前言：在中华人民共和国工业和信息化部、中共中央网络安全和信息化委员会办公室、 中华人民共和国教育部指导下，中国信息通信研究院联合地方政府主办首届 IPv6 技术应用创新大赛，旨在推动IPv6 与千行百业融合发展，激发产业创新，促进人才培养。
为进一步普及推广IPv6概念，集中展示行业前沿技术和应用，繁荣产业生态，本次大赛特别推出“焦点解读”专题，和三大运营商及产业链巨头携手共同呈现当前IPv6的规模部署、落地实践及未来规划等，在IPv6发展历史进程中书写华章，贡献力量。本期“焦点解读”特邀中国联通专家讲解“上海联通基于IPv6+的一体化算网编排调度场景应用”。
随着国家“东数西算”工程的推进实施，算力作为数字经济时代的关键生产力，已经成为推动数字经济发展的核心支撑力和驱动力。算力时代，中国联通充分发挥泛在高速的通信网络优势，打造“联接+感知+计算+智能”的算网一体化服务。当前，上海联通自主研发的算网大脑成功上线，标志着在向算力网络升级进程中实现了从实验室场景到用户级的规模复制，迈入商业化的正循环。
案例概况
当前，新一轮科技革命和产业变革深入发展，数字技术正以新理念、新业态、新模式全面融入经济、社会、民生等领域。近年来，中国数字经济规模持续快速增长，到2025年，中国数字经济规模有望超过60万亿。而支撑这一数字化转型进程的重要基础在于云服务能力，以及如何通过网络充分发挥云服务能力在资源有效配置方面的作用。算力发展与经济增长紧密相关，一个以算力为核心生产力的数字经济时代正在加速到来。
作为信息技术的左右手，计算和通信有着天然的紧密联系。经过多年的发展，中国联通已经具备了一张泛在高速的通信网络。进入算力时代，中国联通充分发挥多年来在网络方面积累的优势，尝试通过网络的分布式协同来实现对网内各种算力的合理调度和资源的有效配置。算网融合的一体化算力网络编排，需满足异构多云资源、资源池性能状态统一感知调度的要求，也对网络提出了更高的要求。算力网络是面向计算和智能服务的新型算力体系，而以SRv6、iFIT、APN6等为代表的IPv6+技术是算力网络的技术基石，增强网络内生算力是算力网络演进的重要方向。算力网络的核心思想是基于IPv6+网络技术将地理分布的算力中心节点连接起来，动态实时感知算力资源状态，进而统筹分配和调度计算任务，传输数据，构成全局范围内感知、分配、调度算力的网络，在此基础上汇聚和共享算力、数据、应用资源。
为了串联各大云基础设施资源，推进云与网络构成一个整体，需要具备能按需的云资源分配的同时又能使得网络能够保障云资源得到充分利用的能力。故本案例将基于IPv6+技术研究云和网的智能化深入融合方案，增强网络内生能力，实现“联接+计算+智能”一体化服务的新一代数字基础设施，推动“云网融合”向“算网一体”迈进。算网融合调度科研平台旨在完成算网资源的同步感知、算路预算与弹性调度，支持计算、存储等多维资源、服务的感知与通告，实现“网络+计算”的联合优化。
IPv6+技术创新应用
在IPv6+技术的创新应用方面，上海联通一体化算网融合调度平台主要应用了APN6应用感知、iFIT随流检测、SRv6分段路由、网络切片等IPv6+技术，充分利用IPv6网络特性，助力算力网络的高质量服务。
基于IPv6的APN6应用感知：在传统IP网络中，报文头内容的核心是源地址与目的地地址，无法识别IP包所承载的业务类型与服务等级等方面的关键应用信息。基于IPv6技术的APN6应用感知技术，充分利用IPv6报头的可扩展能力，融合业务要求，并嵌入所承载应用的数据属性，可实现基于算网大脑的多云场景下按需选云。
基于IPv6的iFIT随流检测：算力网络中存在海量的连接，对于网络的运维能力提出新的挑战。传统网络的运维方法存在业务受损被动感知、定界定位效率低下的问题。在算力网络中，基于IPv6技术的iFIT随流检测技术无需外挂探针，而是将指令携带在IPv6扩展报头中。根据染色比特经受的时延、误码等来获得链路性能，可实现任意规模的分钟级全网链路监测，与毫秒级虚拟网络拓扑查询。
