未来网络技术发展系列白皮书（2025） 分布式算力感知与调度技术 白皮书 第九届未来网络发展大会组委会 2025年8月 版权声明 本白皮书版权属于中国铁塔股份有限公司和江苏省未来网络创 新研究院所有并受法律保护，任何个人或是组织在转载、摘编或以其 他方式引用本白皮书中的文字、数据、图片或者观点时，应注明“来 源：中国铁塔股份有限公司、北京邮电大学和江苏省未来网络创新研 究院”。 化转型和智能化升级的关键挑战与核心技术方向。 本白皮书首先详细阐述了分布式算力感知与调度的背景、需求、 体系架构以及关键技术，同时介绍了该技术在远程医疗、智慧城市、 大模型分布式训推以及云游戏等领域的典型应用场景，并探讨了当前 技术落地、基础设施建设与改造以及标准化建设面临的挑战和发展建 议。 目前，工业界和学术界对分布式算力感知与调度技术的研究尚处 于起步阶段，并仍处于快速发展之中，新的架构、算法和应用模式不 .................... II 一、分布式算力感知与调度背景............................................................ 1 1.1 分布式算力感知与调度概念和特征........................................1 1.2 分布式算力感知与调度研究意义.................

本白皮书首先系统梳理了卫星互联网承载网的发展背景与需求 愿景，涵盖国家重大战略、产业经济升级、人民服务保障及全球科技 竞争等维度；其次详细阐述了通信增强、应急保障、产业赋能、科学 研究等典型应用场景，并深入剖析了集中式、分布式、混合式三种卫 星互联网承载网体系架构及星间/星地链路、路由、交换等七大关键 技术；同时，本白皮书分析了全球主要卫星互联网的产业现状与标准 II 化进展，探讨了轨道/频谱资源紧张、空间环境复杂等特殊问题及应 3.1 集中式架构..................................................................................5 3.1 分布式架构..................................................................................7 3.3 混合式架构... 联接口，实现跨域无缝 对接。由于卫星在轨运行形成高度动态化的拓扑结构，卫星互联网承 载网的控制平面必须具备快速的拓扑感知与预测能力，通过基于轨道 力学的链路预测实现路由的提前优化配置，并借助分布式控制与跨域 编排机制，在多域多业务并行运行的情况下保持网络稳定。 在能力特征方面，卫星互联网承载网的首要优势是全球覆盖。依 托大规模卫星星座的轨道布局，它可以为地面基础设施难以覆盖的海 洋、

广泛互联、资 源集聚、生态繁荣、价值共创、治理有序的可信数据空间网络。 国家信息中心信息化和产业发展部主任单志广研究员认为， 按照架构模式分类，可信数据空间可分为集中式、分布式、递 阶式三类。区块链是构建分布式可信数据空间的基础技术底座， 通过不可篡改特性，为数据提供了确权机制，对数据的使用进 行追踪和记录，为数据的贡献者提供合理的利益分配。 为引导各地方、各行业和重点企业有序推进可信数据空间 为引导各地方、各行业和重点企业有序推进可信数据空间 建设，国家信息中心联合有关单位开展专门研究，通过分析可 信数据空间的概念、特征和功能定位，提出“1+5+N+1”总体架 构，初步探索基于区块链和区块链服务网络（BSN）的分布式 可信数据空间建设的技术架构和实施路径，为相关单位有序开 展可信数据空间建设提供参考方案和专业指导。 I 目录 一、概念特征与功能定位 ...................... 按照架构模式分类，可信数据空间可分为集中式、分布式、递 阶式三类。 集中式可信数据空间以中心化可信数据空间服务平台为核 心，按照互联互通接口规范，不同主体通过可信数据空间连接 器接入可信数据空间服务平台。 分布式可信数据空间基于区块链的分布式特性，构建跨网、 跨云、跨链的底层基础设施，不同主体作为应用节点接入可信 数据空间，实现数据产品或服务跨主体可信流通。 递阶式可信数据空间介于集中式与分布式之间。

