文/黄海峰

在今年2月国家“东数西算”工程启动后，算力网络备受关注。如何构建同时满足高吞吐、低时延、大规模的集约化、绿色化算力枢纽网络成为热点。

算力网络的最终目标是，让各个分散的数据中心组成一个“全国一台计算机”，连接无数用户，为金融、医疗、能源、工厂等各方提供无处不在的充沛算力。

但算力网络面临一个致命的挑战！那就是网络丢包引起的算力损失。蝼蚁之穴，可能溃千里之堤。业界实验发现，数据每丢失千分之一，网络吞吐量就会下降50%，造成服务器CPU算力资源的巨大浪费！

在这方面，笔者注意到，华为这家公司十年前就组建多位科学家团队，研究网络丢包的世界难题，最终推出超融合数据中心网络智能无损技术。该技术不但是业界首创，业界性能第一，还在产业生态方面发展快速，并拥有丰富商用实践。

那么，智能无损网络真有那么重要吗？在众多数通高手中，凭什么华为再次领先？将给东数西算带来什么影响？

40年难题：数据中心以太网存在丢包问题

回顾数据中心网络发展历程，从服务器、虚拟机时代，到21世纪迈入云计算、算力时代，数据中心网络始终都在不断演进。但不论如何进化，始终无法解决以太网天生丢包的难题。

以太网“尽力而为”的通信机制，注定其在丢包时需要重传，时延也只能控制在几十毫秒。但随着算力时代到来，一方面智能驾驶、VR游戏等新兴应用的出现，要求以太网端到端时延必须控制在微秒级。另一方面，以太网的丢包重传使算力提升存在天花板。这是因为算力集群内部存在计算协同，以太网丢包增大了因协同等待而产生的时间等开销，使算力持续下降。因此，算力时代必须要以0丢包低时延网络为基石。

那么业界是怎么做的？据悉，业界传统方式是通过静态阈值控制发送端的报文发送速度。但现网流量复杂，报文大小不一，如果静态阈值设置过于保守，网络吞吐率太低；如果太过偏激，又无法起到无损效果。而且即便找到了最合适的静态阈值，当业务类型及流量发生变化时，网络也无法自动调整，应对变化。

所以，从实际效果来看，静态阈值设置并不能有效解决网络丢包问题，更无法在大规模、多业务的数据中心使用。

披荆斩棘：从智能无损1.0到2.0，华为持续推动0丢包以太网创新

此前，华为数据通信产品线总裁胡克文告诉笔者，如何实现0丢包的高品质数据中心网络，是业界亟待解决的关键课题之一。

对这些问题，早在2012年，华为为应对数据洪水挑战，开启了无损网络研究，借助人工智能实现了网络拥塞调度和网络自优化的iLossless智能无损算法方案。其核心的Automatic ECN，为以太网的流量调度提供了智能预测能力。

智能无损算法可以支撑算力100%的高效释放。比如，在某流体力学应用实际测试中，完成同样任务，传统网络需要耗时375秒，0丢包以太网需要耗时198秒。折算到单位算力功耗，0丢包以太网单位算力能耗相比传统网络降低47%。

之后，基于iLossless智能无损算法，华为发布了超融合数据中心网络CloudFabric 3.0解决方案，并在金融、政府、超算中心、智算中心等客户广泛应用，引领智能无损进入1.0时代。

2022年，我国“东数西算”工程等，给数据中心市场迎来新发展机遇，但也提出绿色节能、高吞吐、低时延等更多要求。

我们看到，华为新一代超融合数据中心网络，通过智能无损网算一体，实现网络与计算协同，可满足工业设计制造、气象预测等通信密集型HPC高性能场景，可有效降低时延，提升计算效率27%；创新直连拓扑架构，不仅满足算力网络0丢包的诉求，更支持270k节点大规模组网，组网规模4倍于业界，可助力E级和10E级大型和超大型算力枢纽构建。

同时，华为在解决了以太网络丢包问题的同时，也支持智能无损网络向IPv6的平滑迁移。同时实现了业界首个L3.5数据中心自动驾驶网络，破解传统网络向IPv6演进易形成管理孤岛的窘境，网络部署从7天缩短至1小时，并凭借强大的可视化和知识图谱算法，可实现1分钟故障感知，3分钟故障定位和5分钟闭环。

探寻秘密：华为智能无损网络实现引领的底气

数据中心是各行业数据存储、计算、调度的基地和枢纽，十分重要。从事数据中心网络的企业众多，既有思科、瞻博、Arista等国际大佬，又有华为等国内强者。

也许有人疑惑，华为为何能够成为数据中心网络智能无损技术的引领者，其底气何来？在笔者看来，主要来自五大方面。

底气一：业界首创，提供丰富产品与方案

胡克文曾告诉笔者，创新是华为之魂。据悉，华为研发数通产品，不只是实现业界已有的性能，还一定要追求突破、追求创新。早在10年前，华为就开始了对智能无损网络的研究，并基于无损技术推出丰富的数据中心网络产品及解决方案。

