第1章“东数西算”工程与数据中心网络概述
数据中心网络（Data Center Network， DCN），是连接数据中心内部的海量服务器、分布式数据中心，以及数据中心与终端用户之间的网络。数据中心网络是伴随着互联网服务规模的增长和升级以及云计算等新型服务模式的兴起而出现的。对于提供大规模互联网服务的公司来说，其服务器数量可能多达数十万台甚至数百万台，网络技术对其至关重要。
数据中心网络可以分为三个部分：①数据中心内部网络。主要连接数据中心内的海量服务器，支持数据中心服务器之间的通信需求。这部分网络可以被视为一种计算机局域网，该部分的流量可称为数据中心的“东西流量”。②分布式数据中心之间的网络。一个互联网业务提供商可能修建多个数据中心（基于异地灾备、降低延迟等考虑），连接这些分布式数据中心的网络，也是数据中心网络的组成部分。这部分网络大都通过专线（自建或租用）连接，也可采用公共互联网。③连接数据中心和终端用户之间的网络。终端用户一般通过电信运营商的网络来接入到数据中心。数据中心与终端用户之间的流量，被称为数据中心的“南北流量”。随着云计算、大数据与人工智能等技术的发展，数据中心的东西流量占比已超过数据中心总流量的85%，数据中心网络关键技术研究也更多集中在数据中心内部网络方面。
在当前“东数西算”工程和全国一体化大数据中心算力枢纽体系建设的大背景下，数据中心网络的重要性愈发凸显。
1.1 “东数西算”工程概述
党的十八大以来，我国数字经济蓬勃发展，对构建现代化经济体系、实现高质量发展的支撑作用不断凸显。随着各行业数字化转型升级进度加快，特别是5G等新技术的快速普及应用，全社会数据总量爆发式增长，数据资源存储、计算和应用需求大幅提升，迫切需要推动数据中心合理布局、供需平衡、绿色集约和互联互通，构建数据中心、云计算、大数据一体化的新型算力网络体系，促进数据要素流通应用，实现数据中心绿色高质量发展。党中央高度重视发展数字经济，将其上升为国家战略，从国家层面部署推动数字经济发展，并积极推动建设全国一体化大数据中心算力枢纽体系。
2020年12月23日，国家发展改革委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局（以下简称四部委）联合印发《关于加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见》（发改高技〔2020〕1922号），提出构建全国一体化大数据中心协同创新体系。2021年5月24日，四部委联合印发《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》，提出布局建设全国一体化算力网络国家枢纽节点，加快实施“东数西算”工程，国家枢纽节点之间进一步打通网络传输通道，提升跨区域算力调度水平，加强云算力服务、数据流通、数据应用、安全保障等方面的探索实践，发挥示范和带动作用。2022年3月，四部委联合复函同意京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、贵州、甘肃、内蒙古和宁夏等8地启动建设国家算力枢纽节点，并规划了10个国家数据中心集群，至此，“东数西算”工程实施的政策框架体系基本建立，“东数西算”工程正式全面启动。
“东数西算”工程是我国从国家战略、技术发展、能源政策等多方面出发，在“新基建”的大背景下，启动的一项至关重要的国家工程，将算力资源提升到如同水、电、燃气等基础资源的高度，统筹布局建设全国一体化算力网络国家枢纽节点，助力我国全面推进算力基础设施化。与“西气东输”“西电东送”“南水北调”等工程相似，“东数西算”是一个国家*算力资源跨域调配战略工程，针对我国东西部算力资源分布总体呈现出“东部不足、西部过剩”的不平衡局面，引导中西部利用能源优势建设算力基础设施，“数据向西，算力向东”，服务东部沿海等算力紧缺区域，解决我国东西部算力资源供需不均衡的现状。
从整体上，“东数西算”工程将围绕“五个一体化”的工程目标建设：
（1）网络一体化。