上海银行：国产数据库实践 四川银行：全栈自主创新云原生平台建设项目 中信建投证券：国产数据处理分析体系 瑞众保险：融合创新云和团险核心业务数据库去O 南方电网：云数底座&连接协同助力数字电网 鞍钢集团：国产分布式数仓项目 中国五环工程有限公司：“智改数转”项目 荣耀：打造高性能AI底座，吞吐最高提升2倍 中国航空结算有限责任公司 ：中国航空结算云平台建设 深圳市第二人民医院：大湾区首个具备“超级数据心脏”的新一代智慧医院 00余家金融机构完成了核心系统替换，推动金融核心数据库国产 数字化升级进入规模化复制阶段。基于TDSQL打造的张家港农商银行新一代核心业务系统，是国内银行首次在传统核心业务系统场景 下采用国产分布式数据库，打破了该领域对国外数据库的长期依赖。 腾讯云大数据平台TBDS在金融领域市场份额位列第一，服务一千多家金融机构，并具备云原生架构、湖仓一体、AI融合等能力，支撑 企业构建自主创新的数据引 负载均衡LB 消息中间件 消息队列 RabbitMQ版 消息队列 RocketMQ版 消息队列 CKafka版 消息队列 Pulsar版 数据库与存储 分布式对象存储 CSP 云数据库 Redis 分布式数据库 TDSQL 平台即服务 自动化运维 运维报表 链路跟踪 日志分析 监控告警 平台巡检 滑动升级 自动部署 租户控制台 运维控制台 用户管理

随着国产数据库，特别是国产分布式数据库的蓬勃发展与规模化应用，金融企业对数据库应急管 理的标准化、自动化需求愈发迫切。为快速响应系统故障、减少人工干预并显著缩短故障恢复时 间（RTO），企业亟需构建一套标准化、自动化的应急管理平台，通过固化自动化应急流程，实现故 障处置的高效闭环。 同时，数据库应急体系需具备 “统一整体性”，需全盘覆盖企业内部所有在用数据库类型。无论采 用关系型、分布式还是其他架构的 TDSQL 是一款企业级数据库产品，在分布式计算、存储、元数据及管控方面实现 ���% 代码自 研，提供金融级高可用、计算存储分离、HTAP 等能力，同时具备智能运维平台、全流程迁移工具 箱，强一致高可用、全球部署架构、分布式水平扩展、高性能、完整的分布式事务支持、企业级安全 等特性。 TDSQL 有两个版本，分为标准版和企业版，其中企业版包括集中式和分布式两种部署模式，可以 全面兼容 MySQL 具体而言，TDSQL的高可用性主要体现在以下方面： TDSQL采用分布式架构，支持跨区容灾和 同城双活部署，通过多副本同步复制和自 动故障切换技术，确保数据强一致性和业 务连续性。 数据可靠性：经过腾讯核心业务��余年 验证，数据可靠性达到��.�����%。 服务可用性：支持��.���%以上的高可 用性，即使节点故障也能快速恢复服务。 分布式架构设计 �个�以上的可靠性 提供强大的智能化管控、运维系统，凭借

还能被机器理解和处理”，从而实现更智能、自动化的信息交互。与传统 Web 基于文档链接（HTML 超文本）不同，语义网强调“数据的语义关联”，旨在构 建一个全球化的知识网络，使计算机能够自主推理、整合和利用分布式信息。 2．实现思路 语义网的实现遵循知识工程方法论，其核心在于构建多层次的知识表示体系。 在实践层面，首先需要将非结构化数据转化为标准化的 RDF 图，这个过程通常 涉及实体识别、关系抽取 NFT、去中心化自治组织 DAO 侧重点 去中心化、安全性 2. 实现思路 Web3 的技术实现路径采用分层架构设计，各层协同构建去中心化网络生态。 在基础层，区块链网络（如以太坊、Solana）通过分布式账本技术建立不可篡 改的数据层，IPFS/Arweave 等去中心化存储系统采用内容寻址（CID）替代传 统 URL，结合 Libp2p 等 P2P 网络协议实现节点间直接通信。中间件层包含三 ENS）实现了用户自主控制的跨平台身份， 打破了传统平台账户体系的垄断。价值传递方面，智能合约将金融逻辑编码为可 验证的网络协议，使资产流动实现可编程性。数据存储方面，IPFS 等协议通过 内容寻址和分布式存储确保了数据的抗审查性和持久性。这些创新有效缓解了平 台垄断、数据确权和跨境结算等传统互联网的痛点。 4. 问题与挑战 Web3 仍面临显著局限。技术层面存在"不可能三角"约束，主流公链的 TPS

