当中国算力发展遇上“东数西算”工程，大家都在谈论算力网络。当前，算力与网络并未融合，而两者不融合就无法提供算力网络服务。我认为，只有“确定性网络”才能保障算力网络的健康发展，而确定性网络的建设，其实也正是算力网络面临的挑战。

   建设确定性算力网络的挑战，可简要提炼如下。

 

算力网络的确定性挑战

 

   首先是实时性的挑战。目前互联网几乎没有实时性的能力，而不论是工业控制、能源，还是电力，都对网络实时性提出了确定性指标，如时延指标、抖动指标。如果这些领域不解决网络确定性问题，算力网络根本无法实现。

   第二是带宽的挑战。500米口径球面射电望远镜（FAST）每天产生的数据大概有2000多TB，散裂中子源每天产生的数据有600多TB，这么大量的数据，每天要与全球网络共享，网络带宽的不确定直接导致传输效率低下。

   第三是算力成网的挑战。现在的算力网络是“烟囱化”的算力，相互独立、缺乏感知、缺乏调度，算力利用率低，这增加了大家使用算力的成本。

   将来的算力应该都是易用的，就像水电一样即取即用，这也是算力网络的愿景。但从以上几点来看，算力和网络还是“两张皮”，这背后需要大带宽、低时延、低抖动、高可靠的确定性网络作为支撑，需要确定性的算力网络做基础。

   如何解决这个问题，使算力与网络深度融合，无疑是一个非常大的挑战。

   这已不是人们第一次面对确定性网络的命题。早在2015年，国际互联网工程任务组（IETF）就成立了一个工作小组，专门研究广域网的确定性标准，但至今没有实现标准化。国内包括电力、工业互联网等在内的行业，也曾发布有关确定性网络的白皮书。

   但为何现在还没有解决这个问题？因为很难。要满足人们对算力网络大带宽、低时延、零丢包等的需求，就好比在一条普通的马路上，突然要开辟出一段高速公路甚至高铁轨道。

   我们目前使用的互联网就好比一条普通马路，堵堵停停，时延和抖动难以控制。而确定性网络则是利用新技术构建“信息高铁”，是完全畅通的一条路，时延和抖动是可定制的，可按用户需要提供服务，如此方能有效解决工业制造、能源、元宇宙等应用的精准控制问题。

 

确定性网络的实践探索

 

   我认为，确定性网络是我国数字经济最重要的基础之一，远程医疗、新能源、交通系统、交易系统等应用场景，如果没有确定性网络作支撑，其既定的产业愿景就难以很好地实现。

   为了解决这些问题，我们（未来网络团队）不断探索，并取得了一些成果。

   首先，针对当前互联网从“消费型”向“生产型”的转变需求，我们提出了服务定制网络（Service Customized Network，SCN）技术体系，来解决网络架构问题。SCN包括新型网络承载、网络操作系统与云网超融合三大平面，具有支撑产业互联网发展所急需的智能、安全、柔性、可定制等特性。

   第二，我们发展了用确定性网络的操作系统来进行全网调度。未来网络承担了国家大科学装置——未来网络实验设施（CENI）的建设工作。CENI是我国通信与信息领域首个大科学工程，该设施于2019年启动建设，建设周期为5年，将建成一个开放、易使用、可持续发展的大规模通用试验设施，为研究新型网络体系架构提供简单、高效、低成本的试验验证环境，支撑我国网络科学与网络空间技术研究在关键设备、网络操作系统、路由控制技术、网络虚拟化技术、安全可信机制、创新业务系统等方面取得突破。

   基于全新的网络架构，CENI已具备按需定制服务、确定性服务、多云互联服务、智驱安全防护四大关键能力，能够为企业提供低时延、低抖动、高可靠网络接入服务，更好地满足产业互联网对网络性能的苛刻要求。

   目前，依托未来网络确定性网络技术，山东已建成并运行覆盖16个地市、5600公里的全球首张确定性网络，经中国信息通信研究院测试，该确定性网络核心节点时延抖动控制在20 微秒以内，主要性能指标达到国际领先水平。今年6月30日前，该确定性网络升级完成2.0版。升级后，山东省16个地市中，任何两个地市端到端的时延抖动都小于20微秒，而且能做到在高负载的情况下（负载92%）零丢包。

   此外，在南京到贵阳的传输距离上，我们对确定性网络与非确定性网络做了对比实验，反复证明了确定性网络与非确定性网络的传输有明显差距。

   在从南京到贵阳跨2450公里的100G试验网络中，由于传统网络存在大量丢包与拥塞，在网络拥塞情况下，带宽利用率不足10%，难以满足算力数据中心跨广域的无损数据传输需求；而采用新型确定性无损传输技术后，可系统性解决网络带宽、时延、丢包问题，为业务提供有确定性保障的服务，峰值传输速率可提升至88%，达到数据中心内部无损网络传输水平。