CN119946129A - 算力资源调度方法及网络 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种算力资源调度方法及网络，所述方法应用于算网控制器，包括：响应于用户发送的算力服务请求，生成服务标识，并基于服务标识，控制算力网关部署算力集群；再获取算力资源的算力资源表，算力资源表包括算力节点的算力资源信息以及算力网关发送的算力信息，响应于查找算力资源的DNS请求，基于算力资源表确定候选算力节点，并基于候选算力节点，执行路径计算，以生成调度路径信息，调度路径信息为多个段标识生成的路由转发路径；发送调度路径信息至算力网关，以通过算力网关执行算力资源调度。通过对算力资源的管理与分配，使资源能够合理的分配，不仅平衡算力资源的利用率，还降低网络拥堵和系统延迟，提高分布式计算的效率。

Description

算力资源调度方法及网络

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种算力资源调度方法及网络。

背景技术

算力调度旨在合理分配分布式计算资源，以实现高效的任务执行和资源利用。通过优化算力资源的分配，调度系统可以提高系统的整体性能，降低能耗，并满足日益增长的计算需求。

一些调度机制依赖于预先设定的规则和参数进行工作，这些规则可能包括但不限于任务优先级评估，以此作为指导原则，将计算资源分配给需要它们的任务。当接收到用户请求时，这种调度方法会基于预先定义的规则或静态配置来分配计算任务给不同的服务器或节点，而不一定实时监测各节点的状态信息，例如，CPU利用率、内存占用率来进行动态调整。

然而上述方法没有考虑到动态变化的因素，因此，在高峰时段或者网络状况不佳的情况下，无法平衡算力资源的利用率，容易造成某些节点过载而其他节点闲置的现象。此外，由于缺乏对网络流量的有效管理和路径优化，还容易造成网络拥堵和系统延迟增加，从而导致分布式计算效率低。

发明内容

本申请提供一种算力资源调度方法及网络，以解决分布式计算效率低的问题。

第一方面，本申请提供一种算力资源调度方法，应用于算网控制器，包括：

响应于用户发送的算力服务请求，生成服务标识，所述服务标识用于标识待访问的算力服务；

基于所述服务标识，控制所述算力网关部署算力集群；

获取所述算力资源的算力资源表，所述算力资源表包括算力节点的算力资源信息以及算力网关发送的算力信息；

响应于查找算力资源的DNS请求，基于所述算力资源表确定候选算力节点；

基于所述候选算力节点，执行路径计算，以生成调度路径信息，所述调度路径信息为多个段标识生成的路由转发路径；

发送所述调度路径信息至算力网关，以通过所述算力网关执行算力资源调度。

在一些可行的实施例中，所述算网控制器通过所述算力网关连接有算力集群，所述算力集群包括算力感知客户端模块，所述算力网关还包括路由模块；

获取所述算力资源的算力资源表的步骤，包括：

向所述算力网关中的算力感知服务端模块发送获取指令，以控制所述算力感知服务端模块接收所述算力感知客户端模块所采集的算力节点的算力资源信息，所述算力资源信息包括运算能力，所述运算能力通过操作次数以及浮点运算次数衡量；

接收所述算力资源信息，生成算力资源分表；

接收所述路由模块发送的算力信息，基于所述算力资源分表，生成算力资源表。

在一些可行的实施例中，所述算网控制器包括路径计算服务端模块、算法模块以及流量工程数据库，所述算力网关包括路径计算客户端；

所述基于所述候选算力节点，执行路径计算，以生成调度路径信息，包括：

响应于路径计算请求，通过边界网关协议，接收所述路由模块获取的拓扑信息以及流量信息，并保存至所述流量工程数据库，所述路径计算请求是所述路径计算客户端发送的，所述调度路径信息是通过约束最短路径有限算法计算得到的信息；

基于所述拓扑信息、流量信息，调用所述算法模块执行路径计算，以生成调度路径信息。

在一些可行的实施例中，所述算网控制器包括应用层、抽象层以及驱动层；

通过所述应用层接收算力服务请求，并将所述算力服务请求转换为所述算力资源的逻辑操作；

基于所述逻辑操作，调用所述抽象层，以通过所述抽象层提供接口，并将所述逻辑操作转换为操作指令；

调用所述驱动层，以通过所述驱动层执行所述操作指令。

在一些可行的实施例中，所述DNS请求包括第一DNS请求以及第二DNS请求；

所述响应于查找算力资源的DNS请求，基于所述算力资源表确定候选算力节点，包括：

响应于用户发起的第一DNS请求，控制所述算力网关基于所述第一DNS请求执行DNS查询，所述第一DNS请求为获取所述服务标识映射的IP地址；

如果所述DNS查询未查找到域名的资源记录，调用所述算力网关的DNS代理功能，以通过所述DNS代理功能发起第二DNS请求，所述第二DNS请求为获取所述服务标识映射的IP地址；

