东数西算与算力网络

新一轮科技革命和产业变革推动数字经济高速发展，算力成为核心生产力，并逐步形成云、边、端多级算力及协同服务范式。数据中心作为算力基础设施，规模持续高速增长，但也导致东西部地区数字经济发展的不均衡性，为此国家出台《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》，启动东数西算工程，指导数据中心产业规范化发展。中国联通作为“算力网络（简称算网）”概念的倡导者，专门组织多位专家，研究东数西算工程相关政策和算力网络协同发展关键技术，撰写了本书。

本书共9章，首先分析东数西算的政策脉络、发展目标和当前进展，以及东数西算对算力网络的能力要求；其次介绍面向东数西算工程的算力网络架构、发展演进思路和全光传送、IPv6演进、算力标识和度量、算网业务协同编排等关键技术；再次分析了东数西算面临的安全风险，提出了东数西算的安全保障思路及相关技术；接着阐述数据中心基础设施，绿色低碳发展的思路及关键技术；最后对东数西算与算力网络产业链进行分析，同时面向未来，对东数西算和算力网络的发展进行总结和展望。

本书条理清晰，内容全面，不仅适合通信、计算机、互联网领域的相关从业人员阅读和参考，还适合通信工程、电子信息和计算机科学等相关专业的高校师生阅读。

唐雄燕，工学博士，教授级高工，北京邮电大学兼职教授、博士生导师，新世纪百千万人才工程国家级人选；现任中国联通研究院副院长、首席科学家，下一代互联网宽带业务应用国家工程研究中心主任；兼任工业和信息化部通信科技委委员，中国通信学会理事，北京通信学会副理事长，中国光学工程学会常务理事；长期从事信息通信新技术新业务研发和管理工作，主要专业领域为宽带通信、光纤传输、互联网/物联网、新一代网络等。

李红五，华中理工大学通信与电子系统专业硕士，教授级高级工程师；现任中国联通研究院院长，工业和信息化部信息通信经济专家委员会委员，中国联通投资委员会委员，中国联通科技委员会委员；历任中国联通湖北分公司、云南分公司、安徽分公司副总经理，中国联通集团产品创新部兼信息安全部总经理，中国联通客户服务部总经理，中国联通党组巡视组组长；多年来从事产品创新和运营、云计算基础架构、云网协同、大数据技术、人工智能等创新的组织工作。

