［崔占偉］

1 引言

算力，可稱為計(jì)算能力，即處理數(shù)據(jù)的能力。從概念上講，數(shù)據(jù)和算力早在信息技術(shù)產(chǎn)生后、數(shù)字經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)之前就已經(jīng)存在。隨著5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等技術(shù)的發(fā)展，智能化、數(shù)字化成為未來(lái)經(jīng)濟(jì)的主流，算力正在成為像水力、電力一樣的生產(chǎn)力要素。

隨著數(shù)字時(shí)代的到來(lái)，算力作為重要生產(chǎn)力，成為支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)、數(shù)字社會(huì)和數(shù)字政府發(fā)展的核心基礎(chǔ)。根據(jù)2022 中國(guó)算力大會(huì)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，算力作為數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代新的生產(chǎn)力正迅速發(fā)展。截至2021 年底，我國(guó)在用數(shù)據(jù)中心機(jī)架總規(guī)模超過(guò)520 萬(wàn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架，平均上架率超過(guò)55%。在用數(shù)據(jù)中心服務(wù)器規(guī)模1 900 萬(wàn)臺(tái)，存儲(chǔ)容量達(dá)到800EB（1EB=1024PB）。算力總規(guī)模超過(guò)140EFlops，近五年年均增速超過(guò)30%，算力規(guī)模排名全球第二。

算力網(wǎng)絡(luò)是一種利用網(wǎng)絡(luò)控制面?zhèn)鬟f算力等資源信息，并以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)多方、異構(gòu)的計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等資源之間的信息關(guān)聯(lián)與高頻交易的技術(shù)體系，以滿足新興業(yè)務(wù)提出的“隨時(shí)、隨地、隨需”的多樣化需求，從而解決不同類型云計(jì)算節(jié)點(diǎn)規(guī)模建設(shè)后的算力分配與資源共享需求難題。

2 算力網(wǎng)絡(luò)調(diào)度功能框架

2.1 算力網(wǎng)絡(luò)調(diào)度功能框架

算力國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ITU-T Y.2501 中提出將算力網(wǎng)絡(luò)功能架構(gòu)分成4 大模塊：算力網(wǎng)絡(luò)資源層、算力網(wǎng)絡(luò)控制層、算力網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層和算力網(wǎng)絡(luò)編排管理層，如圖1 所示。

圖1 算力網(wǎng)絡(luò)總體功能架構(gòu)圖

其中服務(wù)提供層主要實(shí)現(xiàn)面向用戶的服務(wù)、原子功能能力開(kāi)放；網(wǎng)絡(luò)控制層主要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制平面實(shí)現(xiàn)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)多維度資源融合的路由；算力網(wǎng)絡(luò)資源層主要提供算力資源、存儲(chǔ)資源和網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)資源；并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算處理能力和網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)能力的實(shí)際情況，實(shí)現(xiàn)各類計(jì)算、存儲(chǔ)資源的傳遞和流動(dòng)；算力管理編排層主要解決異構(gòu)算力資源、服務(wù)/功能資源的注冊(cè)、建模、納管、編排、安全等問(wèn)題。

2.2 算力網(wǎng)絡(luò)調(diào)度模塊劃分

（1）算力網(wǎng)絡(luò)資源層：包括算力資源和網(wǎng)絡(luò)資源。算力資源是滿足新興業(yè)務(wù)的多樣性計(jì)算需求，通過(guò)從單核CPU 到多核CPU，到CPU+GPU+FPGA 等多種算力組合，在網(wǎng)絡(luò)中提供泛在異構(gòu)計(jì)算資源。網(wǎng)絡(luò)資源時(shí)提供信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，包括接入網(wǎng)、城域網(wǎng)和骨干網(wǎng)。

（2）算力網(wǎng)絡(luò)控制層：基于抽象后的算力網(wǎng)絡(luò)計(jì)算資源采集和發(fā)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)算力節(jié)點(diǎn)的資源信息感知；另一方面，通過(guò)在用戶請(qǐng)求中攜帶業(yè)務(wù)需求，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶業(yè)務(wù)需求的感知。綜合考慮用戶業(yè)務(wù)請(qǐng)求、網(wǎng)絡(luò)信息和算力資源信息，將業(yè)務(wù)靈活按需調(diào)度到不同的算力節(jié)點(diǎn)中，同時(shí)將計(jì)算結(jié)果發(fā)布到算力服務(wù)層。

