China unicom中国联通 BEJINGZ0ZZ 创新·与智邀同行 CUBE-Net 新网络新服务新生态 算力网络可编程服务 SID as a Service (SIDaaS) 白皮书 中国联合网络通信有限公司 2022年5月 版权声明 本白皮书版权由中国联合网络通信有限公司拥有，并受法律保护。转载、摘 编或利用其它方式使用本白皮书文字或者观点的，应注明来源。 指导单位：中国联合网络通信集团有限公司，中国联通算力网络产业技术 联盟 指导组成员：傅强，马红兵，李红五，唐雄燕，周又眉，裴小燕，王明 会，屠礼彪，郭胜楠 编写单位：中国联通研究院/下一代互联网宽带业务应用国家工程研究中心 编写组成员：曹畅，王海军，庞冉，张学茹，张帅，易昕昕，张岩，何 涛，佟恬，刘莹，李建飞 前言 近年来，伴随着数字经济的蓬勃发展，互联网、大数据、人工智能同各行各 业深度融合，持续推动着数字产业化与产业数字化转型。从国家战略、技术趋势、 市场需求等多方面来看，加快传统产业数字化改造，推动计算产业与网络产业协 同发展，构建新型算力网络，实现“以算联网，以网强算”是大势所趋。 2021年3月，中国联通正式发布CUBE-Net3.0网络转型计划，旨在携手合 作伙伴共同构建面向数字经济新需求，增强网络内生能力，实现“联接+计算+暂 能”融合服务的新一代数字基础设施，积极推动网络从“云网融合”迈向“算网 一体”。2021年9月，中国联通发布了大湾区算力网络行动计划，面向“一网联 多云、一键网调云”能力目标，提出了算力网络1个能力底座，N项核心能力和 X种典型场景。2021年底，中国联通发布了《中国联通算力网络实践案例（2021 年版》，详细介绍了面向不同领域，不同场景的算力网络应用创新和实践成果。 基于上述研究基础，本白皮书聚焦以“可编程服务”为特点的算力网络第二阶段 任务进行详细阐述，以算力和网络的融合运营为目标，以“IPv6+”技术体系为 实施载体，提出SIDaaS（SID as a Service）服务理念，从体系架构、核心功能、 实现方式、应用场景等方面对以 SIDaaS为代表的算力网络可编程服务进行论述。 希望本白皮书在算力网络可编程服务理念，SIDaaS技术体系，平台设计及 实现机制等方面为行业发展起到抛转引玉的作用，旨在推动算力、服务和网络的 统一编排与可编程调度，赋能面向未来的“大联接+大计算”数字信息基础设施 发展新格局。在本白皮书撰写过程中，得到中国联通集团网络部、科技创新部各 位领导，和中国联通算力网络产业技术联盟多家合作伙伴单位的大力支持，吸收 了业界多位专家的意见建议，在这里一并表示感谢！ 目录 算力网络发展的趋势与挑战 1.1算力网络发展历程回顾 1.2算网一体演进趋势判断 2 1.3融合运营面临挑战分析 1.4发展可编程服务的意义 2 “IPv6+”技术与可编程服务 2.1SRv6可编程性概述 2.2 “IPv6+”可编程服务体系 9 3SIDaaS 可编程服务理念 11 3.1 SID as a Service （SIDaaS）含义 11 3.2 Network SID as a Service .12 3.3 Service SID as a Service 12 3.4 Binding SID as a Service .13 4SIDaaS 可编程服务设计方法 .16 4.1 系统架构设计 16 4.2 核心功能分析 .17 4.3服务实现机制 18 4.3.1 统 一可编程服务 18 4.3.2 分域可编程服务 .19 5 SIDaaS 可编程服务应用场景 .22 5.1业务定向加速服务 .22 5.2 云网安一体服务 .22 5.3 跨域专线服务 ..23 5.4 智慧安防服务 .24 6 展望与倡议 .26 7 参考文献 .27 8 缩略语 28 算力网络可编程服务（SIDaaS）白皮书 1算力网络发展的趋势与挑战 1.1算力网络发展历程回顾 算力网络是指在计算能力不断泛在化发展的基础上，通过网络手段将计算、 存储等基础资源在云一边一端之间进行有效调配的方式，以此提升业务服务质量 和用户的服务体验。算力网络是中国信息通信产业响应国家政策导向，顺应产业 发展趋势，适应市场新兴需求的体系创新、架构创新与能力创新。 算力网络的概念萌芽于数字经济蓬勃发展的大潮中，始于业务对数据分析和 智能网络的双重需求。在5G、AI、云计算和大数据等新技术的催化下，传统产业 升级中不断涌现出新的商业模式，形成了行业数智化、海量数据交易及模型训练 等系列新场景需求，这将会产生大量的人、物、数信息，形成海量的应用数据。 同时，随着各行各业应用智能化程度的不断发展，数据分析及应用的广度、深度 和速度均呈现多样化需求趋势，背后则需要算力提供能量与动力。