第1章 东数西算的背景与意义
1．1 数字经济与算力时代
1．1．1 我国数字经济发展概况
1．1．2 算力规模与算力质量
1．1．3 新基建与算力时代
1．2 东数西算的内涵特征
1．2．1 政策脉络
1．2．2 发展目标
1．2．3 建设内容
1．2．4 战略意义
1．3 东数西算的业务与应用
1．3．1 数据中心业务
1．3．2 云计算与云存储
1．3．3 行业智慧应用
1．4 本书组织结构
本章参考文献
第2章 东数西算的布局与展望
2．1 工程总体介绍
2．1．1 东数西算工程实施思路
2．1．2 国家算力枢纽节点布局
2．2 工程实施进展
2．2．1 示范工程开展情况
2．2．2 八大枢纽推进情况
2．2．3 地方落地特色举措
2．3 长效保障机制
2．3．1 市场主体的角色及认识
2．3．2 工程落地的问题及策略
2．4 未来算力服务模式展望
2．4．1 基于服务的商业模式
2．4．2 基于交易的商业模式
本章参考文献
第3章 东数西算对算力网络的能力要求
3．1 多样性算力资源供给
3．1．1 算力供给概况
3．1．2 算力需求特征
3．2 高品质电信网络连接
3．2．1 大带宽
3．2．2 低时延
3．2．3 弹性敏捷
3．2．4 高可靠性
3．2．5 低成本
3．3 智能化管控与编排
3．3．1 网络智能管控
3．3．2 业务协同编排
本章参考文献
第4章 构建以算力网络为代表的新型数字基础设施
4．1 算力网络发展历程回顾
4．1．1 计算与网络协同发展历程
4．1．2 算力网络技术研究进展
4．1．3 “中国算力网”的探索实践
4．2 算力网络架构与特点分析
4．2．1 运营商算力网络架构
4．2．2 行业特点与差异化分析
4．3 算力网络发展演进思路
4．3．1 构建以数据中心为核心的网络架构
4．3．2 夯实全光底座
4．3．3 发挥IPv6演进技术优势
4．3．4 做强以算网大脑为中枢的智能调度
本章参考文献
第5章 算力网络关键技术分析
5．1 全光算力网络关键技术
5．1．1 全光传送
5．1．2 全光交换
5．1．3 全光接入
5．1．4 全光智能
5．1．5 多场景适配与开放组网
5．1．6 光算协同
5．2 “IPv6+”算力网络关键技术
5．2．1 IPv6演进技术体系概述
5．2．2 SRv6可编程技术概述
5．2．3 基于SRv6的服务功能链技术
5．2．4 基于IPv6的随流检测技术
5．2．5 网络切片技术
5．2．6 应用感知技术
5．2．7 算力感知技术
5．3 算力基础设施关键技术
5．3．1 算力芯片技术
5．3．2 存储技术
5．3．3 网卡技术
5．3．4 服务器整机技术
5．4 算力标识与度量关键技术
5．4．1 算力度量和建模
5．4．2 算力统一标识
5．4．3 在网计算
5．4．4 存内计算
5．4．5 并行计算
5．5 算网业务协同与编排关键技术
5．5．1 异构计算关键技术
5．5．2 可编程服务关键技术
5．5．3 算力纳管与算网编排技术
5．6 发挥算网协同优势，构建算力精品网
5．6．1 算网一体化总体架构
5．6．2 构建用户、算力双中心的精品公众互联网
5．6．3 构建算网一体的多云生态精品产业互联网
本章参考文献
第6章 筑牢安全可信的东数西算发展屏障
6．1 东数西算的安全风险和需求
6．1．1 总体分析
6．1．2 算力安全
6．1．3 网络安全
6．1．4 数据安全
6．1．5 供应链安全
6．2 东数西算安全保障思路
6．2．1 完善顶层设计，健全标准体系
6．2．2 加强技术研究，促进新型安全技术产品落地
6．2．3 提升供应链的安全性，健全信息共享机制
6．3 东数西算安全技术研究
6．3．1 算力安全技术
6．3．2 网络安全技术
6．3．3 数据安全技术
6．3．4 新兴安全技术
本章参考文献
第7章 构建绿色低碳的东数西算基础设施
7．1 提升整体效能，推动节能降碳
7．2 基础设施技术发展思路
7．2．1 供电系统技术研究方向
7．2．2 空调系统技术研究方向
7．2．3 架构类技术研究方向
7．3 电源类关键技术创新
7．3．1 一体化电力模块技术
7．3．2 智慧锂电技术
7．3．3 固态变压器技术
7．3．4 备用油机系统复用技术
7．4 空调类关键技术创新
7．4．1 间接蒸发冷却技术
7．4．2 自然冷却技术
7．4．3 末端空调节能技术
7．4．4 AI群控
7．4．5 余热回收
7．5 数据中心集成与运营技术创新
7．5．1 集装箱式模块化数据中心
7．5．2 微模块数据中心
7．5．3 基础设施管理系统
7．5．4 基础设施管理技术的研究方向与发展趋势
本章参考文献
第8章 东数西算与算力网络产业链分析
8．1 产业链上游
8．1．1 空调
8．1．2 供配电系统
8．1．3 服务器
8．1．4 网络设备
8．2 产业链中游
8．2．1 数据中心服务商
8．2．2 云服务商
8．2．3 通信网络服务商
8．3 产业链下游
8．3．1 互联网企业
8．3．2 金融企业
8．3．3 政府机构
8．3．4 电力行业
本章参考文献
第9章 建议与展望
9．1 发展建议
9．2 未来展望
附录A 缩略语表

自2020年以来，我国发布了以“新基建”为导向的一系列政策，党中央高度重视数字经济发展，对数字中国、网络强国战略进行了部署，推动建设高速泛在、天地一体、云网融合、智能敏捷、绿色低碳、安全可控的智能化综合性数字信息基础设施。2022年2月，国家发展改革委等四部委联合印发通知，全面启动东数西算工程，这对构建全国一体化大数据中心体系，促进区域协调发展和绿色发展，具有举足轻重的战略意义。我国信息通信行业积极思考东数西算时代的业务特征和网络特性，面向东数西算工程积极开发算力网络技术。
算力网络连接分布的计算与存储资源，通过对网络、存储、算力等多维度资源的统一协同管理和实时按需调用，实现连接、算力及存储能力的全局优化，满足应用需求和用户体验。算力网络的提出促进了云网融合和算网协同发展，催生了多云与多网互联的格局，形成了数字基础设施的新架构。
算力网络是新兴的技术领域，东数西算更无国外先例。东数西算工程为算力网络的应用创造了难得的机会，也给算力网络提出了很多研究课题，低时延、高能效和绿色化成为算网协同和资源优化需要考虑的新维度，给云网的技术异构性和跨运营主体协同带来新挑战。中国联通深入研究云网融合和算网协同，勇于实践，研究成果既有探索性也有实用价值。
本书由中国联通研究院组织相关专家撰写，对该领域的政策背景、研究思路和研究成果进行了系统总结。通过阅读此书，读者既可以了解算力网络的背景与发展脉络，也可以把握算力网络与东数西算之间技术上的联系，书中提供的技术方案与应用场景对从事该方向研究工作的科技工作者和技术管理人员及相关专业的高校师生都具有参考借鉴意义，希望本书能激励更多工程技术人员在算力网络技术创新中做出更大的贡献。

中国工程院院士 邬贺铨