围绕集群建设数据中心直连网，建立合理网络结算机制，增大网络带宽，提高传输速度，降低传输费用。围绕集群稳妥有序推进新型互联网交换中心、互联网骨干直连点建设。
（2）能源一体化。
从国家“双碳”战略整体规划出发，充分发掘西部丰富的风光等可再生资源，应对好可再生能源波动性问题，扩大清洁能源市场化交易范围，促进建立清洁能源消纳的市场化机制。从整体规划层面对数据中心集群进行统一能耗指标调配。
（3）算力一体化。
在集群和城区内部的两级算力布局下，推动各行业数据中心加强一体化联通调度，促进多云之间、云和数据中心之间、云和网络之间的资源联动，构建算力服务资源池。
（4）数据一体化。
建设数据共享开放、政企数据融合应用等数据流通共性设施平台。试验多方安全计算、区块链、隐私计算、数据沙箱等技术模式，构建数据可信流通环境。
（5）应用一体化。
开展一体化城市数据大脑建设，选择公共卫生、自然灾害、市场监管等突发应急场景，试验开展“数据靶场”建设，探索不同应急状态下的数据利用规则和协同机制。
建设“东数西算”一体化大数据中心国家枢纽节点，将对现有的信息技术体系提出诸多挑战，其中网络技术的革新是实现“东数西算”工程的重要保障。国家枢纽节点的部署和“东数西算”工程的推进，将提升我国数据跨区域算力调度能力，打通网络传输通道，推动我国新型网络体系构建。
（1）优化网络架构，提升网络支撑能力。
“东数西算”工程中，算力是中心，网络是根基，网络是连接用户、数据和算力的桥梁，算网一体化是东数西算的重要环节。“东数西算”工程，将推进东西部地区网络架构和流量疏导路径优化，基于全光底座和统一IP承载技术的网络建设，实现云边端高速互联。国家枢纽节点之间的定向高速互联，将降低国家枢纽节点间网络时延，满足跨区域的数据交互，支撑高频实时交互业务需求。
基于8个国家枢纽节点的部署，将建设和优化国家枢纽节点集群之间、节点区域内集群和主要城市间的数据中心直连网络，对于东部具有1个以上集群的枢纽节点，还将优化提升枢纽节点内多集群间的网络组织。网络质量方面，将重点提升网络带宽、网络时延、网络可靠性等性能，并考虑高品质业务传输质量需求。
（2）打造智能网络，支撑高效算力调度。
面对全国一体化大数据中心算力枢纽体系，“东数西算”工程将推动打造一批算力高质量供给、数据高效率流通的大数据发展高地。跨网、跨地区、跨企业的算力高效调度，需要智能、感知、灵活、确定的高速网络支撑。
高速智能网络是未来网络发展的趋势，也是赋能“东数西算”的重要动力。将基于AI的智能运维能力，实现网络主动感知、智能诊断、自愈闭环；基于“IPv6+”的应用感知能力，面向业务实现应用感知，提供网络差异化服务和调度，即时调用；采用SRv6智能选路等技术，一跳实现入云和云间连接，网络可编程，实现业务灵活调度；通过切片技术实现层次化切片，业务隔离，SLA可保障，实现确定性业务体验，保障用户的上云体验。
（3）构建网络安全体系，支撑数据安全传输。
数据信息传输过程中，物理设施、网络安全、应用安全、数据安全和信息安全等方面可能会面临多重风险。而“东数西算”工程实现的算力资源开放使用则面临着更多的信息安全问题，算力资源在从申请、使用再到结算清退，过程中至少跨越使用方和供给方的边界，一旦有风险，不仅导致算力使用方出现漏洞，也会引发算力供给方的隐患，从而给整个算网资源体系带来风险。因此，如何在数据开放共享、大范围多方融合应用的需求和场景下实现端到端的安全，需要技术突破和政策制定等多方面努力，例如：采用和部署内生安全的基础设施，合理规划网络的安全区域以及不同区域之间的访问权限，试验多方安全计算、区块链、隐私计算、数据沙箱等技术模式，做好网络安全态势监测。
1.2 数据中心网络概述
数据中心网络是落实“东数西算”工程的重要支撑技术。数据中心网络已经成为互联网基础设施的重要组成部分，很多大型互联网公司的数据中心网络都有完全独立的AS号、IP地址段等互联网资源。数据中心网络加入互联网的部分，既包括传统意义上的“计算机局域网”，即单个数据中心的内部网络；也包括传统意义上的“广域网”，即分布式数据中心之间的网络。
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