從IPv6+到算力路由，開創算網一體新發展中國移動研究院

段曉東2023/12/12通信網絡正加速向新型信息通信網絡演變技術范式產業范式資源范式通信網絡新型信息通信網絡架構范式算力為核心的信息數據處理提供計算、感知、智能、安全等一體化的新一代信息通信服務網絡為核心的信息交換提供語音、短信、移動寬帶等通信服務2中國移動算力網絡發展歷程——中國移動《算力網絡白皮書》算力網絡是以算為中心、網為根基

，網、云、數、智

、

安

、

邊

、

端

、

鏈（ABCDNETS）等深度融合、提供一體化服務的新型信息基礎設施。楊杰董事長提出“

算力網絡”

概念與愿景成為“5G+算力網絡+能力中臺”新型信息基礎設施的關鍵一環發布《算力網絡技術白皮書》，提出十大技術方向提出新概念發布中國移動《算力網絡白皮書》和發展倡議發布新理念融入新戰略開創新方向算力網絡子鏈組建14支攻關戰隊聯合攻關產業問題組建新戰隊5G智慧中臺算力網絡構建新裝置發布《算力網絡科技創新成果》，CFITI試驗網與中國算力網、中科院信息高鐵聯合打造科學裝置中國移動深刻把握算力時代發展脈搏，發揮運營商網絡領先優勢，以網強算提出“算力網絡”全新理念。兩年來，繼往開來、開拓創新，全力推進算力網絡發展啟動算力網絡試驗網CFITI

1.0，發布算網服務體系1.0打造新平臺3IP技術創新進入算網融合發展新階段盡力而為

帶寬共享質量保障

綜合承載海量地址

低時延萬物互聯

高可靠算為中心

網為根基算網融合

算網一體互聯網歷經IPv4/MPLS、IPv6/SRv6(G-SRv6)發展階段，網絡能力從盡力而為向低時延、高可靠、確定性提升；數字經濟的發展推動網絡從連接算力向感知、調度算力演進，逐步進入算網一體的算力網絡新階段三階段：算網融合/算網一體二階段：IPv6/SRv6(G-SRv6)一階段：IPv4/MPLS4網絡基礎設施核心網、承載網及全部網管、安全、DNS系統100%支持IPv6應用基礎設施全部IDC、746個CDN節點、200+個移動云產品、31個云資源池100%支持IPv623個骨干直聯點100%支持國內互通帶寬29.4T國際互通帶寬4.6T用戶流量互聯互通借助IPv6技術創新，推動IPv6發展走向縱深，實現IPv6從研究實驗到規模商用的跨越5借助移動網絡換代機遇突破IPv6發展瓶頸，推動實現移動網絡與IPv6同步發展，

建成全球最大規模IPv6網絡以“LTE、VoLTE和應用”三大抓手，突破移動互聯網IPv6用戶發展和流量牽引難題，移動網IPv6流量占比達60全網IPv6活躍連接數9.8億移動網絡IPv6流量占比60.2%固定網絡IPv6流量占比20.4%數據統計截至2023年11月2

借助以G-SRv6為核心的IPv6+體系構建，進入初步原創階段圍繞G-SRv6構筑國際標準體系，助力我公司在IETF貢獻度躍居全球運營商首位、全球公司前列G-SRv6基礎協議創新G-SRv6業務應用創新智享WAN應用感知業務鏈網絡切片G-SRv6幀格式、轉發機制和控制協議重路由及保護基礎OAM隨流檢測流量調優產業數字化和數字產業化升級推動網絡持續迭代，中國移動從基礎協議創新、業務應用創新出發，全面構建IPv6+創新技術體系，助力網絡實現從帶寬要素向確定性保障多維要素升級演進62.1

原創提出G-SRv6技術，引領國際標準發展統一容器壓縮SID和原生SID使用統一128位G-SID容器承載，解決異構SID兼容難題二維指針定位擴展SI與原有SL結合形成二級索引，解決壓縮SID定位難題，降低轉發硬件實現復雜度壓縮標記識別SID列表中下一個SID是否壓縮，解決SID轉發編排聯動問題壓縮冗余前綴利用IPv6地址格式規律，壓縮后的G-SID僅含差異部分，解決SRv6報文封裝效率低問題7G-SIDContainerG-SIDContainer①②G-SIDContainer③SL③SI④PayloadIPv6頭部SRH頭部SID