响应于所述第二DNS请求，基于所述算力资源表确定候选算力节点。

在一些可行的实施例中，所述基于所述算力资源表确定候选算力节点，包括：

在所述应用层预设时间值以及断链时间参数，通过所述时间值配置边界网关协议的保活时间，以及通过所述断链时间参数配置边界网关协议的断链时间；

发送所述保活时间以及断链时间至所述算力网关，以更新所述边界网关协议的参数，并通过所述更新后的参数调整边界网关协议会话，所述边界网关协议会话用于交换路由信息；

通过所述路由信息以及算力资源表确定候选算力资源节点。

在一些可行的实施例中，所述生成调度路径信息，包括：

获取所述算力网关的数量；

如果所述算力网关大于或等于两个，且所述算力网关位于不同网络，创建逻辑链路，所述逻辑链路用于表征所述算力网关的连接关系；

如果路径计算包括位于不同网络的算力网关，添加所述逻辑链路至流量工程数据库，以根据计算信息生成调度路径信息，所述计算信息包括逻辑链路以及拓扑信息。

在一些可行的实施例中，所述发送所述调度路径信息至算力网关，以通过所述算力网关执行算力资源调度，包括：

基于所述算力资源表获取所述候选算力节点的算力资源；

评估所述算力资源与所述调度路径信息，以生成候选算力节点的评分；

根据所述评分，确定目标服务节点，所述目标服务节点为大于或等于评分阈值的候选算力节点；

基于所述目标服务节点生成查询结果，并将所述查询结果发送至用户，所述查询结果为所述目标服务节点的IP地址；

如果所述算力网关接收到用户发送的数据报文，控制所述算力网关将所述数据报文封装为目标报文，并基于所述调度路径信息将所述目标报文转发至算力资源节点。

在一些可行的实施例中，所述生成调度路径信息，包括：

获取节点信息；

基于所述节点信息，匹配段标识，所述段标识用于指向节点的互联网协议地址；

基于所述段标识生成节点列表，所述节点列表用于确定数据包的转发顺序，所述节点列表为路由转发路径。

第二方面，本申请提供一种算力资源调度网络，包括：算网控制器、算力网关以及算力集群；

所述算网控制器响应于用户发送的算力服务请求，生成服务标识，所述服务标识用于待访问的算力服务；以及基于所述服务标识，部署算力集群；

所述算力集群用于采集所述算力资源的算力资源表，所述算力资源表包括算力节点的算力资源信息以及算力网关发送的算力信息；

所述算网控制器响应于查找算力资源的DNS请求，基于所述算力资源表确定候选算力节点；以及基于所述候选算力节点，执行路径计算，以生成调度路径信息，所述调度路径信息为多个段标识生成的路由转发路径；

所述算力网关用于基于所述调度路径信息，执行算力资源调度。

由以上技术方案可知，本申请提供算力资源调度方法及网络所述方法应用于算网控制器，包括：响应于用户发送的算力服务请求，生成服务标识，其中，服务标识用于标识待访问的算力服务，并基于所述服务标识，控制所述算力网关部署算力集群；再获取所述算力资源的算力资源表，所述算力资源表包括算力节点的算力资源信息以及算力网关发送的算力信息，响应于查找算力资源的DNS请求，基于所述算力资源表确定候选算力节点，并基于所述候选算力节点，通过最短路径算法或约束最短路径算法或自适应多重约束路由算法多种方式进行路径计算，以生成调度路径信息，所述调度路径信息为多个段标识生成的路由转发路径；发送所述调度路径信息至算力网关，以通过所述算力网关执行算力资源调度。通过对算力资源的管理与分配，确保资源能够合理的分配，不仅平衡算力资源的利用率，还降低网络拥堵和系统延迟，提高分布式计算的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的算网控制器的功能层结构示意图；

图2为本申请实施例提供的算网控制器处理算力服务请求流程示意图；

图3为本申请实施例提供的算力资源调度方法流程示意图；

图4为本申请实施例提供的算网资源调度网络结构示意图；

图5为本申请实施例提供的算网控制器与算力网关交互示意图；

图6为本申请实施例提供的算网路径计算算法设计示意图；

图7为本申请实施例提供的算网控制器与算力资源架构示意图；

图8为本申请实施例提供的算网控制器与算力资源交互示意图。

具体实施方式

下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。

本申请部分实施例提供一种算力资源调度方法，应用于算网控制器，算网控制器可实现统一调度管理，通过对算力资源的管理与分配，确保资源能够合理的分配，不仅平衡算力资源的利用率，还降低网络拥堵和系统延迟，提高分布式计算的效率。

算网控制器是一种控制和管理计算网络(Compute and Network，算网)资源的设备或系统，用于接收用户请求，协调算力资源和网络资源的调度。

如图1所示，在一些实施例中，所述算网控制器包括应用层(Northbound app)、抽象层(Device model SAL)、驱动层(Device driver)以及连接协议层，在分层的功能中，下层(驱动层)为上层(应用层)提供服务，中间层(抽象层)可以隔离上层和下层业务的变化。抽象层为应用层提供稳定的操作设备的接口，屏蔽下层驱动层的复杂和变化。同理，当应用层的业务由于算力网关发生变化时，抽象层和驱动层可以保持适当的稳定。

在不同晶牌和架构的芯片异构算力网关环境下，抽象层和驱动层支持异构设备接入，通过智能调度实现更高的计算性能、能效和任务优化。算网控制器在芯片异构环境下可以更好的支持横向和纵向扩展，通过动态调整资源配置来应对不断变化的计算需求。同时，根据特定应用需求灵活分配处理器资源，提高运行效率和适应性。

如图2所示，算网控制器提供算力调度编排服务，应用层是算网控制器的顶层功能组件，用于接收来自用户或管理员的算力服务请求，并提供基于用户需求的业务处理能力，再将算力服务请求分解成对设备的操作，调用抽象层提供的接口。

在一些实施例中，通过应用层接收算力服务请求，并将算力服务请求转换为算力资源的逻辑操作；基于逻辑操作，调用抽象层，以通过抽象层提供接口，并将逻辑操作转换为操作指令；调用驱动层，以通过驱动层执行操作指令。

应用层将接收到的算力服务请求转换为算力资源的逻辑操作，逻辑操作是对算力服务请求的抽象表示，描述完成该请求所需执行的操作步骤和资源需求。抽象层提供一组接口来支持应用层与驱动层之间的通信和数据交换。当应用层将算力服务请求转换为逻辑操作后，会调用抽象层提供的接口，并将逻辑操作传递给抽象层。

抽象层用于将逻辑操作转换为操作指令，操作指令是更具体的指令，描述如何在硬件或软件层面上执行特定的操作。抽象层还用于处理不同硬件和软件平台之间的差异，确保操作指令能够在不同的环境下正确执行。

