一种面向智融标识网络的算力服务链管控系统架构技术方案

本发明专利技术提供了一种面向智融标识网络的算力服务链管控系统架构。该架构包括：算力资源感知模块、算力标准化建模模块、资源调度策略生成模块和算力服务链与服务链图转发模块；算力资源感知模块接收用户发起的算力请求，感知网络组件层的算力信息；算力标准化建模模块采用多属性决策算法对算力信息进行建模，输出各个计算节点的算力评估状态；资源调度策略生成模块根据算力服务与算力评估状态生成算力服务链与服务链图的部署与调度策略；算力服务链与服务链图转发模块向网络组件层下发算力服务链的部署与调度策略。本发明专利技术为不同具有算力需求应用场景中的不同类型算力服务提供统一化解析结构，以作为后续算力服务管控机制生成定制化策略的有效支撑。定制化策略的有效支撑。定制化策略的有效支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种面向智融标识网络的算力服务链管控系统架构


[0001]本专利技术涉及互联网应用
，尤其涉及一种面向智融标识网络的算力服务链管控系统架构。

技术介绍

[0002]互联网自概念诞生以来，在各个层面得到了飞速的发展，如今，互联网已经在社会的生产生活的各方各面扮演着日益重要的角色。与此同时，日益增加的网络用户数量和日趋庞大的网络规模也对网络的资源和网络的性能提出了越来越高的要求。然而，现有的主流网络，也即传统网络，以IP协议族为核心，对诸如IP地址段、网络带宽等资源的分配往往与地理位置相绑定，非常的固态。这显然无法满足互联网爆炸式增长的通信需求，无法为人们提供良好的QoS(Quality of Service，服务质量)。为了解决这类互联日渐僵化的问题，北京交通大学移动专用网络国家工程研究中心在原有一体化网络模型提出了一种能够实现控制与转发分离，身份与位置解耦的“三层两域”的网络架构，以增加网络的灵活性和可扩展性,并且提出了普适性的服务标识，从而大大提高了网络的利用效率。并且在此基础上为了进一步适应下一代互联网架构的要求有创新性的提出了“三层三域”的智融标识网络，通过全网多空间、多维度资源的智慧融合，实现个性化服务的按需供给与灵活化组网的有效支撑，为不同行业与用户提供高效的差异化、定制化通信网络服务，以普遍适用于各种各样的网络应用场景。
[0003]为了应对用户规模和流量的不断增大带来的网络质量问题，现有技术从服务角度方面提出了一种NFV(Network Functions Virtualization，网络功能虚拟化)方案，NFV方案将网络功能进行虚拟化以软件的方式与硬件设备解耦，利用控制平面对虚拟网络功能按需编排、灵活组合，实现弹性管控。从网络角度看，SDN(Software Defined Network，软件定义网络)将数据平面与控制平面解耦，实现控制平面对数据平面的灵活管控。基于此，该方案提出了新型网络体系——智融标识网络，将服务与网络资源有机融合，协同调度为不同行业不同应用场景的各类用户提供差异化、定制化的网络服务，达到提升网络服务质量与柔性管控能力。
[0004]上述现有技术中的NFV方案的缺点包括：该方案虽然针对各类用户需求提供差异化、定制化的网络服务，但是基于算力资源的服务并未考虑。随着现有网络对算力资源需求的日益凸显，计算资源基础设施建设成本不断降低，边缘计算和云计算已经得到了长足发展，异构算力(CPU、GPU、DPU、FPGA)、边缘节点/中心节点算力均需考虑。
[0005]为了提高用户服务定制化能力，为网络功能合理分配资源，现有技术在网络功能虚拟化技术背景下，还提出了一种SFC(Service Function Chain，服务功能链)方案。该方案将SFC构造为具有给定顺序执行的虚拟网络功能抽象序列，并提出服务功能链架构核心组件，讨论SFC的每个虚拟网络功能将部署在哪些网络实例上，流量将会以何顺序流经网络各节点。
[0006]上述现有技术中的SFC方案的缺点包括：该方案虽然能够利用虚拟化技术将网络
