《国家新型互联网交换中心算网融合发展白皮书》由中国互联网协会互联网互联互通工作委员会于2023年7月发布。
以ChatGPT为代表的人工智能应用催生了爆发式增长的算力需求，使得单一数据中心难以满足，必须通过“以网强算”，利用网络的集群优势来突破单点算力极限，推动算力与网络的融合（算网融合）。政策环境方面：国家层面构建了“东数西算”工程，布局了8个国家算力枢纽节点和10个数据中心集群。工信部批复了杭州、深圳·前海、中卫、上海四个国家新型互联网交换中心（IXP），旨在优化网间互联架构。产业现状方面：中国算力总规模位居全球第二，三大运营商及华为、BAT等互联网企业加速布局异构算力和智算中心。国际上美欧等国也在加大数字基础设施投入。地方行动方面：上海推出“算力浦江”行动计划，构建算力网络调度体系；宁夏成立西部算力产业联盟并发布国内首个一体化算力交易调度平台。
国家新型互联网交换中心是由工信部设立的国家级网络基础设施，其核心定位是中立开放、扁平化架构，减少流量绕转，提升互联互通效率。普惠接入，和合规保障，旨在优化我国网间互联顶层架构，实现跨主体、跨区域、跨层级的扁平化互联互通。在算网融合发展中，它承担着枢纽性角色，能够有效解决当前产业面临的四大挑战：1) 跨主体算力资源汇聚难；2) 区域性一体化布局难；3) 调度效率低、成本高；4) 政策合规性风险。其通过“三位一体”（区域内汇聚、枢纽内和枢纽间协同）架构融入国家算力网络大局。
宏观政策：国家层面出台了如《全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案》等一系列政策，布局“东数西算”工程，在8地建设国家算力枢纽节点，并批复了杭州、深圳·前海、中卫、上海四个国家新型互联网交换中心。
地方行动：
上海：推出“算力浦江”行动计划，构建“3+1+N”算力网络调度体系，并发布了基于国家（上海）新型互联网交换中心的算力交易平台。
宁夏：成立国家西部算力产业联盟，并发布了国内首个一体化算力交易调度平台。
产业加速变革：人工智能发展推动算力服务供给侧改革，异构算力（GPU/FPGA/AI芯片）需求增长。三大电信运营商（中国电信、移动、联通）及华为、BAT等互联网企业均在积极布局算力基础设施与自研芯片。高校科研机构也致力于算力平台研发。
白皮书提出了一个四层算网融合架构（资源层、网络层、控制层、应用层），并阐述了支撑该架构的五大关键技术：
1、国家新型互联网交换中心算网融合架构分层：
资源层：汇聚通用、智能、超算等异构资源。
网络层：负责算力感知、选路和转发。
控制层：实现差异化融合编排和智能调度。
应用层：提供资源上架、交易、调度等一站式服务。
2、异构资源池化技术：
通过交换中心操作系统（IXOS） 及控制器，将底层异构算力资源（CPU/GPU/FPGA等）抽象、池化管理，实现资源的高利用率与高性能，对上层应用屏蔽硬件差异。
3、算网融合通信技术：
控制面：扩展路由协议（如BGP），设计算网融合协议，将算力信息承载于网络报文中，实现算力的动态感知与全局联动。
转发面：采用EVPN构建大二层扁平化网络减少绕转，并利用SRv6技术实现网络可编程与业务路径的灵活调度。
设备：研发支持上述协议的算力网关设备。
4、异构资源调度技术：
采用主从分布式控制架构，通过集成多维调度算法（如队列公平调度、用户配额调度、算力亲和性调度、资源抢占与预留调度等）的控制器，实现资源的智能、弹性调度。
5、算网融合编排技术：
通过交换中心算网调度编排控制器，抽象算力原子能力，定义算网业务模型，提供开放接口。具备算力任务场景编排和算网业务服务保障两大关键能力，实现算网业务的一键开通与性能保障。
6、算力一体化服务技术：
构建算力服务平台，提供算力交易、资源调度和计算任务服务。其核心能力包括：
基本交易：微服务架构支持资源上架、供需撮合、在线支付等电商化功能。
资源调度：支持“化零为整”（聚合多机算力供单一任务使用）和“化整为零”（细粒度切分算力供多任务共享）。
计算任务服务：通过内置编程框架和镜像仓库，提供面向行业场景的模板化计算任务服务。
国家（杭州）新型互联网交换中心：
平台建设：研发上线“浙江省算力一体化服务平台”，纳管省内 140.4PFlops 算力资源，接入全国 13 个区域公有云算力，全省建设 28 个节点、峰值流量超 3T。
设备研制：研制算力网关设备，融合CPU/FPGA/P4多元异构芯片的算力网关，搭载自研的IXOS操作系统,，支撑算力信息智能调度。
服务案例：为“元宇宙社区”和“文旅数字孪生”项目提供跨主体的算力调度服务，实现了从3D建模、AI计算到虚实融合渲染的全流程算力支撑。
国家（上海）新型互联网交换中心：
研发了基于交换中心的算力交易平台，整合多云GPU算力资源，实现GPU为核心的算力按需交易，平衡云商算力峰谷差。
平台提供算力信息发布、订单结算、资源管理、监测度量等功能，通过“流量换差价，资源交易服务”等模式，构建算力交易生态，提高资源利用效率。
行业发展现状
算网融合是网络强国建设的重要内容，目前仍处于发展初级阶段，在标准制定、生态建设、运营模式等方面仍有诸多问题有待探索。
现有核心成果
国家新型互联网交换中心已实现区域内算力资源汇聚，重点参与算网融合领域标准制定、系统开发、硬件研制、平台建设等核心环节，取得多项创新成果。
未来发展方向
各地交换中心将持续推进算网融合发展，网络层面合力建设国家级算力网络底座，接入更多社会泛在算力；服务层面优化开放平台接口，输出调度服务能力，实现算网融合全国规模化应用，最终助力东数西算战略落地，赋能数字经济高质量发展。