驱动层是算力资源调度网络与硬件之间的接口，用于控制和管理硬件设备的操作，以及处理与硬件相关的数据交换。当抽象层将逻辑操作转换为操作指令后，会调用驱动层提供的接口，并将操作指令传递给驱动层。驱动层接收到操作指令后，会解析指令并执行相应的硬件操作。这可能包括配置硬件设备、启动计算任务、读取或写入数据等。驱动层还用于监控硬件设备的状态，确保它们能够正常工作，并在需要时提供故障恢复和错误处理机制。

在5G、互联网等弱网环境下，网络的不稳定性可能会对数据传输的效率和可靠性造成不利影响。为了提高数据传输的性能，应用层采用多发选收(Multipath Transmissionwith Preferred Selection)等技术实现网络加速效果，有助于提高数据传输的效率和可靠性，减少因网络不稳定导致的重传和延迟。

多发选收，也称为多路包复制或多重路径传输，是一种抗丢包技术。发送端设备对数据包进行复制，并将原始包和复制包通过多条链路同时发送。如果其中一条链路上出现丢包，则接收端设备可以通过另一条链路上的复制包来还原数据，从而避免重传，降低延迟。

连接协议层实现具体的网络协议，用于数据传输和通信，确保算网控制器能够在不同的网络条件下有效运行。例如，NETCONF(Network Configuration Protocol，网络配置协议)、OpenFlow(开放流协议)、SNMP(Simple Network Management Protocol，简单网络管理协议)、REST(Representational State Transfer，表述性状态转移)、OVSDB(OpenvSwitch Database，Open vSwitch数据库)。

NETCONF为网管和网络设备之间通信提供协议，网管通过NETCONF协议可以对远端设备的配置进行下发、修改和删除等操作。OpenFlow是用于软件定义网络(SDN)中的管理和控制协议，允许控制器软件直接与网络设备进行通信，以控制数据包的转发和处理。SNMP是应用层协议，用于网络管理，提供标准化的方式来管理和监控网络设备，如路由器、交换机、服务器等。SNMP协议允许网络管理系统(NMS)从网络设备上收集信息，以及远程配置和修改设备的设置。

REST是软件架构风格，是针对网络应用的设计和开发方式，基于HTTP、URI和XML(或JSON等)等标准协议和数据格式，来实现网络资源的访问和操作。RESTful架构风格强调资源和资源的操作，以及客户端和服务器之间的无状态通信。OVSDB是使用在Open vSwitch上的数据库引擎，用于管理器和ovsdbserver之间的交互，以管理和配置Open vSwitch。OVSDB提供一种机制来存储和检索与Open vSwitch相关的配置和状态信息。

如图3所示，所述方法包括以下步骤：

S100：响应于用户发送的算力服务请求，生成服务标识。

算力服务请求为用户或管理员通过网络向算网控制器发送的请求，要求访问特定的计算资源或服务。例如，用户通过用户侧设备，例如PC(Personal Computer，个人计算机)端的算力集群或接口发起请求。

服务标识为算网控制器生成的用于标识待访问，即算力服务请求对应的算力服务，可以基于用户请求的内容或服务类型，生成不同的服务标识，可包含唯一的编号以及服务类型信息，服务类型信息可包含算力服务请求的算力需求以及优先级。

用户向算网控制器发送算力服务请求，算网控制器响应算力服务请求，生成服务标识S_NAME(域名)并将服务标识返回给用户。

S200：基于服务标识，控制算力网关部署算力集群。

如图4所示，在算力资源调度网络中，包括算网控制器以及算力网关，算力网关与算网控制器之间通过多种协议进行连接，包括BGP(Border Gateway Protocol，边界网关协议)、PCEP(Path Computation Element Communication Protocol，路径计算元素通信协议)、BGP-LS(BGP Link-state，边界网关扩展协议)等，以确保可靠性和灵活的网络连接能力。

算网控制器还通过算力网关连接有算力集群，算力集群是用户请求的具体应用或服务实例，例如应用1：虚拟机(VM)、应用2：容器(POD)等。算力网关由路由设备或工业网关组成，可以进行各种配置下发、基于用户算力请求部署算力应用。其中，图4中用虚线表示控制通道，实线表示overlay网络，控制通道用于传递控制信息，例如BGP-LS和PCEP(路径计算引擎协议)，而overlay网络用于实际的数据传输。

算力资源是分布式计算网络中的计算能力资源，包括CPU、内存、带宽等。算力资源可以来自云计算中心、边缘节点、用户设备等。算力资源包括节点资源、拓扑资源以及动态资源信息，节点资源为单个节点的硬件资源信息；拓扑资源为算力节点之间的网络连接信息；动态资源信息如节点的实时负载。

算力网关基于服务标识S_NAME，选择合适的算力资源，部署算力集群。其中，算力集群可包括多个，例如，算力集群1、算力集群2，算力集群中均包括多个节点(node)，例如，node1、node2，每个节点为不同的应用程序，例如node1为VM，node2为POD。

S300：获取算力资源的算力资源表。

在一些实施例中，算力集群包括算力感知客户端模块(CAN-agent)，算力网关包括算力感知服务端模块(CAN-server)。通过CAN-Agent和CAN-Server的协作，能够实时监控并响应算力节点的状态变化，以确保算力资源的高效利用。

算力感知客户端模块部署在各个算力节点上，用于采集算力节点的CPU、GPU、接口流量等数据，并周期性的上报相关资源信息。算力感知客户端模块采用运算能力作为关键指标，单位包括OPS(0perations Per Second，操作次数)和FLOPS(Floating point0perations Per，浮点运算次数)。OPS指处理器每秒所能执行的操作次数，FLOPS指每秒可执行Second的浮点运算次数，FLOPS更侧重于反映处理器的数值计算能力。