功能有序组合并抽象为服务功能链，但提供的服务均为防火墙、DNS(Domain Name System，域名系统)等网络功能，对网络节点具有的异构算力等资源未考虑全面，因此对各位置算力与各异构算力进行标准化抽象为服务链是一个值得考虑的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的实施例提供了一种面向智融标识网络的算力服务链管控系统架构，以实现算力服务的编排与多维资源的有效管控。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。
[0009]一种面向智融标识网络的算力服务链管控系统架构，包括：算力资源感知模块、算力标准化建模模块、资源调度策略生成模块和算力服务链与服务链图转发模块；
[0010]所述算力资源感知模块，用于接收用户发起的算力请求，对算力请求进行解析，根据用户选择的各个参数生成编排算力服务链所需的各种标识，感知网络组件层的算力信息，将所述算力信息传输给所述算力标准化建模模块，将所述编排算力服务链所需的各种标识传输给所述资源调度策略生成模块；
[0011]所述算力标准化建模模块，用于采用多属性决策算法对算力信息进行建模，获取各个计算节点的算力评估状态，将所述算力评估状态传输给资源调度策略生成模块；
[0012]所述资源调度策略生成模块，用于根据所述编排算力服务链所需的各种标识基于算力服务链与服务链图对算力请求进行分解，将算力请求解析形成多个最小单元，根据解析后的算力服务与所述算力评估状态生成算力服务链与服务链图的部署与调度策略，将所述算力服务链与服务链图的部署与调度策略传输给算力服务链与服务链图转发模块；
[0013]所述算力服务链与服务链图转发模块，用于向网络组件层下发所述算力服务链与服务链图的部署与调度策略，实现算力服务链的部署与调度，给网络组件层提供路由和调度方案。
[0014]优选地，所述的算力资源感知模块，具体用于根据算力应用场景对算力服务分解，将一个算力服务分割为具有算力需求的多个子任务，并将子任务与算力、网络和存储多维资源适配，将各个子任务有序排列形成一条算力服务链，实现物理节点、虚拟节点多维资源的有序调度，根据各个算力子任务之间的相关性将算力服务链图表示为GS(Task,Eage)的有向图，Task为构成一种算力服务的子任务集合，Eage为子任务之间的相关性集合；
[0015]生成的编排算力服务链所需的各种标识包括服务标识符SID、服务需求行为描述SBD、族群标识符FID、族群功能行为描述FBD和组件标识符NBD，首先通过解析后的用户算力请求生成SBD，将用户抽象的请求具体化根据SBD生成全网唯一的SID。
[0016]优选地，所述的算力标准化建模模块，具体用于根据算力信息进行算力的标准化建模，综合考虑异构硬件设备的不同算力、不同算法和不同场景的不同算力需求和网络的实时状态，采用多属性决策方法对网络组件的各个成员进行算力评估，输出各个计算节点的算力评估状态，所述多属性决策方法包括获取决策信息，包括：属性权重和属性值，通过一定的方式对决策信息进行集结，并对方案进行排序和择优。
[0017]优选地，所述的算力标准化建模模块，具体用于根据不同的算力应用场景和算力服务请求对各种算力状态信息设置不同的加权权重，根据多属性决策方法对不同算力服务类型设置的建模机制包括：效益型、成本型和区间型，针对不同算力状态信息，对算力信息
的标准化建模类型对应关系如表4
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5所示：
[0018]表4
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5算力状态信息与建模类型对应关系
[0019][0020][0021]优选地，所述的资源调度策略生成模块，具体用于根据算力评估状态中的节点算力信息参数和网络拓扑、带宽信息，对每条服务流经过的网络节点建立资源调度策略模型，该资源调度策略模型中的网络参数如表4
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4所示：
[0022]表4