（3）算力網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層：承載算力的各類能力及應(yīng)用，并將用戶對(duì)業(yè)務(wù)SLA 的請(qǐng)求包括算力請(qǐng)求等參數(shù)傳遞給算力網(wǎng)絡(luò)控制層。

（4）算力網(wǎng)絡(luò)編排管理層：實(shí)現(xiàn)對(duì)算力服務(wù)的運(yùn)營(yíng)與編排管理、對(duì)算力路由的管理、對(duì)算力資源的管理以及對(duì)于網(wǎng)絡(luò)資源的管理，其中算力資源管理包括基于統(tǒng)一的算力度量體系，完成對(duì)算力資源的統(tǒng)一抽象描述，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)算力資源的度量與建模、注冊(cè)和OAM 管理等功能；以支持網(wǎng)絡(luò)對(duì)算力資源的可感知、可度量、可管理和可控制。

3 算力網(wǎng)絡(luò)調(diào)度總體實(shí)現(xiàn)方案分析

算力網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制面分發(fā)服務(wù)節(jié)點(diǎn)的算力、存儲(chǔ)、算法等資源信息，并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)信息和用戶需求，提供最佳的計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等資源的分發(fā)、關(guān)聯(lián)、交易與調(diào)配，從而實(shí)現(xiàn)整網(wǎng)資源的最優(yōu)化配置和使用的新型網(wǎng)絡(luò)。

3.1 算力網(wǎng)絡(luò)調(diào)度的技術(shù)特征

現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用以應(yīng)用層為主、基于DNS 的尋址，由于沒(méi)有考慮網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)以及目的節(jié)點(diǎn)計(jì)算能力的變化，因此其綜合性能在某些情況下比較差。算力網(wǎng)絡(luò)面向計(jì)算類業(yè)務(wù)，根據(jù)業(yè)務(wù)的需求，結(jié)合當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)狀況和可服務(wù)的計(jì)算資源的計(jì)算狀況，通過(guò)算力網(wǎng)絡(luò)靈活匹配、動(dòng)態(tài)調(diào)度，將終端的計(jì)算任務(wù)路由到合適的目標(biāo)計(jì)算節(jié)點(diǎn)，以支撐業(yè)務(wù)的計(jì)算需求，保證業(yè)務(wù)的用戶體驗(yàn)。

綜上，算力網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特征如下。

（1）算力網(wǎng)絡(luò)路由技術(shù)：基于抽象后的計(jì)算資源發(fā)現(xiàn)，綜合考慮網(wǎng)絡(luò)狀況和計(jì)算資源狀況，將業(yè)務(wù)靈活按需調(diào)度到不同的計(jì)算資源節(jié)點(diǎn)中。具體功能主要包括算力標(biāo)識(shí)、算力狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)同步、算力路由控制、算力路由尋址、算力路由轉(zhuǎn)發(fā)等。可包含集中式算力路由技術(shù)方案和分布式算力路由技術(shù)等方案；

（2）面向服務(wù)/功能/算力的接口：定義算力網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)/功能/算力間的通用接口，用于描述計(jì)算狀態(tài)，與應(yīng)用無(wú)關(guān)，語(yǔ)義不感知，使得算力網(wǎng)絡(luò)與千變?nèi)f化的應(yīng)用創(chuàng)新解耦，保持自己的穩(wěn)定。

算力網(wǎng)絡(luò)的部署可以基于overlay 技術(shù)疊加在現(xiàn)有的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)之上，也可以在新建的局部網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立部署。算力網(wǎng)絡(luò)的功能模塊可以基于通用服務(wù)器進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，也可以基于專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

3.2 算力調(diào)度編排

算力網(wǎng)絡(luò)編排是針對(duì)多樣化、定制化的算網(wǎng)融合服務(wù)需求，基于算力和網(wǎng)絡(luò)的原子能力進(jìn)行靈活組合、一體編排，設(shè)計(jì)產(chǎn)品服務(wù)模型，并以模板的形式固化所需的資源、服務(wù)、策略及配置，實(shí)現(xiàn)流程、模型等因子的通用化、標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)算網(wǎng)業(yè)務(wù)統(tǒng)一編排、部署和保障。