List原創提出G-SRv6基礎幀格式和轉發機制，在支持現有SRv6所有特性前提下，徹底解決SRv6開銷問題，成為IETF

SRv6基礎標準，是我國在IP領域少有的基礎協議突破四大原創技術已申請專利，成功寫入IETF國際標準帶動中國移動在IETF標準組織貢獻度躍居全球運營商首位72.2

打造智享WAN算網服務平臺，成為SD-WAN新方向智享WAN統一控制器

G-SRv6CPE接入網云端到端G-SRv6+業務可視、可保障避繁就簡：基于G-SRv6技術，整合Overlay和Underlay網絡基礎資源，提供算網服務G-SRv6

Overlay接入網PE/PoP

云PE/PoPG-SRv6云專網網PE/PoP

云PE/PoP應用感知智享WAN是基于G-SRv6的新一代SD-WAN，圍繞應用+安全+網絡+算力布局多項創新技術，在BBF主導國際標準立項，自主研發業界首個智享WAN產品，提供連接+算力一體服務域名應用綁定SLA路徑CPE靈活彈性調整策略使能應用級精細化運營源路由VPN授權訪問源地址路由過濾識別量子隨機數增強加密Overlay/Underlay資源整合大網網絡能力最優利用源地址推導穿越防火墻智能融合SRv6業務鏈安全、加速等增值服務拉通云內+云間新算網82.3

構建完整產業鏈，實現全球范圍大規模部署歐洲Orange沙特STC南非MTN伊拉克Asiacell印尼IndosatG-SRv6完成從概念到技術成熟的全進程創新，成為全球化規模部署的新一代IP網絡基礎協議，躋身互聯網基礎協議族設備控制器測試儀芯片構建G-SRv6百億級產業鏈，關鍵技術納入芯片內核實現了國家級骨干網路由器核心芯片自主掌控，形成包括國內外芯片、設備、控制器、測試儀表在內的國內外10余廠家全面支持的全球產業生態建成全球最大規模的G-SRv6網絡，成為全球主流網絡部署技術在中國移動云專網、歐洲Orange、南非MTN、沙特STC等海內外運營商規模部署，全球多家運營商正計劃引入93.1

算力與網絡跨學科交叉融合創新，走向一體共生算為核心，網為根基，算力與網絡的融合體現在“以算促網”和“以網強算”兩個方面，二者“雙向驅動”，算網交叉融合創新成為發展新范式算力發展需求網絡演進需求從通信服務向新型信息通信服務轉變性能代際提升對算力提出更高要求單一速率范式制約網絡規模發展摩爾定律下單點算力面臨性能瓶頸多樣性算力需要異構融通、互補協同泛在算力閑散分布，需要高效集約利用充分條件：F(Computing,Network)

>=F(Computing)+F(Network)限制條件:

有限的Computing資源，和有限的Network資源優化目標:

=G(能效、性能、利用率)算力網絡研判：算和網已經呈現雙向驅動趨勢，為了進一步呈現整體的能效、性能和利用率優勢，需要算網一體化的系統思維和多學科交叉創新能效算網一體=F(Computing,Network)必要條件：Network,Nomputing互相影響性能利用率3.2

算網一體主要特征設備一體以外掛或內嵌/內生的方式，形成“算力感知”、“網絡感知”或“轉發即計算”的計算形態，構建異構融合的設備硬件支持算力、網絡、應用等多維資源感知和調度的新協議，可通過網絡協議擴展并攜帶計算信息，或者定義新型協議協議一體架構一體構建統一編程范式和異構算力抽象機制，形成一體編譯鏈接、跨架構動態運行的基礎軟件架構，實現應用跨架構無感遷移網絡和計算服務統一入口，通過能力的相互補充和調用，面向用戶提供無感知的網絡和計算服務服務一體算網一體原創技術深度賦能算網基礎設施、編排管理、運營服務多層次一體化發展3.3

構筑算力網絡發展源動力，開創算網一體原創技術體系算力網絡是算網交叉學科創新的重大契機。為構筑算力網絡發展源動力，開創算網一體原創技術體系，已形成一批標志性的原創技術數據快遞突破廣域傳輸性能瓶頸空芯光纖新型光纖介質與系統在網計算打破算網邊界全調度以太突破無損以太性能瓶頸算力度量打破單維算力指標移動算力5G、6G新增計算面算力路由突破互聯網架構協議存算一體突破馮氏架構算力原生實現應用跨架構遷移400G/800G超高速大容量全光網絡G-SRv6統一IP承載協議算力卸載多算力形態統一底座算力并網實現算力供給側改革新一代SD-WANUnder與Overlay協同算力解構應用模塊化解構部署算力智能內生計算要素創智能服務空天地一體突破異構算網融合隱私計算安全數據分析計算應用感知應用類型識別OTN光電聯動新型全光網架構全光接入新型接入網架構云原生敏捷高效體系總線互聯卡間高速通信50GPON+FTTR新型接入網架構原創技術“5顆珍珠”：算力原生、全調度以太、算力路由、在網計算、數據快遞3.3.1