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4网络参数<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向智融标识网络的算力服务链管控系统架构，其特征在于，包括：算力资源感知模块、算力标准化建模模块、资源调度策略生成模块和算力服务链与服务链图转发模块；所述算力资源感知模块，用于接收用户发起的算力请求，对算力请求进行解析，根据用户选择的各个参数生成编排算力服务链所需的各种标识，感知网络组件层的算力信息，将所述算力信息传输给所述算力标准化建模模块，将所述编排算力服务链所需的各种标识传输给所述资源调度策略生成模块；所述算力标准化建模模块，用于采用多属性决策算法对算力信息进行建模，获取各个计算节点的算力评估状态，将所述算力评估状态传输给资源调度策略生成模块；所述资源调度策略生成模块，用于根据所述编排算力服务链所需的各种标识基于算力服务链与服务链图对算力请求进行分解，将算力请求解析形成多个最小单元，根据解析后的算力服务与所述算力评估状态生成算力服务链与服务链图的部署与调度策略，将所述算力服务链与服务链图的部署与调度策略传输给算力服务链与服务链图转发模块；所述算力服务链与服务链图转发模块，用于向网络组件层下发所述算力服务链与服务链图的部署与调度策略，实现算力服务链的部署与调度，给网络组件层提供路由和调度方案。2.根据权利要求1所述的面向智融标识网络的算力服务链管控系统架构，其特征在于，所述的算力资源感知模块，具体用于根据算力应用场景对算力服务分解，将一个算力服务分割为具有算力需求的多个子任务，并将子任务与算力、网络和存储多维资源适配，将各个子任务有序排列形成一条算力服务链，实现物理节点、虚拟节点多维资源的有序调度，根据各个算力子任务之间的相关性将算力服务链图表示为GS(Task,Eage)的有向图，Task为构成一种算力服务的子任务集合，Eage为子任务之间的相关性集合；生成的编排算力服务链所需的各种标识包括服务标识符SID、服务需求行为描述SBD、族群标识符FID、族群功能行为描述FBD和组件标识符NBD，首先通过解析后的用户算力请求生成SBD，将用户抽象的请求具体化根据SBD生成全网唯一的SID。3.根据权利要求2所述的面向智融标识网络的算力服务链管控系统架构，其特征在于，所述的算力标准化建模模块，具体用于根据算力信息进行算力的标准化建模，综合考虑异构硬件设备的不同算力、不同算法和不同场景的不同算力需求和网络的实时状态，采用多属性决策方法对网络组件的各个成员进行算力评估，输出各个计算节点的算力评估状态，所述多属性决策方法包括获取决策信息，包括：属性权重和属性值，通过一定的方式对决策信息进行集结，并对方案进行排序和择优。4.根据权利要求3所述的面向智融标识网络的算力服务链管控系统架构，其特征在于，所述的算力标准化建模模块，具体用于根据不同的算力应用场景和算力服务请求对各种算力状态信息设置不同的加权权重，根据多属性决策方法对不同算力服务类型设置的建模机制包括：效益型、成本型和区间型，针对不同算力状态信息，对算力信息的标准化建模类型对应关系如表4
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5所示：表4
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5算力状态信息与建模类型对应关系
5.根据权利要求3或者4所述的面向智融标识网络的算力服务链管控系统架构，其特征在于，所述的资源调度策略生成模块，具体用于根据算力评估状态中的节点算力信息参数和网络拓扑、带宽信息，对每条服务流经过的网络节点建立资源调度策略模型，该资源调度策略模型中的网络参数如表4
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4所示：表4
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4网络参数
对于任意的一个任务Task
i
，从服务的第一个起始任务开始到Task
i
本身执行结束所需时间为：其中为Task
i
执行任务计算所需的时间,执行任务计算所需的时间,为前置任务传输时间，具体数值由网络中拓扑、链路带宽、传输速率，以及前置任务...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈佳，廖晨茜，陈若愚，吕羽升，郭阔，黄旭，刘上，钱东升，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：