算力感知采用运算能力作为关键指标是指，在对算力节点性能进行监控和评估时，优先关注处理器的运算能力，从而为资源的合理分配和调度提供重要参考，但同时也要配合其他性能指标以获得更加全面的评估。

算力网关涵盖范围广泛，不仅包括传统的CPU，还包括GPU、FPGA、ASIC、DPU、TPU等各类专用芯片。不同类型的处理器拥有各自独特的性能指标和应用场景，实际应用中需要采用多维度的度量体系来全面、准确的描述其性能。例如，除运算能力之外，还需要考虑内存带宽、功耗、延迟等因素。

算力感知服务端模块可对本地算力资源进行汇总分析形成本地算力资源表，还可以与路由模块联动通告本地算力资源，进而通过建模使用算法评价最优算力资源。

在一些实施例中，向算力网关中的算力感知服务端模块发送获取指令，以控制算力感知服务端模块接收算力感知客户端模块所采集的算力节点的算力资源信息，其中，算力资源信息包括运算能力，运算能力通过操作次数以及浮点运算次数衡量；接收算力资源信息，生成算力资源分表；接收路由模块发送的算力信息，基于算力资源分表，生成算力资源表。

所述算力资源表包括算力节点的算力资源信息以及算力网关发送的算力信息，算力资源表是一个数据结构，存储各算力节点的计算资源，例如，CPU、GPU、内存、存储等的详细信息。

通过向算力网关中的算力感知服务端模块发送获取指令，获取指令使算力感知服务端模块接收来自算力感知客户端模块的算力节点的算力资源信息，算力感知客户端模块负责采集算力节点的各种算力资源信息，包括但不限于运算能力，运算能力是通过操作次数以及浮点运算次数来衡量的，这两种指标都是评估算力节点性能的参数。

当算力感知服务端模块接收到算力资源信息，会根据算力资源信息生成算力资源分表，分表为一个数据结构，用于组织和存储来自不同算力节点的算力资源信息。

除接收算力感知客户端模块的信息外，算力感知服务端模块还接收来自路由模块的算力信息，算力信息包括算力节点的可用性、延迟、带宽等额外参数。基于算力资源分表和路由模块发送的算力信息，算力感知服务端模块会进一步生成算力资源表，算力资源表的生成能够全面了解和管理算力资源，从而优化算力分配和调度策略。并且，还有助于实现算力资源的动态负载均衡，避免某些算力节点过载而其他节点闲置的情况出现。

S400：响应于查找算力资源的DNS(Domain Name System，域名系统)请求，基于算力资源表确定候选算力节点。

DNS请求用于将域名解析为IP地址，在本实施例中，DNS为算力网关，域名为S_NAME，DNS请求是通过用户侧设备或算力网关发出的，用于解析服务标识对应的IP地址，即用于将服务标识映射到具体的算力节点。

其中，DNS请求包括第一DNS请求以及第二DNS请求，第一DNS请求为用户发起的初始DNS请求，用户通过应用程序或接口向算力网关发起请求，用于通过算力网关获取服务标识映射的IP地址；第二DNS请求为在第一DNS请求未查找到域名资源记录时，由算力网关代理发起的DNS请求。可以理解的是，第一DNS请求与第二DNS请求的发送主体不同。

在一些实施例中，首先响应于用户发起的第一DNS请求，控制算力网关基于第一DNS请求执行DNS查询，第一DNS请求为获取所述服务标识映射的IP地址；如果DNS查询未查找到域名的资源记录，调用算力网关的DNS代理功能，以通过DNS代理功能发起第二DNS请求，第二DNS请求为获取所述服务标识映射的IP地址；响应于第二DNS请求，基于算力资源表确定候选算力节点。

发起第一DNS请求后，获取该服务标识所映射的IP地址，以便用户设备能够与该服务建立网络连接，算力网关接收到第一DNS请求后，算力网关执行DNS查询，尝试直接获取IP地址。如果DNS查询未查找到域名的资源记录，算力网关调用其DNS代理功能，DNS代理功能允许算力网关作为中间代理，发起额外的DNS查询请求，即第二DNS请求，再次尝试获取服务标识映射的IP地址。

第二DNS请求与第一DNS请求的目的相同，都是获取服务标识映射的IP地址，但第二DNS请求可能会通过不同的DNS服务器、使用不同的查询参数或策略来执行。

响应于第二DNS请求，获得一个或多个IP地址作为解析结果，这些IP地址可能对应于不同的算力节点，这些节点能够提供所需的服务。在获得这些IP地址后，再基于算力资源表来进一步筛选和确定候选算力节点，算力资源表包含关于各个算力节点的算力资源信息，例如，运算能力、内存大小、存储容量等以及其他可能的参数，例如，地理位置、网络延迟等。

通过结合算力网关的DNS查询与代理功能以及算力资源的管理，能够处理DNS解析请求，并根据实际需求动态选择最优的算力节点来提供服务，有助于提高服务的可用性和性能，同时优化算力资源的利用。特别是在分布式系统、云计算和边缘计算等场景中，能够提升用户体验和系统效率。

考虑到互联网的不稳定性，应用层设置BGP的保活时间(Hold Time)及断链时间，可确保在网络不稳定时，BGP会话不会被过早断开，同时也能在需要时及时更新路由信息，可减少网络中传递的信息量，提高网络效率，并减少因频繁小变动引起的网络震荡。