基于IPv6的SRv6分段路由：传统网络使用MPLS技术，往往采用工单传递、手工配置的方式，逐段开通业务，开通时间长。基于IPv6技术底座的算力网络可以使用SRv6技术，在IPv6地址扩展头中指定流量转发路径，以支持低时延、组播、快速倒换和高可靠并发。此外，SRv6还可根据应用类型可提供专线产品和网络切片，并基于算力节点位置选择对应的最优上云路径。
基于IPv6的网络切片：网络切片可确保算力网络的无损传输和安全隔离。传统网络按照“专线”思维来为不同业务提供软隔离的差异化服务。而算力网络可以按照“专网”思维来为不同业务提供硬隔离网络切片。在一张物理的算力网络上，网络切片进行资源切片隔离，形成多个虚拟网络。不同业务在自己的网络切片上独立传输，实现确定性的无损传输和安全隔离。
在基于IPv6+的算网一体化调度中，上海联通自研算网大脑，通过算网一体化编排调度中心，对接算力和网络资源的管理系统，全面感知算力和网络的整体情况。算网大脑将算力网络的原子能力与智能调度算法对接，通过原子能力的最优编排，实现算网最佳调度方案，适配不同的服务场景，并将决策的方案下发算力和网络，实现算网的统一调度。通过感知、分析、决策、调度全流程高效运作，实现基于网络智能与数据驱动的智能管控和运营的整体目标。在算网大脑的统一指挥调度下，云网边端基于IPv6+的底座高度协同起来，形成算力一张网。
（算网一体编排调度中心可视化界面）
案例实现了统一的算网融合调度平台，通过北向接口感知传递实时算力资源、网络性能等关键指标信息，实现“一网联多云，一键网调云”的算网一体化底座，并基于具体业务需求提供最佳的资源分配和网络连接方案。通过算网一体编排调度中心的可视化界面，算网大脑所感知的算力资源分配情况、实时利用率、网络资源与性能等标可被实时展示，并在资源紧张时产生告警信息。算网大脑集成了算网感知评价及度量标准，可优先完成算路性能的感知，并对计算资源进行统一抽象描述，并通过智能专家算法实现算力、网络融合的算力调度能力。上海联通算网大脑实现了三项关键自研成果：
自研统一度量体系：通过自研算网资源统一评价度量体系，对多维度云资源、网络算路等不同量纲的参数进行统一抽象描述，进而综合评价算力网络中分布式资源的实时情况。
自研主动感知方法：算网大脑通过云管与网管平台的北向接口，主动感知算力网络实时资源，并将感知信息与调度算法进行对接，用于进一步决策与关键指标实时展示.。
自研智能调度算法：构建丰富多样的原子能力集，自研算网融合一体化调度算法，精细化的原子能力和精准的调度算法有助于算网大脑的调度决策精度提升，优化业务部署位置与多云协作模式。
场景应用
作为信息基础设施的重要组成部分，算力网络正成为新时期业务应用的新增点。算力网络在人工智能、智慧城市、智能制造、交通行业、文化娱乐、科学研究等多领域都有丰富的应用场景，可为千行百业的多元化应用，提供按需的泛在协同一体化服务。算力网络可以通过极致可靠的网络连接，协同调度云计算、边缘计算、智能终端等多级算力，以更高的算力性能和更低的终端成本，实现算力对应用的加持，为用户提供智能化、沉浸式服务内容和体验。
案例一：直播视频流渲染
基于IPv6+技术的算力网络一体化调度平台，可输出面向内容分发类用户的低延迟、短时高并发、高可靠的一体化解决方案，一揽子解决内容分发、云边协同、多云联动的实时低延迟及多点快速分发提供服务的综合性问题。其典型案例是短时高并发的直播视频流渲染应用场景。
面对突发大规模视频直播服务需求，直播视频流需实时渲染后分发到用户侧。算网大脑感知并调度多中心云资源，制定云边协同、多云协同任务完成策略，下发至算力网络进行调度。算网大脑感知并调度多中心云资源，制定云边协同、多云协同任务完成策略，下发至算力网络进行调度。多中心云协同处理视频的实时渲染等高负荷业务，边缘云处理弹幕实时互动、内容分发等低算力需求业务。
（基于IPv6+的算力网络直播视频流渲染）
案例二：车联网移动任务处理