2018年，华为率先发布AI Fabric极速以太网解决方案，助力客户构建与传统以太网兼容的RDMA网络，为数据中心带来零丢包、低时延和高吞吐性能；2020年，为了应对数字洪流，华为发布了首个400GE数据中心交换机CloudEngine 16800；2021年，华为面向全闪存场景，发布了业界首个全无损以太存储网络解决方案NoF+，实现存储场景端到端数据加速。今年5月，华为数据通信产品线运营商解决方案部部长张建东在5·17电信日上介绍，华为超融合数据中心网络为云数据中心提供融合、无损的互联，带来超强带宽、无损传输、智能运维三大优势。

底气二：性能第一，得到业界权威测评认证

权威测评机构的认证，无疑是企业技术实力的最好佐证。2019年，华为智能无损数据中心网络解决方案，通过了国际权威测试机构Tolly Group测试。测试结果表明：华为全无损以太网络每秒可训练图片数为478张，业界为375张，计算效率提升27.4%。

同年，华为智能无损数据中心网络凭借强大的网络性能，获得中国信息通信研究院颁发的《数据中心无损网络测试报告》。

2021年，华为全无损以太网络方案基于《超融合数据中心网络无损以太场景等级测评规范》，率先完成分布式存储、集中式存储、高性能计算三大场景测评，表明全无损以太网络方案可满足各大场景的成熟商用需求。

底气三：积极助力产业和生态发展

独行快，众行远。创新的技术要规模发展起来，需要明确技术价值，推动行业标准发展，发展产业联盟。

我们看到，华为在这三方面表现亮眼。在明确技术价值方面，华为于2018年率先发布了《面向AI时代的智能无损数据中心网络》白皮书，首次提出打造零丢包、低时延、高吞吐智能无损数据中心网络的价值及技术优势。

在产业联盟方面，华为更是与平安科技、百度、招商银行等企业，成立“智能无损数据中心网络生态联盟”。

在推动技术标准发展方面，2021年华为与中国信通院、中国电信、中国移动等企事业单位联合撰写《超融合数据中心网络白皮书》，提出了下一代数据中心网络的三大特征。华为主导并成立IEEE Nendica工作组，联合业界共同探讨以太网技术标准发展的新方向，为智能无损网络技术发展提供了理论研究的开放土壤。2022年华为联合业界共同发布CCSA行标，推动《基于RoCE协议的数据中心高速以太无损网络技术要求》等标准发展……

底气四：获得多个行业奖项认可

创新方案要体现领先性，也可以从行业权威专家的评选来参考。在这方面，我们看到华为超融合数据中心网络智能无损技术表现优秀。

2018年，华为极速以太网荣获Best of Show Award金奖。

2020年，在“中国银行业金融科技应用成果大赛”上，华为智能无损方案荣获 “最佳解决方案奖”。

2021年，华为全无损以太存储网络解决方案NoF+荣获日本Interop展“云计算基础设施” Best of Show Award 2020银奖；智能无损关键技术荣膺2021数博会领先科技成果奖之“黑科技”类别；全无损以太HPC网络斩获高性能计算领域 “融合架构创新奖”。

2022年，华为《云数据中心核心交换机关键技术及大规模应用》项目荣获中国通信学会科学技术奖特等奖，同时也是近七年唯一的特等奖。

底气五：丰富的商用实践和客户认可

不论产品如何丰富，技术积累如何雄厚，如果没有成功的案例，那一切只能是镜中花水中月。我们看到，华为超融合数据中心网络智能无损技术已帮助众多企业在数据中心建设中取得成功。

比如，云南农信在建设全闪存数据中心中，借助华为NoF+存储网络解决方案，不仅实现高吞吐、低时延网络性能，更实现了网络故障快速感知和网络配置即插即用。在实际测试中显示，双活情况下华为全闪存性能高达70万IOPS，超过预期40%。

又比如，在湖北移动通信业务计费系统中，算力集群规模相同的情况下，全无损以太网络代替传统以太方案，实现单日话务处理条目从十亿级到百亿级突破。

像这样成功的案例还有很多。比如华为超融合数据中心网络CloudFabric 3.0解决方案已经在武汉人工智能计算中心、西安雁塔人工智能计算中心等商用部署。再比如华为还助力中国银行打造金融级高可用存储网络、助力鹏城实验室在深圳建设鹏城云脑Ⅱ……

观察：构建网络基石，助力数据中心迈入新时代

如今，在数字新基建及“东数西算”工程东风下，数据中心迎来新的发展机遇之时，也许很多人将目光聚焦于数据中心存储、算力等性能上，却忽略了对数据中心网络品质的关注。

从上述分析可知，数据中心网络的高效调度能力十分关键，就如高铁运行速度快，最核心的钢轨道路必须是无缝连接，减少过程中的损耗。

华为超融合数据中心网络解决方案实现了计算、存储和业务网络的架构统一，通过“0丢包”以太网助力计算效率提升和单位算力能耗降低，使能集约化、绿色化数据中心网络建设，构筑算力时代网络基石。

展望未来，我们期待业界有更多类似华为这样的科技企业，持续投入智能无损等创新技术研究，积极促进产业、生态和应用的繁荣发展，成为数字经济高质量发展的核心引擎。