В предыдущей статье была представлена ​​связь между интеллектуальными вычислениями и интеграцией облачных сетей, но какова связь между интеллектуальными вычислениями, вычислительной сетью и интеграцией вычислительных сетей? Давайте сначала рассмотрим концепцию интеллектуальных вычислений.

Концепция интеллектуальных вычислений ИИ

Интеллектуальные вычисления относятся к вычислениям с искусственным интеллектом. Они в основном ориентированы на приложения искусственного интеллекта и предоставляют возможности компьютерной системы для обучения модели алгоритма искусственного интеллекта и услуг по эксплуатации модели. Это представляет собой быстрое развитие области искусственного интеллекта. Он в основном используется для обработки сложных, многомерных, динамических и неструктурированных данных и проблем. Интеллектуальные вычисления объединяют информатику, математику, физику, статистику и другие междисциплинарные знания и широко используются в анализе больших данных, интеллектуальных роботах, автономном вождении, умных домах, умных городах, интеллектуальном здравоохранении, финансовых технологиях и других областях. Интеллектуальные вычисления не только улучшают вычислительные возможности, но и привносят разумные изменения во все сферы жизни, становясь важным двигателем технологического прогресса.

Рисунок 1. Контент, обрабатываемый интеллектуальными вычислениями

Концепция вычислительной сети

Вычислительная сеть — это средство достижения повсеместной вычислительной мощности. Вычислительная мощность — это вычислительная мощность, которая объединяет вычислительную мощность информации, пропускную способность сети и емкость хранилища данных. Это способность сервера в центре обработки данных выдавать результаты путем обработки данных. Расширение и распространение этих возможностей на периферию необходимо объединить с сетью, что приведет к созданию вычислительной сети. Вычислительная сеть — это новая информационная инфраструктура, которая предоставляет интегрированные услуги, в центре которой лежат вычисления, а в основе — сеть. Ее можно понимать как сеть передачи, совместно созданную вычислительными и сетевыми средствами. Мы можем использовать вычислительную сеть для достижения гибкого планирования и распределения облачных, периферийных и терминальных вычислительных ресурсов и ресурсов хранения.

картина2：Вычислительная мощностьсетьсигналкартина

Концепция вычислительной и сетевой интеграции

Интеграция вычислительных сетей подразумевает глубокую интеграцию вычислительных мощностей и сети. Эта интеграция может происходить на нескольких уровнях, включая аппаратное обеспечение, программное обеспечение, платформы и приложения и т. д., помогая добиться минималистской и комплексной трансформации служб вычислительной сети. Интеграция вычислительных сетей обеспечивает интеллектуальную оркестровку и гибкое использование вычислительной мощности за счет глубокой интеграции вычислительных и сетевых ресурсов, тем самым ускоряя передачу вычислительной мощности и улучшая общую производительность и эффективность системы. Интеграция вычислений и сети постепенно превращает вычислительную мощность в услугу социального уровня, которую можно «подключить в одной точке и использовать немедленно», как воду и электричество, достигая концепции «сеть вездесуща, вычислительная мощность повсеместна и разум вездесущ».

Хотя интеграция вычислительных сетей очень похожа на интеграцию вычислительных сетей, между ними все же существуют различия. Вычислительная сеть подчеркивает основную роль сети в управлении и планировании вычислительных ресурсов и представляет собой базовую конструкцию сети передачи, в то время как интеграция вычислительной сети подчеркивает глубокую интеграцию вычислительных ресурсов и сетевых ресурсов и является скорее технической концепцией. . Понятно, что целью построения вычислительной сети является достижение интеграции вычислительной сети.

картина3：Приложение для интеграции вычислительной сети（Источник Китайский институт мобильных исследований：Вычислительная Белая книга сети по мощности 2021 г.)

Каковы отношения между этими тремя?

Благодаря приведенному выше описанию концепции интеллектуальных вычислений мы можем перевести интеллектуальные вычисления как «данные + вычислительная мощность + алгоритм», как показано на рисунке 4. Интеллектуальные вычисления включают в себя множество вычислительных сценариев, требующих использования больших модельных вычислений и обработки огромных объемов данных. Благодаря этой характеристике интеллектуальных вычислений спрос на вычислительную мощность резко возрос. Общая вычислительная мощность увеличится в 10 раз до 3,3 Зфлопс, а вычислительная мощность искусственного интеллекта увеличится в 500 раз до более чем 100 Зфлопс, что эквивалентно общей вычислительной мощности одного миллиона китайских суперкомпьютеров Sunway «TaihuLight». Облачные центры обработки данных не могут переносить такие огромные данные и вычислительную мощность, поэтому традиционные методы облачных вычислений не могут удовлетворить требования к обработке огромных объемов данных. Кроме того, традиционные облачные вычисления сначала загружают все ресурсы данных в центр облачных вычислений, а затем возвращают результаты вычислений после того, как устройство сделает запрос на доступ. Это приведет к длительному времени ответа и не сможет удовлетворить требования к обработке данных в реальном времени. . В настоящее время сети необходимо планировать вычислительную мощность так, чтобы облако, периферия и терминал могли получить гибкое распределение ресурсов, что и привело к созданию сети вычислительной мощности. Вычислительная сеть объединяет мощные вычислительные возможности и эффективные сетевые ресурсы, обеспечивая надежную инфраструктуру для интеллектуальных вычислений.