在一些实施例中，在应用层预设时间值以及断链时间参数，通过时间值配置边界网关协议的保活时间，以及通过断链时间参数配置边界网关协议的断链时间；

发送保活时间以及断链时间至算力网关，以更新边界网关协议的参数，并通过更新后的参数调整边界网关协议会话，边界网关协议会话用于交换路由信息；

通过路由信息以及算力资源表确定候选算力资源节点，其中，候选算力节点是根据算力资源表筛选出的满足用户请求需求的算力节点。

断链时间参数为预先设定的时间参数，用于配置边界网关协议的断链时间，以确定在多长时间内没有收到保活消息后，BGP会话将被断开。保活时间为BGP会话中定期发送的消息间隔时间，用于确认会话仍然活跃，以确保BGP会话保持活跃状态，防止因长时间无通信而断开连接。

使用预设的时间值来配置BGP的保活时间，如果在保活时间内没有收到对方的保活消息，可能会触发一些检查或动作。将配置好的保活时间和断链时间参数发送给算力网关，算力网关是用于管理和分配算力资源的网络设备或软件。算力网关接收到参数后，会更新其BGP配置，以反映新的保活时间和断链时间。

通过更新后的BGP参数，算力网关会调整其BGP会话，包括与邻居设备建立、维护和终止BGP会话的过程。BGP会话是BGP设备之间用于交换路由信息的通道，通过调整BGP会话，可确保网络中的路由信息是最新的，并且网络拓扑的变化能够及时被感知和响应。

算力网关通过BGP会话交换的路由信息，以及算力资源表，来确定候选的算力资源节点。通过精细配置BGP参数，并利用BGP会话交换的路由信息，来实现对算力资源的有效管理和分配，有助于确保网络中的算力资源能够被高效、可靠的利用。

S500：基于候选算力节点，执行路径计算，以生成调度路径信息。

如图5所示，算网控制器包括路径计算服务端模块(PCE模块)、算法模块以及流量工程数据库(Traffic Engineering Database，TED)，其中，路径计算服务端模块用于接收路径计算请求并执行相关计算的模块，算法模块用于执行路径计算的具体算法模块，通过编程语言实现，例如，采用约束最短路径有限算法等。流量工程数据库为存储网络拓扑信息和流量信息的数据库，通过数据库管理系统，例如MySQL、PostgreSQL等实现。

算网控制器还包括图形模块(graph模块)，graph模块用于表示和处理网络拓扑和资源的图形结构，能够管理网络中所有节点，例如算力资源、路由设备等之间的关系，并支持各种图算法，如最短路径计算、流量优化等。在路径计算过程中，graph模块将网络拓扑的状态进行图形化表示，使路径计算更高效。PCE模块可以基于graph提供的结构信息，快速寻找符合约束条件的最佳路径。

算力网关包括路径计算客户端(PCC模块)，路径计算客户端用于发送路径计算请求。在一些实施例中，响应于路径计算请求，通过边界网关协议，接收路由模块获取的拓扑信息以及流量信息，并保存至流量工程数据库，其中，路径计算请求是所述路径计算客户端发送的，所述调度路径信息是通过最短路径有限算法(Shortest Path First，SPF)或约束最短路径算法(Constrained Shortest Path First，CSPF)或自适应多重约束路由算法(Self-Adaptive Multi-Constrained Routing Algorithm，SAMCRA)多种方式进行计算得到的信息，基于拓扑信息、流量信息，调用算法模块执行路径计算，生成调度路径信息。调度路径信息包括从用户到算力节点的网络路径信息，例如延迟、带宽等。

其中，SPF选择一个起始节点，并将该节点标记为已访问，再计算从起始节点到所有相邻节点的距离，并将这些节点加入优先队列，从优先队列中选择具有最短距离的节点，并将其标记为已访问。对于新访问的节点的所有未访问的邻居节点，计算从起始节点到这些邻居节点的距离，并更新优先队列，直到所有节点都被访问过。

CSPF首先定义网络中的约束条件，如带宽、延迟等，再选择一个起始节点，并将该节点标记为已访问，计算从起始节点到所有相邻节点的距离，并检查是否满足约束条件，从优先队列中选择满足约束条件且具有最短距离的节点，并将其标记为已访问，对于新访问的节点的所有未访问的邻居节点，计算从起始节点到这些邻居节点的距离，并检查是否满足约束条件，然后更新优先队列，直到所有节点都被访问过或无法找到满足约束条件的路径。

SAMCRA定义网络中的多个约束条件，如带宽、延迟、成本等，再选择一个起始节点，并将该节点标记为已访问，计算从起始节点到所有相邻节点的距离，并检查是否满足约束条件，从优先队列中选择满足约束条件且具有最短距离的节点，并将其标记为已访问，对于新访问的节点的所有未访问的邻居节点，计算从起始节点到这些邻居节点的距离，并检查是否满足约束条件，然后更新优先队列，根据网络实时状态(如带宽变化、延迟变化)动态调整路径选择策略，直到所有节点都被访问过或无法找到满足约束条件的路径。

PCC与PCE通过PCEP协议交互，进行路径计算请求和结果反馈。当算力网关需要找到最优的算力资源路径时，先通过路径计算客户端向算网控制器的路径计算服务端模块发送路径计算请求，路径计算服务端模块响应于路径计算请求，通过边界网关协议从路由模块获取网络的拓扑信息和流量信息，这些信息被保存到流量工程数据库中。

路由模块与TED通过BGP-LS协议交互，获取网络拓扑信息，BGP-LS在域内需要使用内部网关协议IGP(OSPF或ISIS)获取拓扑状态，在跨越运营商链路的三层网络中运行IGP协议存在较大的挑战。通过算网平台手动定义逻辑链路可解决跨越三层underlay网络的算力网关间拓扑关系的问题。

在一些实施例中，获取算力网关的数量，如果算力网关大于或等于两个，且算力网关位于不同网络，创建逻辑链路，其中，逻辑链路用于表征算力网关的连接关系；如果路径计算包括位于不同网络的算力网关，添加所述逻辑链路至流量工程数据库，以根据计算信息生成调度路径信息，所述计算信息包括逻辑链路以及拓扑信息。

