國內(nèi)外組織已經(jīng)逐步開展在算網(wǎng)融合方面的相關(guān)工作。在國際電信聯(lián)盟（ITU）包含有 5 項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的算力網(wǎng)絡(luò)國際標(biāo)準(zhǔn)體系已初步建立，并形成統(tǒng)一術(shù)語——算網(wǎng)融合 CNC，覆蓋了 IMT-2020 及未來網(wǎng)絡(luò)、NGNe（Next GenerationNetwork Evolution，下一代網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)）、新型計(jì)算等技術(shù)領(lǐng)域，涉及需求、架構(gòu)、服務(wù)保障、信令協(xié)議、管理編排等方向。在國際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（IETF），2019 年 2 月成立了在網(wǎng)計(jì)算研究組 COINRG，主要面向數(shù)據(jù)中心，研究在網(wǎng)計(jì)算技術(shù)的需求和應(yīng)用場景。

2022 年 3 月，算力感知網(wǎng)絡(luò)（Computing Aware Network,CAN）的工作組籌備會(huì) BoF（Birds of a Feather）在 IETF 第 113 次會(huì)議中召開，第三代合作伙伴計(jì)劃（3rd Generation Partnership Project, 3GPP）面向 R19 也開始提出算力感知網(wǎng)絡(luò)（CAN）等相關(guān)立項(xiàng)和討論。

算網(wǎng)一體的發(fā)展路徑由計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)兩大元素共同決定。從宏觀上講，能夠提供算力的組成單元包括計(jì)算單元、計(jì)算芯片、計(jì)算設(shè)備、計(jì)算系統(tǒng)；能夠提供連接能力的組成單元可以細(xì)分為片上總線、板級總線、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

從能力維度看，計(jì)算指算力，網(wǎng)絡(luò)指連接；從實(shí)體維度看，計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)都有各自的組成部分，分別提供不同的算力和連接能力。

我們通常理解的“網(wǎng)”是指由多種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成，具有連接能力的基礎(chǔ)設(shè)施。一般來講，片上總線、板級總線都屬于設(shè)備內(nèi)部互聯(lián)方式，不在“網(wǎng)”的范疇之內(nèi)。因此，算網(wǎng)一體最基本的組成單元是計(jì)算設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，最初開始從設(shè)備層面呈現(xiàn)技術(shù)要素的融合，并且隨著技術(shù)要素、能力要素、資源要素的不斷驅(qū)動(dòng)，由設(shè)備一體向系統(tǒng)一體發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)服務(wù)一體。

從系統(tǒng)層次看，計(jì)算系統(tǒng)的主要代表為云數(shù)據(jù)中心，超算中心等，而網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的代表為互聯(lián)網(wǎng)(Internet)以及 5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。算網(wǎng)一體系統(tǒng)包含了設(shè)備級算網(wǎng)一體，除融合計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)等技術(shù)要素外，還充分融合了數(shù)、智、安、鏈等能力要素，在表現(xiàn)形式方面更為豐富。目前看來，6G 網(wǎng)絡(luò)預(yù)計(jì)將成為算網(wǎng)一體系統(tǒng)，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將和分布式云系統(tǒng)充分融合，云、邊、端算力將借助網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)高速泛在，一體融合。

從設(shè)備層次看，算網(wǎng)一體主要表現(xiàn)在設(shè)備既具備一定信息處理功能，同時(shí)具備信息轉(zhuǎn)發(fā)能力。技術(shù)要素融合在設(shè)備級算網(wǎng)一體中發(fā)揮著主要作用。比如算力路由、在網(wǎng)計(jì)算就是典型的設(shè)備級算網(wǎng)一體關(guān)鍵技術(shù)。算力路由技術(shù)，基于網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、服務(wù)的狀態(tài)感知，將算力信息注入路由表，生成“網(wǎng)絡(luò)+計(jì)算”的新型路由表。算力路由技術(shù)基于用戶的業(yè)務(wù)請求，通過網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算聯(lián)合路徑計(jì)算，按需、動(dòng)態(tài)生成業(yè)務(wù)調(diào)度策略，并實(shí)現(xiàn)基于 IPv6 、SRv6 等協(xié)議的可編程算力路由轉(zhuǎn)發(fā)路徑。在網(wǎng)計(jì)算技術(shù)將計(jì)算設(shè)備處理的任務(wù)卸載至網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，利用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的閑散算力，邊走邊算，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)隨轉(zhuǎn)隨算，開創(chuàng)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合處理模式，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用服務(wù)加速。

