運營商算力網絡商業模式探討

張 帥 劉 瑩 曹 暢

中國聯通研究院 北京 100048

引言

我國數字經濟蓬勃發展，對構建現代化經濟體系、實現高質量發展的支撐作用不斷凸顯。隨著各行業數字化轉型升級進度加快，特別是5G、人工智能、物聯網等新技術的快速普及應用，全社會數據總量爆發式增長，數據存儲、計算、傳輸和應用的需求大幅提升，在這個過程中，云和網共同組成了新型數字基礎設施。2020年4月，國家發改委明確新基建范圍，提出打造產業的升級、融合、創新的基礎設施體系；2021年6月，國家四部委聯合發布《全國一體化大數據中心協同創新體系算力樞紐實施方案》，推動數據中心合理布局、供需平衡，構建數據中心、云計算、大數據一體化的新型算力網絡，加快實施“東數西算”工程。

目前算力網絡的理念已在業界得到廣泛的認可，即在計算能力不斷泛在化發展的基礎上，通過網絡手段，將計算、存儲等基礎資源在云—邊—端之間進行有效調配，協同提供數字技術及應用融合服務的新范式。從產業鏈的角度看，算力提供者、網絡運營者、服務提供者和服務使用者均會引入多方參與，而電信運營商結合5G無線接入網、IP承載網和光纖骨干網的優勢，在連接算力的網絡運營領域有望繼續占據主導地位[1]。雖然在5G時代“聯接+計算”的經營模式還存在不確定性，但是可將算力類比電力，算網類比電網，運營商面對新的機遇，應依托算網融合能力，針對數字化時代的業務新需求，通過智能網絡構建泛在算力服務新模式，探索新的運營及商業模型。

1 持續打造云網融合競爭優勢，助力“東數西算”工程

消費互聯網和工業互聯網都將基于云網技術發展，需要基于云網特點培育業務生態，同時需要以云網融合為方向建設算力網絡。運營商在過去幾年圍繞著骨干網開展諸多嘗試，如SDN化改造、SRv6升級。2016年，中國聯通首先基于IPA網完成云互聯網的SDN化改造，網絡覆蓋到省會一級和海外POP點，支持運營商和跨國企業區域總部以及企業DC的敏捷接入需求。通過SDN控制器實現對網絡的集中管理和業務的自動下發能力，然后通過逐步按需研發業務Yang模型，開放控制器北向接口研發新業務模式和網絡服務能力[2]。

隨著企業生產系統上云的普及，云網融合成為“剛需”，多云部署成為普遍需求，公有云、行業云、私有云的云間流量加大，多云成為常態。2018年中國聯通發布面向混合云場景(含公有云、私有云及數據中心托管)提供可自服務的快捷、彈性、隨選的全國組網方案(云聯網平臺)，解決不同地域、不同網絡環境間多云互聯的問題，實現異構混合云組網。截至目前，中國聯通產業互聯網已全面完成SDN化改造，自研的云聯網平臺已納管聯通自有DC140個，覆蓋30個省的主要DC，并納入阿里云、騰訊云、AWS、華為云、京東云、百度云、青云等主流云商[3]。

云聯網平臺通過SDN實現了云和網的拉通，已為多個行業的數字化轉型保駕護航，客戶涵蓋金融、地產、交通等各行業，并在許多行業的重大變革中發揮了重要作用。通過電商化手段提升客戶體驗，解決運營商連接客戶“最后一米”問題，即售前為客戶提供直觀銷售，可以在線選擇套餐，基于用戶需求，快速獲取理想的資源，隨時隨地完成下單操作；售中可實現實時資源可視可查，開通時長可預估，網絡能力開放，滿足客戶定制化需求等；售后支持專線質量實時可視，AI加持，故障快速定界定位，網絡隱患提前發現，防患于未然[4]。

運營商需持續打造云網融合競爭優勢，同時結合國家“東數西算”工程，通過網絡將東部算力需求有序引導到西部，優化數據中心建設布局，促進東西部協同聯動，即西部的算力資源更充分地支撐東部數據的運算，更好為數字化發展賦能。運營商將立足自身資源，由“以DC為核心”的資源布局向“以算力為核心”的資源布局轉變，充分利用算力網絡發展機會，結合自身云網發展規劃，在京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝，以及貴州、內蒙古、甘肅、寧夏等地布局建設全國一體化算力網絡國家樞紐節點。同時結合各省市能源供給、網絡條件等實際，打造具有地方特色、服務本地、規模適度的算力服務，按需適度建設新型數據中心或者邊緣數據中心，保障重點省和重點城市的資源覆蓋，推動數網、數云、云邊協同發展，構建以新型數據中心為核心的智能算力生態體系。