路由模块通过BGP-LS协议从其他路由器或设备收集链路状态信息，这些信息被存储在TED中，用于路径计算和资源调度，网络管理员通过网络管理界面或命令行接口手动定义逻辑链路，定义逻辑链路时，指定源节点、目标节点以及相关的属性，例如，带宽限制、延迟要求等。

获取算力网关的数量以及所在的网络位置，可通过与网络运营商的接口、配置管理数据库(CMDB)或网络管理系统(NMS)进行交互来实现。再判断是否存在两个或更多位于不同网络的算力网关，如果存在跨网络的算力网关，将定义的逻辑链路信息添加到TED中，与自动发现的拓扑信息一起使用，基于TED中的完整拓扑信息，即计算信息执行路径计算，以计算出最优路径，确保数据包能够高效传输。

可以理解的是，逻辑链路可以根据网络状况动态调整，以适应不同的服务需求。逻辑链路还可以定义冗余路径，提高网络的可靠性和容错能力。

基于存储在TED中的拓扑信息和流量信息，路径计算服务端模块调用算法模块中的约束最短路径优先(CSPF)算法或其他适用的算法，CSPF算法根据给定的约束条件，例如，算力资源需求、QoS要求等和网络的实际拓扑情况，计算得到最优的调度路径信息，再将计算得到的调度路径信息返回给算力网关的路径计算客户端。算力网关可通过这些信息来配置网络设备，以确保数据流量能够沿着最优路径传输到目标算力资源节点。

还可以计算得到次优路径，次优路径可以作为备选路径，当最优路径遇到故障时候，可以快速切换到备选路径。通过算网控制器和算力网关的共同协作，为算力资源的分配和优化提供有效支持，有助于提高数据传输的效率和可靠性，并降低网络延迟。

PCE模块能够获取一个有序的节点列表，每个节点代表路径上的一个中间或终端算力网关，为实现Segment Routing IPv6(SRv6)功能，需要将路径上的每个节点的SegmentID(SID)按照路径顺序串联起来，形成一个SRv6路径，即SRv6 SID列表，列表将用于指导数据包在SRv6网络中的传输。

Segment Routing是一种网络架构，通过使用段(segments)来简化网络操作，而SRv6是在IPv6环境下的实现，SRv6利用IPv6地址空间的灵活性，通过SID来实现流量工程、路径控制和服务质量等功能。在SRv6中，每个网络节点都有一个或多个段标识符(SID)，SID表现为IPv6地址，PCE模块会计算出一条路径，并为路径上的每个节点生成一个有序的SID列表，SID列表将指示数据包在SRv6网络中如何传输。

其中，调度路径信息为多个段标识生成的路由转发路径，在一些实施例中，先获取节点信息，再基于节点信息，匹配段标识，所述段标识用于指向节点的互联网协议地址，基于段标识生成节点列表，所述节点列表用于确定数据包的转发顺序，所述节点列表为路由转发路径。

对于节点列表中的每个节点，PCE模块在进行解析后，可得到节点的互联网协议地址(IPv6地址)和可能的其他属性，例如节点名称、位置等，这些信息可以通过配置文件、数据库或网络接口获取。基于节点的IPv6地址，PCE模块匹配对应的段标识(SID)，SID是一个特殊的IPv6地址或压缩形式的地址，用于在SRv6网络中唯一标识一个节点。按照路径顺序，将每个节点的SID串联起来，形成一个SRv6 SID列表。

在生成SRv6 SID列表后，PCE模块还可以进行验证和优化，以确保路径的可达性和效率。例如，可以检查每个SID的有效性，优化路径以减少延迟或提高带宽利用率。PCE模块将生成的SRv6 SID列表输出给算力网关的路径计算客户端，列表可以用于配置SRv6路由器或交换机，以按照指定的路径转发数据包。

S600：发送调度路径信息至算力网关，以通过算力网关执行算力资源调度。

在一些实施例中，基于算力资源表获取候选算力节点的算力资源；

评估算力资源与调度路径信息，以生成候选算力节点的评分；

根据评分，确定目标服务节点，目标服务节点为大于或等于评分阈值的候选算力节点；

基于目标服务节点生成查询结果，并将查询结果发送至用户，查询结果为目标服务节点的IP地址；

如果算力网关接收到用户发送的数据报文，控制算力网关将数据报文封装为目标报文，并基于调度路径信息将目标报文转发至算力资源节点。

通过查询算力资源表，获取所有候选算力节点的算力资源情况，再根据用户请求的类型和规模，对候选算力节点的算力资源进行评估，判断是否满足请求的处理需求，结合算力资源的评估结果和调度路径信息，每个候选算力节点生成一个评分，评分反映节点处理用户请求的适宜程度。

通过预设评分阈值，用于筛选满足要求的算力节点，将所有评分大于或等于评分阈值的候选算力节点作为目标服务节点，这些节点是能够处理用户请求的。基于确定的目标服务节点，生成查询结果，查询结果包括目标服务节点的IP地址，以便用户或后续系统能够与之通信。将查询结果发送给用户，用户可以根据这些信息发起对目标服务节点的请求。

当用户向算力网关发送数据报文时，算力网关会接收到这些数据报文，算力网关会根据需要将数据报文封装成目标报文，目标报文为数据包的形式，可包括IPv6头部、SRv6扩展头部以及负载。算力网关会根据之前获取的调度路径信息，将封装好的目标报文转发至相应的算力资源节点进行处理。

通过评估算力资源和调度路径信息，能够选择出最适合处理用户请求的算力节点，并通过算力网关实现数据报文的高效转发，不仅提高系统的处理效率，还优化用户的请求处理体验。

算力网关收到数据报文，根据FIB表进行报文封装，外层源IP为用户侧算力网关地址，外层目的IP为SRH下一跳地址，内层IP源地址为用户PCIP，目的地址为S_IP(最优节点)，算力网关收到用户后续报文根据FIB表项直接封装转发。

