[發明專利]一種面向服務的算力網絡系統、工作方法及存儲介質

有效

• 申請號: 202110385069.0
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113079218B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 賈慶民;謝人超;黃韜;劉輝;黃文浩;姜偉;丁宇卿
• 申請（專利權）人: 網絡通信與安全紫金山實驗室
• 主分類號: H04L67/10
• 分類號: H04L67/10;H04L41/0894
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 張恩慧

本發明公開一種面向服務的算力網絡系統、工作方法及存儲介質,所述算力網絡系統包括算力服務感知模塊、網絡服務感知模塊、服務查詢處理器、策略及選擇決策器、算力服務調度器、網絡轉發控制模塊和網絡路由轉發設備；所述工作方法包括以下步驟：S1：算力服務信息感知機制；S2：網絡服務信息感知機制、S3：算力服務分發調度。本發明算力網絡系統將分散的邊緣計算節點連接成網，可以充分利用分布式邊緣節點的計算資源，提升邊緣計算節點的計算資源利用率；通過對網絡狀態和邊緣計算節點算力的感知，可以將計算任務通過最優的網絡路徑分發至最優的邊緣計算節點，從而實現邊緣計算網絡的性能最優化，提升了計算任務的分發效率。

技術領域

本發明涉及一種算力網絡系統，具體是一種面向服務的算力網絡系統、工作方法及存儲介質。

背景技術

隨著5G和移動互聯網技術的不斷發展，AR/VR、車聯網、超高清視頻等新業務新應用不斷出現，這些新業務新應用不僅需要更多的網絡帶寬資源，還需要更多計算資源來保證新業務新應用的正常運行以及用戶體驗。這些新挑戰驅動了邊緣計算的發展，邊緣計算是一種在網絡邊緣部署計算和存儲資源，就近為用戶提供云計算服務環境和能力的新型網絡范式，可以極大地降低用戶接入網絡內容和計算服務的時延，對提升網絡性能、改善用戶體驗具有重要意義。

節點之間缺乏協同，計算資源利用率低。一方面，單一的邊緣計算節點資源受限，難以有效快速處理計算任務，特別是對于一些計算密集型的任務，可能導致邊緣計算節點負載重、計算任務處理時間長的問題；另一方面，雖然計算資源呈現出泛在部署的趨勢，但是邊緣計算節點之間，以及邊緣計算節點與云計算節點之間缺乏有效協同機制，計算任務的分配與調度機制尚不完善，造成計算資源利用率低。

然而，邊緣計算節點部署的計算資源通常是有限的，對于大量的計算密集型任務通常難以應對；而將計算任務遷移至云計算節點，則又會導致時延過大的問題。另一方面，邊緣計算節點的計算資源也沒有得到高效的利用，例如有的邊緣計算節點的計算負載很重，有的卻很空閑。針對單一邊緣計算節點資源有限，以及邊緣計算節點之間缺乏感知協作導致計算資源利用率低的問題，現有技術提出了將散布在網絡邊緣的計算節點連通起來，形成一張計算資源協作共享的網絡，以提高邊緣計算節點的計算資源利用率。

計算優先網絡(Compute?First?Networking，簡稱CFN)，通過將計算資源狀況和網絡狀況作為路由信息發布到網絡，并基于虛擬的服務ID將計算任務報文路由到最合適的計算節點，可以達到計算資源利用率最優的目的。其中，CFN是通過擴展BGP、IGP路徑屬性實現對算力服務狀態信息的擴散的，是一種Underlay的網絡方式。

CFN協議繼承了傳統標簽轉發協議的設計思路，承載在IP網絡之上，在相鄰的支持CFN協議的路由器之間建立會話，并借助路由協議將獲取的計算資源信息發布給相鄰的CFN路由器，實現計算資源信息的全網擴散。同時，CFN路由器根據不同的服務構建服務路由信息表，引導業務報文以服務ID為目的地址進行轉發，從而以服務的方式實現分散計算資源的利用；算力狀態信息在網絡層協議中擴展實現，擴展路由協議集成算力信息后，過于臃腫，控制平面的信息同步頻繁，路由收斂慢；同時，由于是Underlay的網絡方式，CFN協議關于匯聚、IGP與BGP之間的交互以及AS之間的交互機制還不成熟。

考慮到當前算力網絡的架構體系還不完善，計算與網絡缺乏協同，進而導致算力的分發調度性能存在較大瓶頸，本發明設計了一種面向服務的算力網絡系統以及核心模塊裝置，以提升算力網絡的調度分發能力。

發明內容

本發明的目的在于提供一種面向服務的算力網絡系統、工作方法及存儲介質,將分散的邊緣計算節點連接成網，可以充分利用分布式邊緣節點的計算資源，提升邊緣計算節點的計算資源利用率；通過對網絡狀態和邊緣計算節點算力的感知，可以將計算任務通過最優的網絡路徑分發至最優的邊緣計算節點，從而實現邊緣計算網絡的性能最優化，提升了計算任務的分發效率；計算任務實現確定性分發，邊緣計算節點之間的網絡采用DetNet技術和SR技術，實現計算任務低時延的分發和路徑確定性分發，保障計算任務的時延要求。