基于IPv6+技术的算力网络一体化调度平台，可输出面向交通物流类用户的边缘、低延迟、多点切换、高可靠的一体化解决方案，提供网随算动、就近服务、快速相应的算网融合一体化服务，一揽子解决交通物流用户大范围移动与保持低时延可靠响应的矛盾问题。
城市车联网的智能化升级演进，需为移动车辆提供就近的算网融合服务。算网大脑实时感知网络负载与车辆实时位置信息，制定最优算力路由匹配策略，下发至算力网络进行调度“云-网-边-端”充分协同，完成复杂车联网移动任务处理，网随算动降低服务时延，就近为移动车辆提供性能最优的算网融合服务。
（基于IPv6+的算力网络车联网移动任务处理）
技术价值与意义
随着“东数西算”工程的启动，算力资源在“新基建”的大背景下首次被提升到水、电、燃气等基础资源的高度，也让全产业链充分意识到“算力网络”的重要性。“东数西算”核心目标就是横跨东西部构建起覆盖全国的算力网络，真正驱动数据的跨域流动、算力的跨域调配，加速数字经济的发展和产业转型升级，也将促进算力网络的全产业链联动。
算力网络建设属于新基建范畴，既能支撑数字经济的高质量发展，也具有很多不可量化、经济效益之外的潜在社会效益。信息社会进入智能化新阶段，信息基础设施的主要作用已不是解决连通问题，而是为人类的生产与生活提供充分的分析、判断和控制能力。因此，算力作为数字经济时代的新生产力，必须实现基础设施化。
作者简介
曹畅
博士后，高级工程师，中国联通研究院未来网络研究部总监，中国通信学会信息通信网络技术委员会委员，算力网络技术委员会委员兼秘书，中国通信标准化协会CCSA TC610“云网智联技术标准推进委员会”开放网络设备组组长，TC621“算网融合技术标准与产业推进委员会”算力网络组组长，TC614“网络5.0技术标准推进委员会”架构组副组长，中国互联网协会学术工作委员会委员，中国通信学会算网融合标准推进组副组长，曾获中国通信学会科技进步一等奖等多项奖励，主要专业领域为IP网络宽带通信、SDN/NFV、算力网络与网络编排管控技术等。
廖思忆
博士研究生，毕业于上海交通大学，目前就职于中国联合网络通信有限公司上海市分公司，长期从事算力网络、边缘计算、异构网络融合、下一代网络架构等相关研究，在通信相关领域发表国际学术论文10篇，含多篇中科院一区、JCR Q1、CCF-A类第一作者SCI论文。
林建森
工程师，目前就职于中国联合网络通信有限公司上海市分公司，长期从事云计算、算力网络、IPv6+新技术、算网融合设备、融合ICT应用等相关技术的研究。获得专利著作3篇。
郑永清
目前就职于中国联合网络通信有限公司上海市分公司，长期从事核心网、边缘计算、算力网络、IPv6+新技术等相关技术的研究。
关于IPv6大赛
为落实2021年《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》要求，全面推进互联网协议第六版（IPv6）商用部署，加快推动 IPv6 与各行各业融合发展，首届IPv6技术应用创新大赛应运而生。
本次大赛由中华人民共和国工业和信息化部、中共中央网络安全和信息化委员会办公室、 中华人民共和国教育部指导，中国信息通信研究院、上海市通信管理局、上海市经济和信息化委员会、中共上海市委网络安全和信息化委员会办公室、上海市发展和改革委员会、上海市教育委员会、中国（上海）自由贸易试验区、临港新片区管理委员会主办，国家（上海）新型互联网交换中心、中国信息通信研究院华东分院、中国教育和科研计算机网CERNET网络中心承办。
大赛赛道设置丰富,涵盖兴业、辅政、科教、惠民四大领域赛道，安全、APP/终端、信息基础设置大三通用赛题，自7月份正式启动以来，受社会各界及权威媒体的高度关注和多方位报道。
大赛总决赛在上海举办，时间拟定12月，采取路演和会议相结合的形式，届时IPv6领域上中下游创新项目、领军代表将巅峰集结，同台竞技，助力IPv6规划部署，引领行业热潮。
诚邀社会各界共同参与支持本次大赛，共建IPv6行业生态，共促IPv6高质量发展，共筑数字经济发展底座，共赋千行百业数智转型！
联系人：
倪叠叠
中国信通院华东分院
18225689562