如图3所示，如果包括两个算力网关，算力网关1和算力网关2之间通过SRv6封装和解封装进行通信其中，算力网关1可以为用户侧算力网关，算力网关2可以为资源侧算力网关，用户侧算力网关位于用户的本地网络或边缘网络中，是用户设备与核心网络之间的接口。资源侧算力网关位于数据中心或云环境中，是算力资源(如VM、POD)与外部网络之间的接口。算力网关1根据FIB表项将封装后的报文转发到算力网关2，算力网关2根据FIB表项继续转发报文，直到报文到达目标算力资源。

基于上述一种算力资源调度方法，本申请部分实施例还提供一种算力资源调度网络，包括：算网控制器、算力网关以及算力集群；

所述算网控制器响应于用户发送的算力服务请求，生成服务标识，所述服务标识用于待访问的算力服务；以及基于所述服务标识，部署算力集群；

所述算力集群用于采集所述算力资源的算力资源表，所述算力资源表包括算力节点的算力资源信息以及算力网关发送的算力信息；

所述算网控制器响应于查找算力资源的DNS请求，基于所述算力资源表确定候选算力节点；以及基于所述候选算力节点，执行路径计算，以生成调度路径信息，所述调度路径信息为多个段标识生成的路由转发路径；

如图6所示，PCC模块向算网控制器发送一个路径计算请求，算网控制器将这个请求转发给PCE模块，PCE模块根据网络状态计算出最优路径，并将结果返回给算网控制器，算网控制器根据PCE提供的路径信息，指示PCC建立相应的LSP(Label Switched Path，标签交换路径)，PCC根据指示建立LSP，从而完成路径的设置。

算网路径计算是指在网络或图中找到从起点到终点的最优或满足特定条件的路径的过程。在当前算网控制器中，支持以下三种路径计算算法：最短路径算法、约束最短路径算法和自适应多重约束路由算法。

算网控制器支持基于DNS请求算法的PCEP协议，并具备独立的PCE功能模块和PCC路径计算客户端。基于DNS请求算法的PCE部署在算网控制器中，基于网络拓扑信息计算满足约束条件的最佳路径；PCC部署在新型数据面网关，基于DNS请求算法的PCE在计算出最佳路径后，通过PCEP协议将最佳路径发送到PCC上，从而为新型数据面网关提供路径计算服务。基于DNS请求算法的PCE通过收集网络中的拓扑、链路状态、资源使用情况等信息，利用内置的算法或外部系统，例如，SDN控制器的支持，计算从源到目的地的最优路径。

当PCE计算出最优路径，会将相关信息，例如，SID列表、路径优先级等封装成SRv6TE Policy，并通过PCEP会话下发给网络中的转发器，转发器接收并解析SRv6 TEPolicy，根据其中的路径信息对流量进行转发处理。

当数据包进入网络时，转发器会根据SRv6 TE Policy中的路径信息对数据包进行转发。数据包在转发过程中会经过一系列的网络节点，每个节点都会根据SRv6 TE Policy中的指令进行转发操作。

综上所述，算网控制器支持多种协议，例如GRPC，BGP-LS，PCEP，为控制器与网络设备之间的通信提供了基础。相对于传统的手动配置方式，基于DNS请求算法的算网控制器能够自动计算并下发路径信息，极大简化网络配置和管理的复杂性。通过部署PCE-InitiatedSRv6TE Policy可以实现网络流量的精细化管理和优化，提高网络的整体性能和可靠性。

如图7所示，算网控制器包括调度模块、采集模块，其中，采集模块在对接算力网关和算力集群时，可通过南向接口与算力集群中的算力网关进行通信，获取网络设备的状态信息，包括链路状态、路由信息等。

采集模块业务抽象层(SAL)能够屏蔽南向协议的差异，为上层功能模块提供一致性服务。对接算力网关或算力集群时，SAL可以抽象出算力网关或算力集群相关的服务接口，供上层应用调用。算网控制器采集模块还提供可扩展的北向API，允许开发人员根据自己的需求定制功能。

算网控制器采集模块还可以通过与算力网关/算力集群之间的通信，实时监测网络状态。当检测到链路或节点失效时，算网控制器调度模块可以迅速触发负载均衡机制，将流量切换到备份路径上，实现快速恢复。

算网控制器采集模块可以参与路由重收敛过程，根据网络状态的变化重新计算路由，并在重收敛结束后将流量切换回最优路径。算网控制器对接算力网关或算力集群的设计原理主要基于SDN控制器的集中控制、南向接口支持、服务抽象层、可扩展的北向API、以及故障检测和恢复等特性。这些特性共同构成了对接算力资源的基础框架和实现方式。

如图8所示，算网控制器通过gRPC(Google Remote Procedure Call，谷歌远程过程调用)协议向各个节点(Node)下发算力采集任务。各节点的算力采集模块定期收集并上报当前的算力信息，包括CPU、内存(MEM)、GPU等资源的使用情况。算网控制器的采集模块接收并处理这些算力信息，生成一个详细的算力信息表。该表列出了每个节点的资源状态，包括cluster ID、node、CPU、MEM、GPU等。算网控制器的调度模块根据算力信息表中的数据，进行资源调度，确保资源的有效利用和合理分配。

所述算力网关用于基于所述调度路径信息，执行算力资源调度。上述实施例运行时的作用效果可参见上述方法实施例的作用效果，在此不予赘述。

本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种算力资源调度方法，其特征在于，应用于算网控制器，包括：

