、路作为服务对象接入算 力网络,算力网络为实现车路协同提供边缘下沉计算节点、边缘云、 中心云三级算力服务。边缘下沉节点提供低时延的算力供给,负责图 像、视频等原始数据的就近解算;边缘云提供准实时的算力供给,负 责分担部分原始数据的解算任务;中心云提供非实时的算力供给,负 责交通大模型的训练等任务。

4.算力网络数据安全发展建议

算力是数字经济时代的新型生产力。算力网络是支撑数字经济 高质量发展的关键基础设施,可通过网络连接多源异构、海量泛在 算力,实现资源高效调度、设施绿色低碳、算力灵活供给、服务智 能随需。数据安全是算力网络健康有序发展的关键。为助力算力网 络数据安全体系建设,推动实现算网数据“可知、可视、可管、可 控、可溯”的目标,本报告提出以下发展建议。

(一)安全标准先行,加强引领 编制算力网络数据安全相关行业标准,引领算力网络数据安全 能力体系建设。一是快速推进重点标准的制定,关注数据流转安 全、计算安全、交易安全等重点环节,推进算力网络数据安全相关 行业标准的制定。二是加强技术标准的研究,针对数据安全需求解 析、融合编排、存证溯源等难点问题,加强相关技术研究,做好对 象定位和技术切割,适时推出相关行业标准,为算网数据安全技术 研发和创新明确方向和指导。三是持续推进算力网络数据安全能力 测评标准编制,围绕节点自身安全能力、数据安全处理能力、运行 维护安全能力、数据服务提供能力等方面,丰富指标维度,构建与 完善算力网络数据安全测评体系。引导算力消费者、算力运营者与 算力供应者关注算力网络数据安全能力核心指标,提升算力网络总 体数据安全能力。

(二)加速技术创新,提升能力 以创新思维提升算力网络数据安全技术水平。一是积极推进算 力网络技术能力与安全技术的创新融合。充分利用算力网络的智能 分析与算力资源的灵活编排能力,形成安全态势主动感知、安全风 险敏捷处置、安全能力按需调度的内生安全能力。二是加快安全技 术在算力网络环境中的落地应用。针对算力网络分布式技术架构特 点,推进区块链、隐私计算等技术在算力网络数据安全领域的落地 应用。三是着重解决算力网络应用中的安全痛点。针对跨域数据流 转溯源、海量节点数据安全审计等技术难题,开展技术攻关和重点产品研发,引导业界对齐算力网络数据安全能力水平认知,持续提 升行业数据安全技术水平。

(三)丰富融合应用,激发活力 以用促建,推动算力网络数据安全水平的持续提升。一是鼓励 加强算网数据安全解决方案和行业应用融合创新,深入挖掘算力网 络在智慧金融、智慧交通、智慧医疗、智能制造、工业互联网等场 景的融合应用,完善算网数据安全供需对接。二是从算网实际应用 场景中发现亟待解决的数据安全问题,以用促改,持续挖掘算力网 络安全建设与能力提升目标,推动完善算力网络数据安全体系。三 是打造示范应用项目,树立数据安全标杆,实现安全标准和政策落 地,带动千行百业,推动算力网络价值创造、驱动数据安全能力创 新发展。

(四)产学研深度协同,完善生态 打造算力网络数据安全生态,倡导产学研用深度协同。一是鼓 励从事算力网络安全技术研发的科研院所、高校与安全厂商、算网 运营方开展深度合作与技术交流,促进算力网络各类应用场景下数 据安全技术的创新与落地应用;二是构建多方参与的算力网络数据 安全生态体系。充分发挥政府部门、企业、第三方组织等各方的能 动性,多举措多层次组织开展交流论坛、项目推介、实践比赛、案 例评优、人才培养等产业活动,建设算力网络数据安全产业生态 圈。三是深化拓展国际交流与合作,以高校、科研院所、科技领军 企业为主体,通过学术会议、国际论坛、学术社区、项目合作等多种方式,积极推进算力网络安全领域的国际交流合作,为算力网络 数据安全技术发展营造良好的国际环境。