如圖1所示的多云管理平臺可使主流云商接入，進行云網算力信息傳遞，當用戶向運營商云網運營平臺進行業務申請，平臺綜合云、網資源，選擇算力最優的云和上云最優網絡路徑，即通過運營商云網運營平臺與多云管理平臺聯動，推動算力樞紐節點間、節點內國家級、省級、地市及邊緣數據中心的有效連接與一體化調度。

2 吸納零散算力，提供高價值網絡連接，促使算力流通

數字化、智能化技術的發展正在加快推動計算的創新，也催生了海量的場景和應用，促使融合計算架構出現，云—邊—端結合的泛在計算模式開始興起，即運營商在打造新型網絡連接實現數據中心內部以及跨數據中心互聯的同時，也應考慮圍繞“云、邊、端”的泛在計算場景下實現算力的統一管理[5]。基于運營商網絡吸納和調度占算力總量88%的社會分散算力，以統一服務的方式，結合確定性網絡輸送高可靠、可度量、通用化的算力資源，使能AI應用，增加網絡價值[6]。

結合網絡可編程特性和云原生輕量化計算特性，通過弱平臺+強網絡的方式，在平臺的集中控制之余，更多地嘗試通過網絡的分布式協同來實現對網內各種服務的合理調度和資源的有效配置。可以設想這樣的一個場景，甲公司開發了智能安防監控服務，分布在全國各地，并且可以是架設在多個云平臺上(含邊緣云)，委托運營商幫其銷售和運營。乙公司作為交通行業企業，在路側有大量局房等基礎資源，并且在國家新基建政策引導下建設了大量的算力基礎設施。用戶丙通過運營商的算力網絡接入，獲得甲公司架構在乙公司基礎設施之上的智能安防服務，并且這種服務可以分布在各地。更進一步，甲公司服務持續迭代所需要的開發工具，也可以通過運營商的算力網絡尋找合適的第三方云服務獲得。

同樣地，運營商構建的算力網絡交易平臺作為買家與賣家的中間角色，分別與雙方打交道，維護、納管、調度算力資源，提供經濟、高效、安全、可靠的算力服務。可以以“任務式”的方式向用戶提供應用模塊或者接口，無需關注算力資源的分布，根據用戶的差異化需求，按照服務調用的形式進行收費，如圖2所示。如果客戶要進行一定數據量的視頻數據處理工作，通過接入可信算力交易平臺，調用視頻數據處理模型，客戶無需知道具體的處理設備在哪里，可信算力交易平臺根據目前閑置的計算節點情況，分配合適的算力節點完成任務[7]。

在這種商業模式下，需要構建“可信、可度量、可溯源”的異構算力統一標識體系，解決算力標識解析和算力流通能力提升等問題。

首先，可信算力交易平臺通過統一的算力標識體系并結合網絡標識來實現上層算力服務抽象以提供算力服務化解決方案。通用的算力是指服務器通過對數據進行處理后實現結果輸出的一種能力，是衡量計算能力的一個綜合指標，數值越大代表綜合計算能力越強。算力資源包含但不限于底層硬件中的ARM、GPU、NPU、TPU等異構算力、虛擬化層中以IaaS、PaaS到SaaS以及云原生算力標簽等實現算力資源的管理，統一標識體系實現了異廠商或個人算力資源池統一接入和納管，可以滿足應用無差異調用算力服務的需求[8]。

其次，算力接入過程中需要進行算力認證并為其發放簽名證書或者通過區塊鏈技術實現其在聯盟內有效流通，如圖3所示，只有經過認證合法的算力才能夠作為可信算力納入系統中進行管理，并且經過統一資源模型成為算力資源，實現“算力安全入云、算力資源安全入網”，從而打造安全可信的在網計算環境，同時建立算力認證互認機制和算力溯源機制，保障用戶能夠將數據放在安全有效的環境中進行計算和傳輸，兼顧打破數據孤島和保障數據安全的統一，促進算力服務的多方協同發展[9]。

最后，不同的應用場景所需的算力需求的類型和量級也是不同的。如非實時非移動的AI訓練類業務，這類業務訓練數據龐大，神經網絡算法層數復雜，若想快速達到訓練效果，則需計算能力和存儲能力都極高的運行平臺或設備；對于實時性類的推理業務，一般要求網絡低時延，而對計算能力的需求則可降低幾個量級[10]。泛在算力資源的統一建模度量是算力調度的基礎，針對泛在的算力資源，通過模型函數將不同類型的算力資源映射到統一的量綱維度，形成業務層可理解、可閱讀的零散算力資源池，為算力網絡的資源匹配調度提供基礎保障。因此將業務運行所需的算力需求按照一定分級標準劃分為多個等級，可以基于此設計業務套餐，也可作為運營商在設計可信算力交易平臺時根據所需運行的業務對平臺算力的選型依據。