面向上層的能力調(diào)度主要包含網(wǎng)絡(luò)編排和服務(wù)編排兩個(gè)方面。

3.2.1 網(wǎng)絡(luò)編排

網(wǎng)絡(luò)編排主要是指，對(duì)底層的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)編排能力進(jìn)行硬件資源的抽象和能力的建模，并通過(guò)服務(wù)編排來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制。我們提出基于SDN 的寬帶接入（SEBA）容器化架構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)SDN 網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)。SEBA 的核心組件主要包括開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（ONOS）、Kafka、VOLTHA、XOS。

①ONOS：實(shí)現(xiàn)SDN 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)編排實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的資源調(diào)度和管理。

② Kafka：實(shí)現(xiàn)REST 的消息隊(duì)列管理，并通過(guò)上層的服務(wù)能力對(duì)底層硬件的訪問(wèn)請(qǐng)求消息進(jìn)行統(tǒng)一管理。

③VOLTHA：實(shí)現(xiàn)底層網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備和轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備的硬件資源抽象，從而使用和訪問(wèn)上層的網(wǎng)絡(luò)功能。

④ XOS：實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化和服務(wù)化，并可以基于SDN 控制器的可編程能力實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制和功能軟件定義能力。

3.2.2 服務(wù)編排

服務(wù)編排可以實(shí)現(xiàn)對(duì)PaaS 和軟件即服務(wù)（SaaS）能力的容器化調(diào)度。由于云原生具有服務(wù)化和微服務(wù)化的能力，因此在實(shí)現(xiàn)算力調(diào)度的過(guò)程中，基于不同的應(yīng)用場(chǎng)景，我們提出了3 個(gè)方面的服務(wù)能力。

①計(jì)算能力集：集成目前云原生統(tǒng)一的計(jì)算型能力庫(kù)，包括 Spark、Hadoop、Hive、Flink 等。

② 數(shù)據(jù)庫(kù)：采用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)能力，為上層的應(yīng)用和業(yè)務(wù)場(chǎng)景提供一鍵部署式的云原生數(shù)據(jù)庫(kù)，包括Mysql、MangoDB 等。

③人工智能：包括面向人工智能場(chǎng)景的推理和訓(xùn)練，以及對(duì)硬件加速有特定需求的算力調(diào)度能力。

這些服務(wù)能力統(tǒng)一由Kubernetes 來(lái)實(shí)現(xiàn)編排。通過(guò)Kubernetes 的調(diào)度擴(kuò)展接口和平臺(tái)內(nèi)部調(diào)度器對(duì)接，從而能夠?qū)崿F(xiàn)PaaS 和SaaS 服務(wù)的容器化調(diào)度。

通過(guò)Knative 來(lái)完成統(tǒng)一服務(wù)能力的封裝和打包，通過(guò)Knative 的API 網(wǎng)關(guān)提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)和算力調(diào)度接口，并通過(guò)統(tǒng)一的門戶對(duì)外開(kāi)放，開(kāi)發(fā)者可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)和算力調(diào)度能力進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編程。這樣可以進(jìn)一步融合底層網(wǎng)絡(luò)和算力，實(shí)現(xiàn)基于可編程網(wǎng)絡(luò)的算力調(diào)度。同時(shí)，用戶也可以更加關(guān)注上層業(yè)務(wù)邏輯和業(yè)務(wù)流程。

4 算力網(wǎng)絡(luò)調(diào)度的集中式方案

算力網(wǎng)絡(luò)調(diào)度的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案可以分為集中式方案、分布式方案和混合式方案，面向不同的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，需綜合考慮業(yè)務(wù)需求、技術(shù)特性，合理選擇適宜的算力調(diào)度方案。

集中式包括基于SDN/NFV 的算網(wǎng)編排管控以及基于域名解析機(jī)制的編排管控；集中式技術(shù)方案基于中心化管理編排系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)同步、同步代價(jià)相對(duì)較小，可適用于較大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)。

分布式技術(shù)方案基于分布式路由協(xié)議進(jìn)行狀態(tài)同步，需要對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備升級(jí)，因此對(duì)網(wǎng)絡(luò)影響較大，此方案具有實(shí)時(shí)性高、數(shù)據(jù)面調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)快速的特點(diǎn)，比較適用于面向時(shí)延敏感業(yè)務(wù)。

下面我們重點(diǎn)分析集中式方案。

4.1 集中式方案功能

算力網(wǎng)絡(luò)集中式管理方案通過(guò)集中式的控制單元來(lái)統(tǒng)一收集全網(wǎng)的算力資源、網(wǎng)絡(luò)資源以及其他資源信息，用戶將業(yè)務(wù)需求發(fā)送給這個(gè)集中的控制單元，然后由該單元利用全局視角進(jìn)行最優(yōu)化的資源選擇與分配。

