....... 21 5.2.3 端网协同的路径控制：端侧传递需求 网络精准控制....................................22 5.2.4 网络隔离与资源保障：网络拓扑隔离，资源合理分配..................................23 5.3 极致高性能关键技术....................................... 的GPU服务器网卡接口达到8*400G，支持800G的GPU服务器也已推出，为了满足接入需 求，减少设备数量，对单交换机容量提出了越来越高的需求，而单交换芯片的容量提升节奏， 明显落后于IO总线的发展，并且存在物理上限。 2）组网拓扑的限制 为了满足数十万卡乃至更大规模的组网需求，在交换机支持端口数短期无法跃升的情况 下，传统的CLOS架构需要采用更多的网络层次，更多的网络层次意味着转发跳数增加，在 带来更大时延的同时，更 当前智算中心网络相对通用数据中心网络最显著的架构特征是端网融合，即网络内生架 构纳入端侧算力特征要素，经典技术机制如精细化负载均衡、基于量化信用的拥塞控制、基 于集约范式的在网计算等。同时，端侧网卡引入兼容网络拓扑的多路径控制、逐包喷洒等机 制。端网在架构上的深度融合，双向加强，从根本上大幅提升了面向智算中心网络传输和连 接性能，实现了超低时延、超大节点组网规模、超高传输通量。从设备形态上看，网卡、网

NVLink 已经发展至第五代产品，同时支持 576 个 GPU 之间 的无缝高 速通信；开放技术方案以 OAM 和 UBB 为主， OCP 组织定义了业内通用的 A I 扣卡模组形态（ OAM ） - 基板拓扑结构（ UBB ）设计规 范。 2 ）节点间：主要方 案为 Infiniband 和 RoCEv2 ； Infiniband 网络主要包括 InfiniBand 网卡、 InfiniBand 交换机、 小，点对点互联即可； 2 ）张 量并行 （ TP ）：将模型在“层”内进行切分，训练过程中前向和反向传播中都设计 Allreduce ，通信量大且频繁，通常要求全互联（ FC ）或交换拓扑（ Switch ）。 策略 通信模式 互联拓扑，带宽需求 数据并行 DP Allreduce 环状或全互联，常规需求，几 ~ 几十 GB/s 流水线并行 PP P2P 点对点相连，常规需求，几 ~ 十几 GB/s 资料来源： WikiChip 、国信证券经济研究所整 理 图 11 ：传统 PCIe 技术方 案 • NVLink 已经发展至第五代：第一代到第二代的演进主要是 互 联拓扑的改变，从 cube 直连变为 Switch 交换拓扑；第 三代在 通过增加单卡的 NVLink 通道数提升点到点 （ P2P ）带宽，第 四代通过完善多种协议内容，进一步实 现 C2C （ Chip to Chip

GPU 数据卸载，构建包括 GPU 显存、主存、宿主机与网 络持久化存储的多级缓存架构 [12]。利用以 CXL 为代表的高性能互联技术，支持多 机互联和资源共享，提高资源利用率。根据资源池网络拓扑及实时负载信息，实 现数据的智能路由，提高数据传输性能。打造训推过程中不同数据类型及不同阶 段的专有协议，提供专有 SDK 和专有插件，满足训推过程对于高性能、低成本的 诉求。依托 DPU 轻 Sensing Express Architecture, OISA），构建高性能、高可靠的 GPU 互联体系，以支撑训练、推理及高性能计算等数据密集型应用。 全向智感互联 OISA 协议通过全向连接拓扑架构，构建支持大规模 GPU 卡级 互联的通信体系，包含统一报文格式设计、多语义融合、多层次流控与重传机制， 11 集合通信加速算法优化等多项创新技术。协议在数据层采用智能流量感知标签技 术 DGSQ 的拥塞避免以及基于66B 原子码块的故障检测与通告等三大原创技术， 实现从技术标准到商用产品转化，满足超十万卡 GPU 集群组网需求。 12 面向中远期，引入 GSE 通信库优化，利用网络拓扑的天然聚合特性实现梯度 聚合的高效卸载，减少网络通信流量，并通过合理规划梯度分配及聚合功能的放 置加速聚合过程，降低通信延迟。引入光电路交换机（OCS），结合 GSE 技术体 系，优化光电混合

