雲網融合的新型網絡架構

雷波
中國電信研究院互聯網技術研究所所長，北京郵電大學兼職教授，多項國家級項目負責人、技術負責人。主要研究方向為未來網絡架構、新型IP網絡技術等，在業界率先提出“算力網絡”技術概念，並長期推動雲網融合下的算力網絡技術成為業界主流研究方向。擔任CCSA TC617副主席、CCSA TC3 WG2副組長，牽頭編制全球首個算力網絡國際標準ITU-T Y.2501、出版行業首部算力網絡專著、發表首篇算力網絡學術論文；累計出版專著七部，發表論文數十篇。榮獲多項省部級獎項，獲評“算力中國”青年先鋒人物。
饒少陽
北京郵電大學計算機應用博士，中國電信研究院行業與企業戰略研究所所長，中國電信研究院專家委副主任，中國電信科技委雲網融合專業組委員。主要研究方向為核心網、雲計算、NFV/SDN、雲網融合架構、人工智能等。先後斬獲中國通信學會科學技術獎（科技進步類）二等獎、中國電信集團科技進步獎一等獎，擁有專利近 20 項，牽頭多項集團雲網融合、科技創新體系、高性能電信雲虛擬化等重大攻關課題；出版雲計算、大模型、IMS領域專著多部，發表多篇核心期刊論文。
李聰
中國電信研究院互聯網技術研究所工程師，未來網絡研究中心副總監。從事IP網絡相關標準化工作，主要研究方向為未來網絡架構、下一代互聯網關鍵技術、智算網絡等。擔任CCSA TC610 WG1組長。先後斬獲中國通信標準化協會科學技術獎一等獎、中國電子學會科技進步獎二等獎，相關成果入選中國通信學會“信息通信領域十大科技進展”，累計榮獲多項省部級科技獎勵。

前　言
第1章　雲網融合是信息技術發展的必然趨勢1
1.1　雲網融合時代正在到來1
1.1.1　雲網融合的發展背景1
1.1.2　雲網融合的發展階段3
1.1.3　雲網融合的發展意義4
1.2　雲網融合的發展趨勢5
1.2.1　算力資源一體化服務5
1.2.2　雲網操作系統6
1.2.3　新型雲計算架構7
1.2.4　雲原生網絡8
1.3　雲網融合的廣泛應用9
參考文獻10
第2章　智算產業下的雲網融合需求11
2.1　智算產業概述11
2.1.1　智算的發展背景11
2.1.2　智算的發展現狀17
2.1.3　智算的應用現狀25
2.2　智算基礎設施發展需求30
2.2.1　智算中心技術架構30
2.2.2　高性能智算需求33
2.2.3　高性能存儲需求37
2.2.4　智算互聯組網需求39
2.2.5　智算調度服務需求44
2.3　面向雲網融合的產業驅動44
2.3.1　雲網融合的產業需求44
2.3.2　通信行業的雲網融合需求45
2.3.3　工業及裝備制造行業的雲網融合需求46
2.3.4　電力行業的雲網融合需求47
2.4　智算產業在雲網融合背景下面臨的挑戰48
2.4.1　高性能AI芯片被“卡脖子”48
2.4.2　算力互聯互通技術和機制落後49
2.4.3　智算發展面臨能耗危機50
參考文獻51
第3章　面向雲網融合的新型網絡基礎設施54
3.1　以網拓雲實現計算泛在化54
3.1.1　以網強雲突破雲發展瓶頸55
3.1.2　雲服務商的網絡發展現狀58
3.1.3　網絡性能衡量指標60
3.2　以雲促網探索網絡新形態61
3.2.1　以雲促網開啟網絡發展新裏程62
3.2.2　網絡雲化的技術要求與目標63
3.2.3　雲化網絡架構64
3.2.4　網絡雲化的演進趨勢與關鍵舉措66
3.3　面向雲網融合的未來網絡體系68
3.3.1　面向雲網融合的信息基礎設施目標能力布局68
3.3.2　雲網融合的新型網絡架構69
參考文獻70
第4章　園區網絡71
4.1　園區網絡概述71
4.1.1　園區網絡的發展71
4.1.2　園區網絡的現狀74
4.1.3　園區網絡面臨的挑戰與需求76
4.2　園區網絡的典型技術78
4.2.1　網絡虛擬化技術78
4.2.2　雲原生技術79
4.3　雲網一體信息端局基礎設施80
4.3.1　固移融合80
4.3.2　算網融合81
4.3.3　通信感知融合82
4.4　未來展望82
參考文獻83
第5章　入雲網絡85
5.1　入雲網絡概述85
5.1.1　用戶入雲需求分析85
5.1.2　智算業務的入雲需求89
5.1.3　典型的入雲網絡方案90
5.1.4　入雲網絡面臨的挑戰與需求94
5.2　入雲網絡典型技術96
5.2.1　確定性網絡技術96
5.2.2　算力網絡技術99
5.3　新型入雲網絡方案102
5.3.1　基於算力路由的入雲網絡方案102
5.3.2　基於切片的差異化專線方案105
5.3.3　基於IP業務網的彈性海量數據傳輸方案109
5.4　未來展望113
參考文獻116
第6章　數據中心網絡117
6.1　數據中心網絡概述117
6.1.1　數據中心網絡的發展歷程117
6.1.2　數據中心網絡的現狀119
6.1.3　數據中心網絡面臨的挑戰與需求122
6.2　數據中心網絡的典型技術123
6.2.1　SDN技術123
6.2.2　VXLAN技術126
6.2.3　EVPN技術132
6.3　新型數據中心網絡137
6.3.1　智算網絡的目標架構137
6.3.2　智算網絡的通信協議142
6.3.3　智算網絡的關鍵技術145
6.4　未來展望150
參考文獻151
第7章　雲間網絡152
7.1　雲間網絡概述153
7.1.1　雲間網絡架構153
7.1.2　雲間網絡與IDC互聯網絡154
7.1.3　雲間網絡架構的核心組件156
7.1.4　雲間網絡架構的設計要素157
7.2　典型雲間網絡場景158
7.2.1　多AZ互聯158
7.2.2　雲間長途互聯159
7.2.3　混合雲網絡159
7.3　雲間網絡的需求與挑戰160
7.4　光互聯技術161
7.4.1　高速大容量技術161
7.4.2　新型光纖技術163
7.4.3　智能光網絡技術169
7.5　IP互聯技術173
7.5.1　互聯技術173
7.5.2　可編程網絡技術174
7.5.3　高可靠性技術175
7.5.4　Overlay網絡技術177
7.5.5　網絡/網元虛擬化技術178
7.6　新型雲間網絡181
7.6.1　基於雲光融合的雲間互聯方案181
7.6.2　服務化雲間網絡183
7.7　未來展望186
參考文獻187
第8章　雲網融合典型應用場景188
8.1　工業及裝備制造、交通、電力等傳統支柱行業188
8.1.1　工業及裝備制造業188
8.1.2　交通行業192
8.1.3　電力行業195
8.2　政務、金融、通信等關鍵服務行業197
8.2.1　政務行業197
8.2.2　金融行業199
8.2.3　通信行業202
8.3　教育、醫療、文化傳媒等民生服務業207
8.3.1　教育行業207
8.3.2　醫療行業209
8.3.3　文化傳媒行業212
8.4　未來展望214
參考文獻215
第9章　總結與展望217
9.1　本書小結217
9.2　雲網融合未來展望218