由于算力網(wǎng)絡(luò)編排管理平臺(tái)不但要收集各類資源信息，同時(shí)還要進(jìn)行相應(yīng)的抽象與計(jì)算，最后還要將算力分配策略發(fā)送給用戶和算力資源池，并調(diào)度網(wǎng)絡(luò)建立相應(yīng)的傳送通道。因此算力網(wǎng)絡(luò)編排管理平臺(tái)需要集成原有網(wǎng)絡(luò)的SDN 控制器、NFV 編排器等網(wǎng)絡(luò)控制單元。從某種意義上，也可以認(rèn)為是集成了算力信息與算力策略的新型網(wǎng)絡(luò)編排調(diào)度系統(tǒng)。

算力網(wǎng)絡(luò)編排管理平臺(tái)具有三大功能：資源信息收集功能、資源分配調(diào)度功能和網(wǎng)絡(luò)連接調(diào)度功能。

其中：（1）資源信息收集功能：算力網(wǎng)絡(luò)編排管理平臺(tái)收集各類資源信息，包括但不限于算力資源信息、網(wǎng)絡(luò)資源信息、存儲(chǔ)資源信息、算法資源信息等。

（2）資源分配調(diào)度功能：根據(jù)用戶與資源供應(yīng)方在算力網(wǎng)絡(luò)交易平臺(tái)所達(dá)成的交易（也可以是匿名交易）情況，算力網(wǎng)絡(luò)編排管理平臺(tái)將相應(yīng)的資源分配策略發(fā)送給各資源管理方，比如通知算力資源的供應(yīng)方，在什么時(shí)間段有多少算力資源將被占用，同時(shí)刷新平臺(tái)所記錄的資源信息數(shù)據(jù)。

（3）網(wǎng)絡(luò)連接調(diào)度功能：根據(jù)網(wǎng)絡(luò)資源分配情況，得到網(wǎng)絡(luò)連接需求，比如在哪些節(jié)點(diǎn)之間需要建立多大的網(wǎng)絡(luò)連接，以及提供什么樣的服務(wù)質(zhì)量保障，按照這些業(yè)務(wù)需求，調(diào)度相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)資源，完成網(wǎng)絡(luò)連接建立。注，這里的網(wǎng)絡(luò)連接不只是傳統(tǒng)的通道建立，也可能根據(jù)業(yè)務(wù)需求，需要部署相應(yīng)的網(wǎng)元，如5G UPF、vBRAS、vCPE等接入控制網(wǎng)元等。

以上這3 個(gè)功能，是算力網(wǎng)絡(luò)編排管理平臺(tái)所需具備的基本功能，但在實(shí)踐中，算力網(wǎng)絡(luò)編排管理平臺(tái)會(huì)根據(jù)現(xiàn)有系統(tǒng)情況，靈活地增刪相應(yīng)功能。

4.2 集中式方案架構(gòu)

算力網(wǎng)絡(luò)集中式方案架構(gòu)主要由以下4 部分構(gòu)成。

（1）算力網(wǎng)絡(luò)管理編排系統(tǒng)。算力網(wǎng)絡(luò)的資源管理和調(diào)度系統(tǒng)，根據(jù)業(yè)務(wù)需求對(duì)算力資源進(jìn)行彈性調(diào)度，在滿足業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)需求的同時(shí)，提高算力利用率。

（2）賦能平臺(tái)。為用戶業(yè)務(wù)部署賦能，例如針對(duì)AI業(yè)務(wù)的AI 賦能平臺(tái)。

（3）邊緣/核心DC。業(yè)務(wù)部署節(jié)點(diǎn)，包含算力資源基礎(chǔ)設(shè)施和NFV 基礎(chǔ)設(shè)施。其中，用戶應(yīng)用部署在異構(gòu)算力資源池之上，vBRAS、vCPE 等虛擬網(wǎng)元部署在NFVI之上。

（4）網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。連接用戶、邊緣云、核心云的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，包括控制面的SDN 控制器、傳統(tǒng)網(wǎng)管，以及轉(zhuǎn)發(fā)面的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