同时，随着以 图像计算、超算等为代表的异构算力蓬勃发展，算力在获取时限的约束下不断靠 近用户，逐步形成了以云一边一端为代表的多级计算能力。 近年来，一系列国家政策的出台有力推动了算力网络的发展，2020年12月， 国家发改委发布《关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意 见》，推动算力、算法、数据、应用资源进行集约化和服务化创新。2021年3月， 国家“十四五”规划和2035年远景目标纲要明确全面推进互联网协议第六版（IPv6） 商用部署、加快构建全国一体化大数据中心体系工作。2021年6月，发改委发 布《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》，推动新型算力网 络，加快实施“东数西算”工程。在国家政策的指导下，国内信息通信行业持续 开展面向“5G+云十AI”的算力网络研究和推进工作。 中国联合网络通信有限公司（以下简称中国联通）作为国内信息通信行业的 骨干运营企业，于2019年发布《算力网络白皮书》，2020年发布《算力网络架 构与技术体系白皮书》，2021年发布《云网融合向算网一体技术演进白皮书》、 《异构算力统一标识与服务白皮书》、《中国联通算力网络实践案例（2021年版）》 等。2021年9月，中国联通大湾区算力网络联合实验室、北京“IPv6+”联合创 新实验室相继正式成立，标志着中国联通在算力网络领域，联合产业合作伙伴开 展的研发合作创新逐渐走向深入。 第1页，共28页 算力网络可编程服务（SIDaaS）白皮书 1.2算网一体演进趋势判断 “十三五”期间，云网融合已在业界形成共识并取得了显著的成效。我国电 信运营商基于SDN、NFV及云进行的网络能力重构和升级取得了积极进展，已经 实现了以入云/云间互联专线服务为代表的SDN云/网的灵活连接，实现了核心 网功能全面云化，实现云网资源的一体化调度，但距离实现云网服务层的深度融 合尚有一定距离。 从网络角度看，算力网络是面向计算和智能服务的新型网络体系，“IPv6+” 和全光底座是算力网络的技术基石，增强网络内生算力是算力网络演进的重要方 向；从计算角度看，算力网络是网络化的算力基础设施，是依托网络构建的多样 化算力资源调度和服务体系；从服务角度看，算力网络的目标是提供算网一体服 务，是云网融合服务的新阶段，是数字基础设施服务的新形态。算力网络作为云 网融合的新阶段，基于5G、泛在计算与AI的发展演进，在继承当前云网融合已 有成果的基础上，结合未来业务形态的变化，以“应用部署匹配计算，网络转发 感知计算，芯片能力增强计算”为目标，实现计算和网络的融合逐步走向深入。 经过分析和讨论，算力网络的发展预期将按照“三步走”的发展脉络，经历 三个主要阶段： 第一阶段，实现算力和网络的“协同供给”。这一阶段聚焦于算网基础设施 层的构建，旨在完成网络和算力资源的协同调度和服务。预期到2022年底，基 本实现承载网与运营商自身主要算力资源的协同控制与联合调度，实现多级算力 协同服务。 异构网络 异构算力 算力池1 算力池2 算力池× 算力池n 异构网络协同 异构算力融合 协同编排调度 图1-1：“协同供给”阶段示意图 第二阶段，实现算力和网络的“融合运营”。这一阶段聚焦于算网基础设施 协议层融合，旨在实现计算资源与网络资源的统一标识、统一寻址。预期从2023 第2页，共28页 算力网络可编程服务（SIDaaS）白皮书 年到2025年，逐步打破算网边界，实现算网基础设施一体化。基于算力标识、 算力路由等技术实现算力感知的路由优化，实现算网深度融合的第二阶段 算网调度 融 算网标识 算网路由 算网感知 合运 统一标识 统一寻址 营 网络能力1 网络能力2 算力池y 算力池y+1 础设施 网络能力3 网络能力x 算力池y+2 算力池Z 图1-2：“融合运营”阶段示意图 第三阶段，实现算力和网络的“一体共生”。这一阶段聚焦于面向智慧内生 目标的网络架构演进。将在6G网络中实现包含接入网、承载网、核心网端到端 的计算能力和AI能力内生。预期到2030年，逐步实现计算、网络、数据、AI的 一体化运营生产和质量保障。 用户策略 终端AI 终端计算 终端数据 体 化共生 数据管理 模型学习 模型验证 计算网络 数据网络 计算 存储 网络 Al 计算 存储 网络 AI 图 1-3: 一体共生”阶段示意图 当前，算力网络的发展还处于第一阶段，即“协同供给”阶段，已实现一定 区域内的计算能力和网络能力联合按需调度。同时，在向第二阶段，即“融合运 营”阶段演进，还面临诸多挑战，其中核心问题是跨域服务资源调度方式。跨域 服务资源调度本质上是对算网一体化感知的需求，是算力网络实现资源统一度量、 统一标识、统一编排的基础。解决算网一体化感知，实现服务、算力、网络资源 的统一标识、统一寻