從服務(wù)層次看，算網(wǎng)一體服務(wù)也將逐步呈現(xiàn)一體化，可以實(shí)現(xiàn)算力如水、電一般即取即用的社會(huì)級服務(wù)。算網(wǎng)一體服務(wù)演進(jìn)過程中，需要綜合技術(shù)要素、能力要素以及能源、土地等資源要素。

從整體來看，算網(wǎng)一體以多要素融合、多層次服務(wù)形式從設(shè)備一體化到服務(wù)一體化演進(jìn)；分開來看，呈現(xiàn)出以計(jì)算為主和以網(wǎng)絡(luò)為主的兩種發(fā)展路徑和目標(biāo)。前者演進(jìn)目標(biāo)是一體化超級計(jì)算機(jī)，提供強(qiáng)大的算力；后者演進(jìn)目標(biāo)是信息處理網(wǎng)絡(luò)，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)算力原生和算力泛在。

算網(wǎng)一體的定義：算網(wǎng)一體是算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的目標(biāo)階段，是計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)兩大學(xué)科深度融合形成的新型技術(shù)簇，是融合貫通多要素的一體化服務(wù)，是實(shí)現(xiàn)算力網(wǎng)絡(luò)即取即用社會(huì)級服務(wù)愿景的重要途徑。算網(wǎng)一體的特征包括：

設(shè)備一體化：支持網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算相互感知、協(xié)同調(diào)度功能的新設(shè)備。通過外掛或者內(nèi)嵌/內(nèi)生的方式，形成支持“算力感知”、“網(wǎng)絡(luò)感知”或“轉(zhuǎn)發(fā)即計(jì)算”等的多種形態(tài)的設(shè)備硬件。

協(xié)議一體化：支持算力、網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)等多維資源信息感知和調(diào)度的新協(xié)議，包括算力感知協(xié)議、算力路由協(xié)議、算力配置協(xié)議和算力 OAM 協(xié)議等，可通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議擴(kuò)展并攜帶計(jì)算信息，或者定義新型協(xié)議實(shí)現(xiàn)。

調(diào)度一體化：網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算在管理調(diào)度層面打通，提供統(tǒng)籌考慮的序列調(diào)度能力，或“轉(zhuǎn)發(fā)即計(jì)算”的原子化功能細(xì)粒度并行調(diào)度能力。網(wǎng)絡(luò)支持考慮計(jì)算維度的全局調(diào)度，或者保障局部最優(yōu)的信息調(diào)度。

服務(wù)一體化：網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算服務(wù)統(tǒng)一入口，通過能力的相互補(bǔ)充和調(diào)用，面向用戶提供一體的網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算服務(wù)。

基于算網(wǎng)一體的定義和特征，本章節(jié)進(jìn)一步提出了算網(wǎng)一體的參考體系架構(gòu)，其中，形態(tài)體系、技術(shù)體系、設(shè)備體系、協(xié)議體系共同打造算網(wǎng)一體基礎(chǔ)設(shè)施，支撐新能力、新服務(wù)和新生態(tài)。