其中，賦能平臺(tái)、邊緣/核心DC、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施包含了算力調(diào)度的基礎(chǔ)資源，而算力網(wǎng)絡(luò)管理編排系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)這些資源進(jìn)行管理和編排，既要實(shí)現(xiàn)根據(jù)業(yè)務(wù)需求的動(dòng)態(tài)算力調(diào)整，又要實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)層面資源的有機(jī)協(xié)調(diào)。

完整的一個(gè)算力網(wǎng)絡(luò)調(diào)度集中式方案的架構(gòu)，如圖2所示。

圖2 算力網(wǎng)絡(luò)集中式方案架構(gòu)

算力網(wǎng)絡(luò)管理編排系統(tǒng)的主要模塊功能如下。

（1）需求解析模塊。分析用戶業(yè)務(wù)需求，將用戶業(yè)務(wù)需求轉(zhuǎn)化為算力資源需求，根據(jù)算力需求劃分業(yè)務(wù)等級(jí)，以確定業(yè)務(wù)的部署位置、所需資源大小等信息。

（2）算法選擇模塊。根據(jù)用戶的業(yè)務(wù)類型和需求解析模塊的結(jié)果，在賦能平臺(tái)中為用戶選擇合適的部署算法，確定用戶業(yè)務(wù)部署的規(guī)格。

（3）應(yīng)用部署模塊。根據(jù)算法選擇模塊的結(jié)果，將用戶業(yè)務(wù)部署到指定的算力節(jié)點(diǎn)中。

（4）算力調(diào)度模塊。管理核心云和邊緣云的算力資源，根據(jù)業(yè)務(wù)需求為用戶分配相應(yīng)的計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)資源，并根據(jù)策略對(duì)業(yè)務(wù)部署位置、業(yè)務(wù)算力進(jìn)行彈性調(diào)整。

（5）網(wǎng)絡(luò)調(diào)度模塊。管理用戶、邊緣云、核心云的網(wǎng)絡(luò)，在用戶業(yè)務(wù)部署或調(diào)整之后，配置用戶到業(yè)務(wù)處理節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)，將用戶流量路由到處理節(jié)點(diǎn)。

在上述功能模塊中，部分功能可以借助現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，如算法選擇模塊使用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，應(yīng)用部署模塊借助邊緣計(jì)算管控平臺(tái)，算力調(diào)度模塊使用NFVO，網(wǎng)絡(luò)調(diào)度模塊使用SDN 控制器等。

需求分析模塊則需要根據(jù)服務(wù)的用戶類型進(jìn)行設(shè)計(jì)，形成標(biāo)準(zhǔn)化的模板，用戶根據(jù)自身業(yè)務(wù)規(guī)模提出不同的需求，算力網(wǎng)絡(luò)管理編排系統(tǒng)將業(yè)務(wù)需求轉(zhuǎn)化為具體的算力資源調(diào)度方案，并為用戶分配合適的基礎(chǔ)資源。

可通過(guò)將已實(shí)現(xiàn)的南向接口協(xié)議（如Netconf、Openflow等）進(jìn)行增強(qiáng)來(lái)實(shí)現(xiàn)集中式的算力網(wǎng)絡(luò)編排管理系統(tǒng)。

4.3 集中式方案工作流程

集中式的算力網(wǎng)絡(luò)方案主要工作流程如下。

（1）算力網(wǎng)絡(luò)編排管理系統(tǒng)與所有資源及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)建立控制連接，資源結(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)將自身的計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)等資源信息通過(guò)控制連接上報(bào)給算力網(wǎng)絡(luò)編排管理系統(tǒng)。

（2）算力網(wǎng)絡(luò)編排管理系統(tǒng)將獲得的信息進(jìn)行處理，得到一張總體資源視圖。

（3）當(dāng)用戶向算力網(wǎng)絡(luò)編排管理系統(tǒng)發(fā)送其資源需求（或通過(guò)需求分析模塊得到用戶的需求），算力網(wǎng)絡(luò)編排管理系統(tǒng)將根據(jù)用戶的需求將滿足需求的方案返回給用戶供用戶進(jìn)行選擇（或根據(jù)用戶的需求及資源視圖主動(dòng)為用戶選擇最佳的方案）。

（4）用戶在進(jìn)行選擇之后，將選擇之后的結(jié)果發(fā)送給算力網(wǎng)絡(luò)編排管理系統(tǒng)（或算力網(wǎng)絡(luò)編排管理系統(tǒng)為用戶選擇最佳方案后），算力網(wǎng)絡(luò)編排管理系統(tǒng)通過(guò)控制連接告知資源節(jié)點(diǎn)和用戶并對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行業(yè)務(wù)配置，建立用戶和資源節(jié)點(diǎn)之間的通路。