算力路由：引領國際標準化突破算力路由將算力因子引入路由域，實現網絡和計算的聯合優化，滿足新型業務需求及算網資源的全局優化13當前缺乏將計算資源與網絡狀態相結合的方案。現有的解決方案通常為off-path，如DNS、ALTO或L4/L7負載均衡，查詢地址/狀態的時延隨著協議層的升高而升高!技術路徑分析L4

SchedulerL7

SchedulerUpperL7Scheduler重定向數據庫查詢L3

CATS隨路調度結論：算力路由將具備更高的性能歷經4年，中國移動在IETF發起成立算力路由工作組(CATS,

Computing-Aware

Traffic

Steering)，中國移動擔任主席，是IETF路由域近10年由中國高校/公司牽頭成立的兩個工作組之一結論：流量調度時需要同時考慮網絡和計算資源狀態典型場景：Computing-Aware

AR/VRAR/VR

時延需要低于20ms保障用戶體驗，包括：傳感器采樣延遲：＜1.5ms（客戶端）顯示刷新延遲：≈7.9ms（客戶端）GPU的幀渲染計算延遲≈5.5ms（服務器）網絡延遲（預算）=20-1.5-7.9-5.5=5.1ms（網絡）觀察1：計算延遲和網絡時延在同量級觀察2：僅根據網絡或計算負載，總延遲無法滿足觀察3：根據兩者選擇邊緣站點3，總延遲≈19.4msCATS工作組會議CA-BGPCATS預計將產生系列創新協議CA-BGP-LS CA-OSPFCA-Netconf/yang CA-Restful/json3.3.2

全調度以太：高性能新以太互聯網絡大模型以分布式訓練為基礎，通信開銷導致GPU集群有效算力難以線性提升，網絡成為AI算力“瓶頸”，亟需構建以新型以太網技術為基礎，開放兼容、超高性能的新型智算中心網絡技術體系期待更多產學研合作伙伴加入GSE推進計劃，共同開展四層（物理層、鏈路層、網絡層、傳輸層）+一體（管理和運維體系）攻關2023.6CCSA成功立項《全調度以太網總體技術要求》2023.8中國算力大會正式啟動全調度以太網（GSE）推進計劃2023.9中國網絡大會發布業界首款GSE原型系統2023.5云網智聯大會發布《全調度以太網技術架構》白皮書2023.11ODCC冬季全會GSE工作組成立及第一次工作組會議從“局部”決策到“全局”調度從“流”分發到“報文”分發從盲發+被動控制到感知+主動控制將業務流拆分到不同“報文容器”轉發，提供逐“報文容器”負載均衡機制，提升帶寬利用率從被動擁塞控制，到基于“授權請求和響應機制”的主動流控，最大限度避免網絡擁塞產生全局視野的轉發調度機制，實現集中式管理運維、分布式控制轉發，提高網絡可用性中國移動聯合產業提出全調度以太網（GSE)

技術架構，創新以太網轉發機制，實現三大核心機制轉變LeafSpineSpineSpineLeaf3 2 13 2 132

13 2 13 2 13 2 1擁塞3 2 13 2 12 1丟包GSE

Header1GSE

Header214GSE

Header33.3.3

在網計算：創新提出在網計算NACA架構創新提出在網計算NACA技術架構，目標圍繞拓撲映射、編程范式、計算實現、資源管理形成“四個統一”，全面提升在網計算系統性能，打造智算應用處理及開發新模式聯合十余家單位共同發布《在網計算（NACA）技術》白皮書CCSA

牽頭完成在網計算研究課題及首個行標立項基于CFITI完成RoCEv2在網計算原型驗證，通信密集型訓練任務最高提速60

，帶寬壓縮1倍IETF

118主辦面向智算場景的在網計算

side

meeting研討會及hackthon活動在網計算NACA架構異構網元高性能互聯分布式應用DC交換機端側適配器邊緣匯聚交換機園區網關資源管理拓撲管理任務管理跨架構統一編譯管理運行時管理在網計算通信庫可靠傳輸InfinibandOmni-PathSlingshot同步/異步控制多對一通信一對多通信多對多通信MVAPICHAI訓練/推理 大數據 HPC標識