（一）形態(tài)體系

根據(jù)算網(wǎng)一體的演進(jìn)路線研判，算網(wǎng)一體包括以網(wǎng)為主和以算為主兩種路線。當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)主要包括域間的廣域網(wǎng)連接和域內(nèi)的局域網(wǎng)連接，廣域網(wǎng)由于其連接范圍廣，計(jì)算要素相對稀疏，仍然主要保持“網(wǎng)”的特性；局域網(wǎng)由于其連接范圍有限，計(jì)算要素相對密集，將更多呈現(xiàn)“算”的特性。所以，算網(wǎng)一體在面向域間和域內(nèi)的演進(jìn)中，將呈現(xiàn)“域內(nèi)化網(wǎng)為算”和“域間化算為網(wǎng)”兩種形態(tài)。

域內(nèi)化網(wǎng)為算：域內(nèi)因?yàn)闅w屬同一運(yùn)營主體，有望丟掉分層解耦的“包袱”，通過軟硬深度融合，率先實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施充分池化，變成一臺(tái)超級計(jì)算機(jī)。

域間化算為網(wǎng)：域間網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)著高效連通多運(yùn)營主體算力和服務(wù)的任務(wù)，兼容互通是首要任務(wù)，分層模型的思想仍將沿用。

（二） 技術(shù)體系

算網(wǎng)一體核心技術(shù)以網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算的一體化服務(wù)為目標(biāo)，研究算力度量、算力感知、算力路由、在網(wǎng)計(jì)算、算力交易、確定性服務(wù)、算網(wǎng)一體編排、通感算一體等技術(shù)。

（三） 設(shè)備體系

設(shè)備是技術(shù)的載體、是能力的底座、是服務(wù)的支撐。算網(wǎng)一體技術(shù)體系的發(fā)展，算網(wǎng)一體基礎(chǔ)設(shè)施需要新型設(shè)備和系統(tǒng)承載，包括算力路由設(shè)備、算力網(wǎng)關(guān)設(shè)備、算網(wǎng)控制設(shè)備、算網(wǎng)編排器、算網(wǎng)調(diào)度器等以網(wǎng)為主的設(shè)備，以及包括云化 UPF（User Plane Function，用戶面功能）、云化小站等以算為主的設(shè)備，共同構(gòu)建算網(wǎng)一體的設(shè)備體系。

（四） 協(xié)議體系

設(shè)備的功能實(shí)現(xiàn)以及設(shè)備之間的通信需要新的算網(wǎng)一體協(xié)議。算網(wǎng)一體協(xié)議主要作用在域間的算網(wǎng)一體演進(jìn)，從 OSI 七層協(xié)議模型演進(jìn)而來，分層引入新信息、新能力，構(gòu)建算網(wǎng)一體協(xié)議體系。

（五）能力體系

算網(wǎng)一體的新型能力體系，包括資源布局、編排、調(diào)度等能力。

（六）服務(wù)體系

算網(wǎng)一體的新型服務(wù)體系，包括交易、激勵(lì)等服務(wù)，將催生新的商業(yè)模式。社會(huì)算力資源并網(wǎng)將推動(dòng)實(shí)現(xiàn)“全局算力一盤棋”，結(jié)合新型激勵(lì)機(jī)制可以提升各方參與積極性，共同促進(jìn)算網(wǎng)新服務(wù)發(fā)展，呈現(xiàn)算網(wǎng)泛在分布、一體供給、協(xié)同編排、靈活取用、綠色設(shè)計(jì)等特點(diǎn)，同時(shí)通過多方參與博弈實(shí)現(xiàn)算力和網(wǎng)絡(luò)的均衡優(yōu)化。

（七）生態(tài)體系

算網(wǎng)一體的新型生態(tài)體系，包括產(chǎn)業(yè)鏈、價(jià)值鏈、供應(yīng)鏈等。當(dāng)前社會(huì)處在IT 與 CT 技術(shù)融合持續(xù)深入的時(shí)代，未來還將與 OT 等技術(shù)進(jìn)一步融合。新型生態(tài)體系的構(gòu)建將有助于整合多方的力量，共同推進(jìn)算網(wǎng)一體走向成熟。