詳細(xì)工作流程如圖3 所示。

圖3 算力網(wǎng)絡(luò)集中式方案工作流程

4.4 集中式方案應(yīng)用案例

4.4.1 應(yīng)用場(chǎng)景方案

A 市邊緣云算力不足無(wú)法及時(shí)擴(kuò)容，不能滿足A 市業(yè)務(wù)發(fā)展需求，而傳統(tǒng)資源擴(kuò)容方案從方案招標(biāo)、設(shè)備采購(gòu)、設(shè)備上架、設(shè)備部署，整個(gè)資源擴(kuò)容周期按月計(jì)算，嚴(yán)重拖延了業(yè)務(wù)發(fā)展速度。通過(guò)云調(diào)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景，在B 市邊緣云分配算力承載A 市新發(fā)展業(yè)務(wù)，通過(guò)算力網(wǎng)絡(luò)調(diào)度編排系統(tǒng)能力，支持城域網(wǎng)邊緣云資源一體化管理，實(shí)現(xiàn)省市跨域資源的共享，按需高效提供彈性資源；支持“視頻監(jiān)控”應(yīng)用云網(wǎng)資源的自動(dòng)化開(kāi)通與自適應(yīng)調(diào)度。

4.4.2 應(yīng)用調(diào)度流程

集中式方案應(yīng)用調(diào)度流程如圖4 所示。

圖4 應(yīng)用調(diào)度流程

4.4.3 算力網(wǎng)絡(luò)調(diào)度配置方法

（1）網(wǎng)絡(luò)調(diào)度：在B 地市資源分配完成后，協(xié)同調(diào)度多云管配置云上交換機(jī)，新增MSE 鏈路子接口，配置子接口地址，配置A 地網(wǎng)段靜態(tài)路由指向MSE 側(cè)對(duì)接地址；調(diào)度SDN 控制器 新增VPN，新增上云鏈路子接口加入VPN，配置鏈路子接口地址，配置云上新增資源網(wǎng)段靜態(tài)路由指向云上交換機(jī)；協(xié)同SDN 控制器配置A、B 兩地網(wǎng)PE,配置EVPN（以太網(wǎng)虛擬專用網(wǎng)）打通A 地視頻接入VPN 與B 地新增VPN。

在協(xié)同云網(wǎng)管和sdn 控制器之前，需要為業(yè)務(wù)分配網(wǎng)絡(luò)資源，網(wǎng)絡(luò)資源是用于網(wǎng)絡(luò)編排的與底層網(wǎng)絡(luò)部署有關(guān)的、不可共享的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。資源又分為邊緣云資源和城域網(wǎng)資源，邊緣云資源的管理以資源池為單位，一個(gè)資源池管理在邊緣云范圍內(nèi)不可共享的特定類型資源。例如，在同一對(duì)視頻云網(wǎng)接入MSE 與邊緣云交換機(jī)之間的相同物理線路上，為了隔離兩個(gè)不同VPN 的流量，需要為兩個(gè)VPN 分配不同的VlanId。

城域網(wǎng)資源以地市城域網(wǎng)為單位，主要有VPN 網(wǎng)號(hào)，VPN 網(wǎng)號(hào)是專線組網(wǎng)的關(guān)鍵參數(shù)，不同VPN 不重復(fù)，vpn的RD（路由標(biāo)識(shí)）/RT（網(wǎng)絡(luò)路由目標(biāo)）以及EVPN 的RD/RT 均基于VPN 網(wǎng)號(hào)按規(guī)則生成。

