2020年泛在计算服务白皮书_33页_1mb

泛在计算服务白皮书总结（2020年）

核心内容

本白皮书由云计算开源产业联盟（OSCAR）发布，旨在系统阐述泛在计算服务的产生背景、技术特征、整体架构、关键技术及应用场景，推动算力与网络的深度融合，构建新型社会性计算交易服务模式。

主要观点

• 泛在计算服务是未来计算体系的重要方向，它通过将计算资源分布于云、网、边、端四个层级，实现算力的无感知获取与动态调度。
• 泛在计算服务的产生由多种驱动因素共同推动，包括架构、需求、社会与产业驱动。
• 算力的泛在化将改变传统计算模式，使得算力像电力一样成为社会基础资源，用户无需关注其来源和位置。
• 区块链技术在泛在计算中起到关键作用，为算力交易提供可信共享机制，确保交易透明、安全和可追溯。
• 算网融合是泛在计算的核心特征，通过5G和确定性网络实现数据与算力的快速连接与处理。
• 算力分级和智能调度算法是提升泛在计算服务效率与用户体验的关键技术手段。
• 安全体系需覆盖从基础设施到应用的全生命周期，实现端到端的安全防护。

关键信息

1. 泛在计算的驱动力

• 架构驱动：随着计算密度与分布的提升，云网边端四级架构成为趋势，推动信息化调度系统的变革。
• 需求驱动：跨平台、跨应用的多样化算力需求推动算力资源的异构化部署。
• 社会驱动：区块链技术使计算可信共享服务成为可能，提升算力交易的透明度与安全性。
• 产业驱动：算网融合是新基建基础设施服务商可持续发展的新方向，涉及云服务商、运营商、设备商等多方合作。

2. 泛在计算的概念与特征

• 概念：泛在计算是构建一个充满计算与通信能力的环境，使计算服务无处不在。
• 主要特征：
  • 算网融合：计算与网络资源深度融合，形成一体化产品。
  • 算随人选：应用自动选择最适合的算力节点。
  • 算随人动：根据用户位置动态调整算力部署。
  • 可信共享：通过区块链技术实现算力交易的透明与可追溯。
  • 算力分级：根据业务需求将算力划分为不同等级，提升资源利用率。

3. 泛在计算的整体架构

• 基础设施层：提供算力、存储与网络资源，支持异构硬件。
• 管理调度层：负责算力注册、调度、分解、调整与生命周期管理。
• 计费运营层：基于区块链技术，实现交易账单生成、结算与资源管理。

4. 关键技术

• 算力抽象技术：屏蔽异构硬件差异，实现跨平台部署。
• 管理调度技术：包括算力注册、调度算法、算力分解与移动性管理。
• 算力交易区块链技术：采用联盟链实现多方算力交易，保证安全与透明。
• 算力分级技术：根据业务需求将算力划分为小型、中等、大型、超大型四级。
• 安全关键技术：包括动态安全适配、系统自愈、安全服务动态部署、网络与域隔离、持续安全检测等。

5. 关键流程

• 算力节点接入与认证流程：算力节点注册、同步信息、获取CA证书，完成接入。
• 算力连接交易流程：需求发布、解析、报价、调度部署、资源预留、应用上线、交易结算、资源释放。

6. 应用场景与实践

• 高性能计算（HPC）：通过泛在计算系统整合社会算力资源，提升科研效率。
• 云游戏：实现算力与网络的动态协同，提升用户体验。
• 当前业界实践：
  • BOINC：聚合个人与企业算力，支持科研项目。
  • Massgrid：构建分布式算力平台，支持AI训练、渲染等场景。
  • 阿里PCDN：利用家庭网关资源进行内容分发。

7. 展望与呼吁

• 未来愿景：泛在计算将成为人、环境和万物互联的新型数字化基础设施，推动社会计算资源的整合与共享。
• 呼吁：
  • 学界：加强区块链、算力分级建模、调度算法、异构算力抽象等关键技术研究。
  • 产业界：推动应用场景落地、运营机制完善与商业闭环构建。
  • 政府与组织：给予政策支持，促进泛在计算生态的建设与发展。

总结

泛在计算服务是云计算、边缘计算与区块链技术融合发展的结果，其核心目标是实现算力的泛在化、智能化与共享化。通过构建云网边端四级架构，结合算力分级、智能调度与区块链交易机制，泛在计算将为各类应用提供高效、灵活、可信的算力服务。未来，泛在计算有望在教育、能源、感知等领域广泛应用，成为支撑社会数字化转型的重要基础设施。