报告行业投资评级 - 无投资评级信息 [序号] 报告的核心观点 - 算力网络是网络和计算融合发展的全新方向,将进一步促进技术和产业融合,为工业互联网提供新型融合基础设施的支撑 [5] - 算力网络的目标是实现"算力泛在、算网共生、智能编排、一体服务",逐步推动算力成为与水电一样,可"一点接入、即取即用"的社会级服务,达成"网络无所不达,算力无所不在,智能无所不及"的愿景 [12] 根据相关目录分别进行总结 一、前言 [5] - 工业互联网和边缘计算对DIOCT技术融合提出了更高的要求,算力网络进一步融合通信、计算、人工智能等学科领域,是对边缘计算技术的有效升级,是推动传统产业的数智化转型以及激发数字经济发展的新引擎 - 本报告针对工业互联网和算力网络的发展趋势,提出算力网络在工业互联网应用的场景和技术思考 二、算力网络发展的背景和趋势 [10][11] - 数字经济、产业数字化转型需要更优质的网络连接和更强大的算力满足超大带宽、超低时延、超高安全等业务需求 - 算力网络是随着5G、边缘计算的技术融合和分布式部署发展而来,是国内通信产业界首创的新型技术 - 算力网络的目标是实现"算力泛在、算网共生、智能编排、一体服务",逐步推动算力成为与水电一样,可"一点接入、即取即用"的社会级服务,达成"网络无所不达,算力无所不在,智能无所不及"的愿景 三、工业互联网和算力网络的协同发展 [24][25] - 工业互联网网络是构建工业环境下人、机、物全面互联的关键基础设施,根据业务需求和数据流向,工业互联网网络又可进一步划分为工厂内网和工厂外网 - 算力网络是网络和计算两大学科的融合,包括以SRv6/G-SRv6、确定性网络、无损网络为代表的IP网络和全光高速互联、全光灵活调度为代表的光网络等网络基础设施,以及多样性算力、算力原生为代表的灵活敏捷的算力底座和边缘计算、端计算为代表的的泛在算力基础设施 - 算力网络的目标是实现算网一体,在算网一体阶段,网络和计算基础设施从形态上走向深度融合甚至一体化,实现转发及计算;业务请求将分解至异构的分布式服务节点,利用集中式和分布式调度结合的方式实现极低时延的信息处理;网络和计算资源从整体上实现一体化编排管理,充分考虑地域、时间、用户等性质进行统一编排 四、算力网络在工业互联网的应用场景和部署方式 [26][27][28][29][30] - 算力网络可以应用在工业内网,对边缘云、网关、PLC等异构算力节点的进行编排管理 - 算力网络可以应用在工业外网,对不同园区或不同工厂的云、边缘云等节点进行协同调度 - 工业互联网促进工业网络向灵活组网、IP化的趋势发展,结合工业SDN、IPv6等技术,算力网络可以通过集中式或者分布式的方式实现 - 当前工业生产(主要指离散工业)基本上都是"刚性生产"模式,未来工业生产大规模定制化的特点需要资源组织更加灵活和智能,工业SDN可以实现灵活化的组网,通过网络资源的动态调整,打破工厂内部网络刚性组织的局限,实现生产过程的灵活组织及生产设备的"即插即用",适应智能机器自组织和生产线敏捷部署的要求 - 工业现场网络基本采用总线和工业以太网协议,具备很强的专用性和私有性,为互联互通带来较大困难,通过协议转换等方式也存在效率和可靠性问题。工业IP化是指将IP协议延伸至工业生产网络,以实现企业办公网络、生产管理网络、过程控制网络以及现场网络的端到端IP互联,有利于整个工业系统的全面深层次交互 五、算力网络在工业互联网应用的关键技术 [31][32][33][34][35][36][37][38][39] - 算力网络和工业互联网相结合的核心技术包括算力度量、算力感知和路由、在网计算、确定性网络、数字变生网络等 - 算网度量主要包括三个方面:面向算力资源的度量、面向算力需求的度量、算力度量信息的使用 - 算网感知主要包括三个方面:用户需求的感知、网络资源的感知、算力资源的感知 - 算网调度主要包括:算力路由与寻址机制、算网一体调度算法 - 在网计算面向网络和计算逐步一体化阶段,计算任务开始从网络边缘的数据中心逐渐迁移至网络内部,由交换机、路由器、网关、服务器等设备共同完成计算任务 - 确定性网络自提出以来,首先在车载网络、工业网络得以应用,当前工业以太网、时间敏感网络等技术已经应用在工业互联网,IP网络的确定性技术和标准仍在制定中 - 数字孪生网络是将数字孪生技术引入网络,构建一个具有物理网络实体及虚拟孪生体,且二者可进行实时交互映射的网络系统 - 算力标识主要包括:构建统一标识、解析系统管理 六、愿景 [41] - 在工业互联网中,算力网络的核心作用是对网络和算力资源的统一纳管以及灵活的调度 - 工业系统中存在多种形式的算力,在工业互联网边缘计算体系中,一般将边缘节点分为边缘控制器,边缘网关以及边缘云,这三种边缘节点均可部署算力,完成相应的工业计算类业务 - 相信在数字经济战略以及新基建、东数西算等工程的驱动下,算力网络可以充分发挥其新型基础设施的作用,促进产业的智能化升级 七、展望 [43] - 算力网络是国内首创的融合网络和计算两大领域的新型技术,目标是构建灵活高效、绿色低碳的新一代融合信息基础设施,已经成为产业界的热点 - 与工业互联网相结合,算力网络可以助力实现统一化、灵活化承载的工业互联网网络和计算平面,满足新型的工业应用需求 - 目前,算力网络的发展尚处于起步阶段,演进路线和技术体系初具雏形,亟需产业界上下游联合推进,在算力度量、算力感知和路由、在网计算等技术方向实现突破