RT/RD 分配規(guī)則如下。

①全網(wǎng)狀組網(wǎng)RD/RT 分配規(guī)則：

（a）RD 格式：AS 號(hào)：VPN 網(wǎng)號(hào)；

（b）ExportRT 格式：AS 號(hào):VPN 網(wǎng)號(hào)+00

（c）ImportRT 格式：AS 號(hào):VPN 網(wǎng)號(hào)+00

② 星型組網(wǎng)RD/RT 分配規(guī)則：

中心點(diǎn)：

（a）RD 格式：AS 號(hào):VPN 網(wǎng)號(hào)+00；

（b）ExportRT 格式：AS 號(hào):VPN 網(wǎng)號(hào)+01

（c）ImportRT 格式：AS 號(hào):VPN 網(wǎng)號(hào)+00

非中心點(diǎn)：

（a）RD 格式：AS 號(hào):VPN 網(wǎng)號(hào)+01；

（b）ExportRT 格式：AS 號(hào):VPN 網(wǎng)號(hào)+00

（c）ImportRT 格式：AS 號(hào):VPN 網(wǎng)號(hào)+01

本系統(tǒng)的資源管理模塊支持上述的資源分配與回收邏輯。支持的資源類型包括：VlanId、VPN 網(wǎng)號(hào)、IP、通用數(shù)值?？筛鶕?jù)業(yè)務(wù)管理的需要新增、刪除、修改，并可設(shè)置每個(gè)資源池中的可用資源范圍。

（2）算力資源調(diào)度：算網(wǎng)編排管理平臺(tái)根據(jù)業(yè)務(wù)容量需求轉(zhuǎn)換為算力、內(nèi)存及存儲(chǔ)能力需求。在換算之前首先需確認(rèn)業(yè)務(wù)需求數(shù)量，人工觸發(fā)場(chǎng)景直接選取應(yīng)用管理員輸入的業(yè)務(wù)需求數(shù)量；自動(dòng)觸發(fā)場(chǎng)景按應(yīng)用現(xiàn)有業(yè)務(wù)容量的10%計(jì)算業(yè)務(wù)需求數(shù)量。

各地市邊緣云節(jié)點(diǎn)服務(wù)器配置不等，同一地市也有提供多種配置的服務(wù)器，有物理機(jī)、虛機(jī)，云化物理服務(wù)器配置的cpu 型號(hào)也不同；各地市的存儲(chǔ)也有不同；面對(duì)網(wǎng)絡(luò)中分布的各種異構(gòu)資源，需要實(shí)現(xiàn)計(jì)算能力資源的抽象表示。

本應(yīng)用案例按分配的網(wǎng)絡(luò)資源協(xié)同控制器向資源管理服務(wù)器打通A、B 兩個(gè)邊緣云節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)集中式方案的算力網(wǎng)絡(luò)互調(diào)。

4.4.4 實(shí)驗(yàn)效果

“視頻監(jiān)控”應(yīng)用經(jīng)過(guò)集中式方案部署，基于算力網(wǎng)絡(luò)編排管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用從的A 市節(jié)點(diǎn)到B 市節(jié)點(diǎn)的分鐘級(jí)調(diào)度拉起；解決了邊緣云資源忙閑不均的問(wèn)題，提升整體使用效率，通過(guò)CT 資源降低IT 擴(kuò)容成本；實(shí)現(xiàn)對(duì)云網(wǎng)業(yè)務(wù)及網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)質(zhì)量的指標(biāo)體系的全面掌控。實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)如表1 所示。

表1 “視頻監(jiān)控”應(yīng)用集中式調(diào)度測(cè)試結(jié)果

5 結(jié)束語(yǔ)

在5G 高速發(fā)展的當(dāng)今時(shí)代，高速率和低時(shí)延是網(wǎng)絡(luò)的主要技術(shù)特征，無(wú)線接入的分量越來(lái)越重，促進(jìn)了移動(dòng)邊緣計(jì)算的發(fā)展，使業(yè)務(wù)的產(chǎn)生、處理和應(yīng)用都可以在本地完成，而不再僅僅依靠遙遠(yuǎn)的集中單元，在未來(lái)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，接入側(cè)的影響也會(huì)越來(lái)越深遠(yuǎn)，業(yè)務(wù)應(yīng)用的速率和時(shí)延要求會(huì)越來(lái)越高，移動(dòng)邊緣計(jì)算的作用也會(huì)更加凸顯，算力網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將會(huì)以網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算的深度融合為引擎，集中式技術(shù)方案集成了算力信息與算力策略的新型網(wǎng)絡(luò)編排調(diào)度系統(tǒng)，基于中心化管理編排系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)同步、同步代價(jià)相對(duì)較小，在運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)等較大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中效率更高，能有效實(shí)現(xiàn)全頻域、全場(chǎng)景、全業(yè)務(wù)的靈活適配與資源協(xié)同，最終實(shí)現(xiàn)一體化的算力網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)目標(biāo)，為邊緣云網(wǎng)應(yīng)用的百花齊放提供穩(wěn)定、靈活的底座。