响应于用户发送的算力服务请求，生成服务标识，所述服务标识用于标识待访问的算力服务；

基于所述服务标识，控制所述算力网关部署算力集群；

获取所述算力资源的算力资源表，所述算力资源表包括算力节点的算力资源信息以及算力网关发送的算力信息；

响应于查找算力资源的DNS请求，基于所述算力资源表确定候选算力节点；

基于所述候选算力节点，执行路径计算，以生成调度路径信息，所述调度路径信息为多个段标识生成的路由转发路径；

发送所述调度路径信息至算力网关，以通过所述算力网关执行算力资源调度。

2.根据权利要求1所述的算力资源调度方法，其特征在于，所述算网控制器通过所述算力网关连接有算力集群，所述算力集群包括算力感知客户端模块，所述算力网关还包括路由模块；

获取所述算力资源的算力资源表的步骤，包括：

向所述算力网关中的算力感知服务端模块发送获取指令，以控制所述算力感知服务端模块接收所述算力感知客户端模块所采集的算力节点的算力资源信息，所述算力资源信息包括运算能力，所述运算能力通过操作次数以及浮点运算次数衡量；

接收所述算力资源信息，生成算力资源分表；

接收所述路由模块发送的算力信息，基于所述算力资源分表，生成算力资源表。

3.根据权利要求2所述的算力资源调度方法，其特征在于，所述算网控制器包括路径计算服务端模块、算法模块以及流量工程数据库，所述算力网关包括路径计算客户端；

所述基于所述候选算力节点，执行路径计算，以生成调度路径信息，包括：

响应于路径计算请求，通过边界网关协议，接收所述路由模块获取的拓扑信息以及流量信息，并保存至所述流量工程数据库，所述路径计算请求是所述路径计算客户端发送的，所述调度路径信息是通过约束最短路径有限算法计算得到的信息；

基于所述拓扑信息、流量信息，调用所述算法模块执行路径计算，以生成调度路径信息。

4.根据权利要求1所述的算力资源调度方法，其特征在于，所述算网控制器包括应用层、抽象层以及驱动层；

通过所述应用层接收算力服务请求，并将所述算力服务请求转换为所述算力资源的逻辑操作；

基于所述逻辑操作，调用所述抽象层，以通过所述抽象层提供接口，并将所述逻辑操作转换为操作指令；

调用所述驱动层，以通过所述驱动层执行所述操作指令。

5.根据权利要求1所述的算力资源调度方法，其特征在于，所述DNS请求包括第一DNS请求以及第二DNS请求；

所述响应于查找算力资源的DNS请求，基于所述算力资源表确定候选算力节点，包括：

响应于用户发起的第一DNS请求，控制所述算力网关基于所述第一DNS请求执行DNS查询，所述第一DNS请求为获取所述服务标识映射的IP地址；

如果所述DNS查询未查找到域名的资源记录，调用所述算力网关的DNS代理功能，以通过所述DNS代理功能发起第二DNS请求，所述第二DNS请求为获取所述服务标识映射的IP地址；

响应于所述第二DNS请求，基于所述算力资源表确定候选算力节点。

6.根据权利要求4所述的算力资源调度方法，其特征在于，所述基于所述算力资源表确定候选算力节点，包括：

在所述应用层预设时间值以及断链时间参数，通过所述时间值配置边界网关协议的保活时间，以及通过所述断链时间参数配置边界网关协议的断链时间；

发送所述保活时间以及断链时间至所述算力网关，以更新所述边界网关协议的参数，并通过所述更新后的参数调整边界网关协议会话，所述边界网关协议会话用于交换路由信息；

通过所述路由信息以及算力资源表确定候选算力资源节点。

7.根据权利要求3所述的算力资源调度方法，其特征在于，所述生成调度路径信息，包括：

获取所述算力网关的数量；

如果所述算力网关大于或等于两个，且所述算力网关位于不同网络，创建逻辑链路，所述逻辑链路用于表征所述算力网关的连接关系；

如果路径计算包括位于不同网络的算力网关，添加所述逻辑链路至流量工程数据库，以根据计算信息生成调度路径信息，所述计算信息包括逻辑链路以及拓扑信息。

8.根据权利要求1所述的算力资源调度方法，其特征在于，所述发送所述调度路径信息至算力网关，以通过所述算力网关执行算力资源调度，包括：

基于所述算力资源表获取所述候选算力节点的算力资源；

评估所述算力资源与所述调度路径信息，以生成候选算力节点的评分；

根据所述评分，确定目标服务节点，所述目标服务节点为大于或等于评分阈值的候选算力节点；

基于所述目标服务节点生成查询结果，并将所述查询结果发送至用户，所述查询结果为所述目标服务节点的IP地址；

如果所述算力网关接收到用户发送的数据报文，控制所述算力网关将所述数据报文封装为目标报文，并基于所述调度路径信息将所述目标报文转发至算力资源节点。

9.根据权利要求1所述的算力资源调度方法，其特征在于，所述生成调度路径信息，包括：

获取节点信息；

基于所述节点信息，匹配段标识，所述段标识用于指向节点的互联网协议地址；

基于所述段标识生成节点列表，所述节点列表用于确定数据包的转发顺序，所述节点列表为路由转发路径。

10.一种算力资源调度网络，其特征在于，包括：算网控制器、算力网关以及算力集群；

所述算网控制器响应于用户发送的算力服务请求，生成服务标识，所述服务标识用于待访问的算力服务；以及基于所述服务标识，部署算力集群；

所述算力集群用于采集所述算力资源的算力资源表，所述算力资源表包括算力节点的算力资源信息以及算力网关发送的算力信息；

所述算网控制器响应于查找算力资源的DNS请求，基于所述算力资源表确定候选算力节点；以及基于所述候选算力节点，执行路径计算，以生成调度路径信息，所述调度路径信息为多个段标识生成的路由转发路径；

所述算力网关用于基于所述调度路径信息，执行算力资源调度。