3 以SRv6 SID為抓手，構建算網SaaS生態運營體系

在算力網絡中，通過SRv6技術可以簡化網絡結構，SRv6具備天然整合云網協議的能力，兼容IPv6的特性，可延展到網絡的各個層級，從傳統的城域網、骨干網，到接入園區、數據中心，乃至未來到終端和云內，同時通過其靈活的三層可編程空間，可以更好地滿足新的網絡業務需求[11]，大幅簡化了業務連接和業務部署的復雜程度，使得網絡服務化具備了必要的條件，即將網絡的能力和數據進行開放，支撐業務實現實時、按需、動態地部署。結合源路由SRv6網絡可編程能力，對各類業務進行靈活編排，通過將Service ID和SRv6協議中的Segment ID[12]關聯，構建SID as a Service(SaaS)即將網絡路徑編程為一個服務，通過SID對該服務進行抽象，便于編排層調用，實現一網聯多云、一鍵網調云，構建新一代數字技術設施，增強聯接+計算的網絡內生能力。

將云商的應用靈活調用，做到“網絡即服務”，這就需要打造一張面向服務化承載的網絡，除了SRv6的功能，還需結合SFC技術實現將承載網絡與云側服務拉通，以服務為導向，基于承載網絡靈活提供服務。基于分段路由的SFC，由于SR支持在頭節點顯式編程數據報文的轉發路徑，天然支持SFC，而且SR不需要在網絡中間節點維護逐流的轉發狀態，因此只需在頭節點下發SFC的策略即可，不需要對SFC中所有的網絡節點進行配置，這也使得SFC的部署難度有效降低，尤其是控制平面的難度[13]。通過SRv6來實現SFC，訪問網絡中各種各樣的Service Function，并將Service Function加入到網絡流量路徑中，實現應用或者算力的動態鏈接[14]。

SaaS服務流程如圖4所示，用戶可以將各種服務應用和算力資源，通過算力服務注冊平臺，將其注冊到運營商的網絡中，即通過平臺將服務信息和算力資源發布至網絡中供其他用戶調用，運營商提供網絡服務化能力，通過對網絡能力進行抽象，以服務的形式對外提供，可以包括網絡資源連接服務，算力資源調用服務，多種服務功能訪問，以及定制化等多種服務類型[15]；充分發揮SRv6網絡編程能力，用戶申請應用或者算力，結合業務場景對網絡的各項原子能力進行組裝，通過網絡獲得的對應的Service ID，實現服務功能或算力資源被網絡任意按需調度，靈活編排。圖中SID1和SID2為兩個計算流水線工序，通過的計算環節不同，結合網絡服務，最終實現不同的業務模式和服務體驗。

該商業模式的大規模推廣有賴于計算模式由集中向分布式的變化，以及服務對SRv6的原生支持。但是隨著計算發展趨勢，零散算力逐步接入運營商網絡中，運營商著力打造兩大算網能力：一是算網技術能力，包括網調應用能力和網隨算動能力。網調應用實現了極致靈活網絡，算力云池內應用按需調度；網隨算動使得網絡具備了基于時延、帶寬、丟包、指定路徑等選路能力，能夠滿足對算力的不同訴求。二是算網生態服務能力，運營商作為服務平臺，將支持集成第三方服務，并按需調度網絡側差異化承載服務能力，與應用合作伙伴共同構筑產業生態，實現將算力快速“輸送”給千行百業的用戶，為全社會數字化轉型賦能[16]。

4 結語

算力網絡依托計算和網絡兩大IT與CT基礎設施，使能算力服務，是響應國家產業政策，具備商業前景，適合運營商經營，順應技術演進趨勢的新方向。

從電信運營商的經營發展來看，運營商具備以5G為代表的接入網絡覆蓋和體驗優勢，長期運營積累的IDC以及邊緣局房數量和質量優勢，多種公有云、行業云和企業云的資源整合優勢，以及電信行業全程全網運營帶來的規模優勢與安全保障。運營商應充分利用算力網絡發展機會，面向數字時代泛在接入、超低時延、安全可信為代表的計算服務體驗需求，重點提升高品質的算力互聯能力和算網聯合調度能力，構建泛在算力的網絡化服務新模式，實現云、網、數、智、安、鏈的一體化運營。

算網時代的運營商機遇與挑戰并存，從現網過渡到算力網絡，實現算力運營、建立算力生態、提供算力服務等不僅需要技術創新，還需要在管理體制機制上做更多的探索；需要產業伙伴間高效的合作與協同，推動產業鏈各方進行產品開發、商用落地和運營分成；需要形成算力網絡可測量、可驗收、可評估的架構體系，促進算力網絡的可持續健康發展。

算力網絡這既是運營商轉型的必由之路，也是新一代信息基礎設施的升級版，運營商以數字化轉型整體驅動生產方式、生活方式和治理方式變革，以算網融合服務為基礎，為全社會的數字化、網絡化和智能化發展夯實底座，打通經濟社會發展的信息“大動脈”。