转发，而是对数据在 一定程度上做到随路计算、随路处理等多种复杂操作。 由于网络中的数据不再限于用户的业务数据，引入了大量的 AI、计算、感知数据，数据之间的 传输拓扑也不再限于 UE-RAN-UPF-DN 之间，而是可任意拓扑的，即存在 UE-UE、UE-RAN、 RAN-RAN、RAN-CN NF、CN NF-CN NF 等多种数据传输场景，不同的数据类型也对传输数据的协 议提出了不同的需求，如 3 相关技术 控制面技术 控制平面的技术主要是 SDN 控制器的实现。SDN 控制器是 SDN 控制器管理网络的软件，控制 器中包含大量业务逻辑，以获取和维护不同类型的网络信息、状态详细信息、拓扑细节、统计详细 信息等。控制器还需要掌握控制逻辑，如交换、路由、防火墙安全规则、DNS 等。网络管理员可以 方便地使用应用程序实现 SDN 控制器的配置、管理和监控网络。目前市场上的 SDN 控制器解决方 与释放。用户面数据则涵盖了真正的业务 数据，包括语音、分组数据、即时通信、邮件以及视频等多种业务类型。此外，网管数据包括性能 数据、告警数据和配置数据，主要用于对网络设备的性能监控、故障预警以及拓扑管理。 通过将这些数据采集方式与智能化、可编程的用户面架构相结合，网络能够在不同的环境和场 景下，灵活调整采集策略和传输机制，确保数据采集既具备高效性，也能满足不同应用场景的需求。 这一设计原

集群组网成本最高的部分。 通常 EP、PP、DP 并行的通信负载由 Scale-out 网络来承 载。 Scale-Up 是卡间互联网络通道，通常采用低时延的内存语义通信，卡间全互联拓扑或 Hyper-Cube 拓扑，使卡间的通信带宽数倍于 Scale-out 网络需求。承载的主要是卡间 TP 23 或 EP 并行的数据通信。Scale-up 网络的低时延和极高通信带宽使得不同 网卡同时连接到第一层的 Leaf 交换机上。4 个液冷机 柜共 32 台服务器，256 卡组成 1 个 SU 组网单元。采用 1 组 64 口 400G 交换机。 图 3-18 以 2048 卡集群互联拓扑为例：这种标准化网络架构组合可以通过采用更多一层交换机 的端口数和二层三层网络组合方案，自由扩展到更多 PoD 组合，组建 10 万卡+集群。 图 3-19 3.6 管理架构 管理架构设计目标，旨在构建统一的 管理模块外观 图 4-7 前面板外观 4.5 电源 电源模块使用双输入电源、54V 输出，双输入电源可实现两路供电自适应切换或命令 控制切换不同的切换方式。电源为主动式 PFC，主功率拓扑为三相 PFC+全桥 LLC，输入 电压交流范围 90Vac－264Vac,HVDC:190~400Vdc，效率>97%。 电源支持过压、欠压、过流、短路、过温保护，具备主动均流和 2.5A/us

短距光模块性能整体较为稳定，模块功耗在 15w 左右和工作温度在 50~60℃ 范围仍有待优化空间； 800GE 光模块与路由器设备和测试仪适配性能良好，业界支持 800GE 设备厂家还较为单一 • 测试拓扑：可插拔光模块插入测试仪表进行环回测试 • 测试内容：非成帧误码率、 FEC 功能、发射机频率偏移、收发传输时延、 通道时延偏差、固件功能等光模块性能测试 800GE 光模块 性能测试 800GE 1.0e-09 3.4e-08 6.9e-08 1.8e-06 模块时延 传输时延 51ns 52ns 43ns 92ns 90ns 时延抖动 3ns 3ns 4ns 4ns 3ns • 测试拓扑：路由器设备 800G 接口对接测试仪表进行互通测试 • 测试内容：包括流量转发功能、业务功能等设备能力测试 注： 802.3df 规定的非成帧误码率 BER≤2.4e–4 目录 以太网新调度机制—

