1.5.1　算力网络的背景

1.5.1.1　分布算力需求

在数字化时代，计算资源，即算力，已经成为一项至关重要的基础资源。各种计算密集型业务（如人工智能等）不断涌现，对计算资源需求巨大。在云计算解决方案中，通常采用建设集中化的超级计算池来满足这些需求。

然而，在许多新兴业务场景中，集中式计算并非解决所有问题的唯一途径。受业务特性、成本、网络条件等多种因素驱使，集中式计算难以满足应用需求，例如会有时延、功耗等多种约束因素，相反，需要在多个分散的算力节点之间进行选择，这意味着用户需要能够随时获得分布式的算力资源。因此，在数据生成和计算需求不断增长的人工智能时代，算力将逐渐从云中心分散到网络内和网络的边缘，以满足数据和计算资源之间的即时需求，分布式计算代表着未来云计算和网络技术的重要演进趋势。

1.5.1.2　通信技术进步

边缘计算的实施需要通过有效的通信实现资源的互联，因此资源可达性成为首先要考虑的问题。随着5G、SDN、NFV等技术的不断发展，通信网络得以按需连接资源池与用户，极大地提高了连接速度和质量，克服了阻碍资源可达性的瓶颈。

5G时代的到来使更多地区可以享受不受限制的高速网络接入，其高速和低时延特性彻底改变了互联网的应用方式。从更快的下载速度到实时高清视频通话，5G为各种应用提供了无缝运行的可能性，不仅提升了娱乐体验，还为远程办公、远程医疗和智能城市等领域创造了全新的机遇。5G的引入为边缘计算提供了强有力的支持，显著降低了终端与边缘之间的数据传输时延，使得实时决策和处理成为切实可行的选择。

SDN技术的进步使得在用户和算力池之间建立灵活弹性的连接变得更加迅速高效。用户的数据通过SDN技术可以以快速、高效、安全的方式传送到特定资源池，完成用户服务后，连接可以迅速拆除，从而减轻网络负担，进一步降低用户成本。这一发展为边缘计算的实施提供了更为可靠的基础。

NFV技术支持使用通用化的硬件构建统一的资源池，这样不仅可以大幅降低硬件成本，还可以实现网络资源的动态按需分配，从而实现资源共享和资源利用率的显著提升。在基于NFV架构的网络中，业务部署只需申请云化资源加载软件即可，网络部署和业务创新变得更加简单。

1.5.1.3　资源整合挑战

前面的分析表明，边缘计算业务正在迅猛发展，这需要广泛分布的计算资源，这些资源可能分布在不同的地点。然而，关键在于如何通过网络有效地协调和整合这些分散的资源，以便用户可以根据其业务需求自由选择适当的计算资源。因此，资源整合和协同成为一个新兴的挑战。

我们需要进一步研究云服务提供商是否有能力有效整合这些资源。如前所述，云服务提供商依靠规模效应来降低成本，特别是在人力成本方面，他们希望实现数据中心的自动化运维，减少人工干预。然而，如果他们要大规模地与各个机房的所有者进行洽谈、签署合同，并承担后期设备的管理和维护，这将需要大量人力资源。在当前市场状况下，云服务提供商更愿意与拥有大量资源的企业合作来共同运营。换句话说，云服务提供商面临着一个重要问题，即如何有效地协调和整合边缘计算所需的分散资源。他们更愿意与资源丰富的合作伙伴合作，而不是承担大规模的独立运营和管理工作。

中小型算力资源的所有者也面临着很大的经营难题。这是因为他们通常拥有有限的技术能力，难以开展广泛的业务，能够提供的产品和服务也相对有限。特别是在用户提出新需求时，他们难以迅速提供有效的技术支持。此外，企业由于规模较小，市场推广的力度有限，很难将自身的资源信息传达给潜在客户。

1.5.1.4　算力网络产生

算力网络的兴起标志着数字时代中一种新型的计算力资源共享模式的出现。这一概念源于计算业务对计算能力日益增长的需求。算力网络的本质是通过互联网连接各种计算设备，形成一个分布式的算力网络，允许用户在需要时访问这些计算资源[10]。个人用户、企业和研究机构可以通过算力网络灵活地获取和提供计算资源，无须依赖传统的集中式云计算服务。这种新兴的模式不仅降低了计算成本，还促进了更广泛的计算资源共享，推动了科学研究、数据分析和人工智能等领域的创新发展。