5.1 量子密钥分发............................................................................58 IV 5.2 分布式量子计算........................................................................62 六、量子算网协同........... 除了以上的盲量子计算涉及到非局域地使用计算资源外，分布式 量子计算机也是一个通过量子网络平台来进一步扩展计算能力的模 型[23,24]。分布式量子计算机的思想是利用非局域的控制非门来协同 多个小型量子处理器来进一步扩展成为一个更大的量子计算机。如果 在量子网络中执行分布式量子计算，那么多个计算节点之间的非局域 控制非门的执行质量非常关键，其会直接关系到整个分布式量子计算 的计算效率。 23 目 。在没有噪音的理想情况，这类测量的极限就是海森堡极 限（Heisenberg limit，简称 HL） HL 1 N 。 由于本书主要聚焦于量子互联网，所以简单介绍与量子网络相关 的分布式精密测量方案。分布式量子传感主要是利用非局域量子关联 来实现对空间分布参数的精密测量，具有超越经典测量极限的灵敏度。 24 较为典型的应用场景为多节点的量子相位估计[30-32]、全球的量子时 钟网络

毫秒内完成服务器功耗调整，单数据中心 可提供最大 20%的瞬时调节能力。南方电网研发的“驭电”智能仿真 大模型，通过融合气象、负荷、设备等多维数据，将新能源预测准确 率提升至 95%以上。华为在贵安建设的绿色数据中心采用“分布式光 伏+液冷”技术，年均 PUE 低至 1.12；中国电信青海数据中心实现 100%绿电供应，年减排二氧化碳 50 万吨；万国数据在上海临港试点 "算力银行"模式，通过电力现货市场套利降低用能成本 冷、余热回收等技术提升能源利用效率。国网能源研究院测算，全国 数据中心可调节潜力相当于当前电网灵活调节资源的 15%。 市场协同层面，构建电算融合的交易机制。包括绿电直供（如腾 讯与华能合作的分布式风电项目）、容量补偿（对参与调度的算力企 业给予经济激励）、碳电联动（将算力碳足迹纳入绿证交易）等创新 模式。广东电力交易中心数据显示，2025 年上半年算力聚合商现货交 易电量达 4.5 亿千瓦时，较 第九届未来网络发展大会白皮书 算电协同技术白皮书 19 存访问）、RoCEv2、PFC（优先级流控）等协议构建跨区域、无拥塞 的数据传输路径在广域调度环境下，算电系统跨域部署广泛，涉及多 级边缘、云中心与分布式电源系统，需借助广域无损网络（Lossless Wide-Area Network）技术，保障高并发数据流的传输效率与一致性。 无损网络引入拥塞控制（如 ECN 标记）、队列优化（如 RoCEv2）与

东华软件：构建鲲鹏原生医疗经营管理系统，让医院运作更有序 101 4.6 水平软件 103 4.6.1 星环科技：基于鲲鹏原生大数据基础软件，让企业数据流转更快捷 103 4.6.2 深信服：联合鲲鹏共同推进企业级分布式存储EDS原生开发创新实践，让数据管理更可靠 105 01 鲲鹏原生开发的 机遇和挑战 鲲鹏计算产业聚焦计算架构创新和开源基础软件的研发，致力于推动鲲鹏生态发展。 通过战略性、长期性的研发投 BoostKit 应用使能套件简介 鲲鹏 BoostKit 应用使能套件，基于鲲鹏硬件、基础软件和应用软件的全栈优化，提供高性能开源组件、基础加速 软件包和应用加速软件包，使能应用极致性能，其针对大数据、分布式存储、数据库、虚拟化和 ARM 原生等场景 进行了深度优化鲲鹏架构特性，如内存管理、计算调度等方面的技术优势，通过预置的高性能库和框架，赋能开 发者轻松构建适应鲲鹏架构的高性能应用。在同一个构建流程中，当集成 数据亲和：数据全处理流程负载优化 大数据 算法加速库 OmniRuntime 特性 分布式存储 智能预取 自研压缩算法 数据库 可插拔 在线向量化分析引擎 机密计算 TrustZone 套件 BoostKit 场景化应用 应用加速软件包 参考 实现 基础加速软件包 高性能开源组件 基础软件 鲲鹏硬件 全 栈 优 化 大数据 分布式存储 数据库 虚拟化 ARM 原生 机密计算 Web/CDN