24 年） 5 阵，经典计算机求解复杂度虽然多项式级增长，但也带来极大处理 时延、资源消耗与功率消耗，相对与目前 5G 基站能耗来说更加不 可持续。 在网络优化方面，传统的网络拓扑优化、路由优化和无线网络 优化都随着通感算智融合与新技术引入而变得复杂。其中，无线网 络优化进一步细分为网络覆盖优化、网络容量优化和网络能效优化 等，属于典型的组合优化问题，目前经典计算（算法）通常采用元 激光器成本 相干伊辛机 全连接 光通信技术 光通信成本 量子点 局部连接 电场/光场寻址精度 半导体制造成本 硅量子计算 局部连接 电场/微波信号精度 半导体制造成本 拓扑量子计算 全连接 量子波函数操控精度（拓 扑量子比特操控） 材料成本、量子比特 读出装置成本 注：成本仅以当前产业水平评估，不考虑量产及技术突破的成本降低。 表 7 量子计算机系统互联性扩展评估指标 相干伊辛机 支持 / 光纤 量子点 支持 研究中 局部连接 微波/电场 硅量子计算 支持 中等（局部连 接） 短距离（几毫米到 厘米级） 微波/电场/ 电缆 拓扑量子计算 支持 研究中 研究中 光纤/电缆/ 微波 注 1：容错容灾性：即使某些组件发生故障，系统仍能继续正常运行的能力，这 量子计算应用能力指标与评测研究报告（2024 年）

含带宽、时延，可靠性等QoS要素）进行网络拓扑设计、站点选型、站点选址等。 虚拟专网包含广域和区域专网，主要是依托现有 ToC 网络进行网络规划，根据行业业务分布地图（包含带宽、时延、可靠性等 QoS 要素），网络 ToC 占用资源评估，地理化分析现有公网是否可以满足 ToB 业务需求，如果不能满足，需要进行局部的网络增 强规划，进行产品选型，拓扑设计，站址规划，频谱策略等，并完成切片资源的精准计算。

化身份（DID））和 分布式账本技术（DLT，如区块链），实现联盟网络中的安全认证与信任机制。 五、智能化网络管理：采用 AI 驱动的自主网络，结合智能体架构（AI Agents）， 优化网络拓扑、资源分配和策略管理，保障安全的共享交易。 在功能单元分类的角度来看，联盟网络相比传统的 5G 网络，将新增四类功 能单元。如图 2-1，第一类是业务单元（Traffic Management Unit，TMU），这 如果 内部也采用了微服务架构，需要扩展接入网服务管理，以支持 RAN 中微服务 的跨域动态注册、发现和认证。 图 2-4 第三方接入网架构设计 2.4 NTN 网络架构示例 NTN 网络的拓扑结构比较复杂，网络中的节点类型可以分为地面网关站、卫 星网关站和卫星四类。地面网关站是整个卫星网络与其他网络连接的接口，地面 网关站在数据网络接收到要发送给用户的数据，然后通过卫星网关站转发至其他

敛后的解𝜎∗进行解码得到最优神经网络参数𝜃∗。 量子信息技术应用案例集（2024） 42 图 19 伊辛学习算法流程图 这一算法采用了 4 项关键技术：网络拓扑的约束化表示、变 量二值编码协议、增广拉格朗日迭代和 Rosenberg 降次。“网络拓扑 的约束化表示”通过把神经元连接和激活函数表示为约束条件，将 QNN 训练表述为二次约束二进制优化（QCBO）问题，其中所有变 量都根据“变量二值 五、 应用讨论与建议 (一) 案例推广与发展前景 案例提出了空天地一体化电力量子保密通信关键技术，研发的 系列装备已规模化生产，可适配不同传输距离、不同光缆类型、各 类电力业务、复杂组网拓扑下的应用。案例成果已推广至 10 余个省 市、10 余类电力业务，建成了能源行业最大规模的量子保密通信网 络，大幅提升了电力通信系统安全性。在此基础上，案例成果已在 金融、政务、电信等领域实现了推广应用。