Рисунок 4: Данные、Вычислительная мощность、Алгоритмические отношения

строительство Вычислительная Целью сети мощности является достижение «Вычислительной мощностьвездесущий、Симбиоз вычислительной сети、Интеллектуальная оркестровка、Комплексный сервис”,Тогда естественным образом возникает концепция вычислительной и сетевой энергетики. Вычислительная мощность и сеть глубоко интегрированы с точки зрения формы и протокола.,Содействие интеграции вычислительных мощностей и сети от сетевых вычислений к интеграции.,В конечном итоге разрушая границы сетевой и вычислительной инфраструктуры. Сеть поддерживает подключение вычислительной мощности,Развитие восприятия вычислительной мощности и переноса вычислительной мощности,Осознайте, что сеть находится в расчете, а расчет — в сети. Сеть, основанная на потребностях бизнеса,Программирование вычислительной сети по требованию,Гибкое планирование повсеместных вычислительных ресурсов,Взаимодействуйте с вычислительными мощностями и сетевыми ресурсами всей сети.,Реализуйте маршрутизацию вычислительной мощности. Онлайн-вычисления благодаря гибкому развертыванию,Ускорьте обработку данных поблизости,Уменьшите задержку ответа приложения,Повышение эффективности обработки системы,Осуществлять взаимное продвижение и взаимное продвижение компьютерного и сетевого развития.,Симбиоз и беспроигрышный вариант.

В целом, растущий спрос на вычислительную мощность со стороны интеллектуальных вычислений привел к появлению вычислительных сетей, которые, в свою очередь, поставили цель интеграции вычислительных сетей. Вычислительная сеть и интеграция вычислительной сети обеспечивают мощную техническую поддержку интеллектуальных вычислений, а развитие интеллектуальных вычислений способствует прогрессу интеграции вычислительной сети и вычислительной сети. Эти три из них находятся во взаимоусиливающих отношениях.

Рисунок 5: Интеллектуальные вычисления、Вычислительная мощностьсеть、Диаграмма отношений интеграции вычислительной сети

Как построить вычислительную сеть в эпоху интеллектуальных вычислений

картина6：В эпоху интеллектуальных вычислений Вычислительная мощностьсеть（Источник Китайский институт мобильных исследований：Вычислительная Белая книга сети по мощности 2021 г.)

Как в эпоху интеллектуальных вычислений построить вычислительную сеть и добиться ее интеграции? Нам необходимо провести техническое сопоставление по его характеристикам.

Характеристики вычислительной сети

1. Гибкость и оперативность. В соответствии с потребностями бизнеса вычислительная сеть должна иметь возможности гибкого доступа для быстрого получения вычислительной мощности, а также гибкого и динамического распределения и гибкого планирования ресурсов вычислительной мощности между облаками, периферийными устройствами и терминалами по требованию, тем самым максимизируя ресурсы. Оптимизируйте использование и реагируйте на различные чрезвычайные ситуации.
2. Безопасность без потерь: по оценкам, даже коэффициент потери пакетов в 0,1% может привести к потере до 50% вычислительной мощности. Эта потеря неприемлема для приложений, которые полагаются на крупномасштабные вычислительные ресурсы. Поскольку в вычислительной сети потеря каждого пакета данных может оказать негативное влияние на расчет вычислительной мощности. Передача без потерь может гарантировать, что данные не будут потеряны или повреждены во время передачи, тем самым обеспечивая целостность и точность данных.
3. Восприятие и видимость. Вычислительная сеть должна определять состояние вычислительных ресурсов и сетевых ресурсов в режиме реального времени и объединять требования SLA различных сервисов, общую сетевую нагрузку, распределение доступных пулов вычислительных ресурсов и другие факторы для интеллектуального и динамического управления. проводить планирование ресурсов и стратегии совместной работы. И создайте визуальную цифровую карту сети, чтобы отслеживать состояние и производительность сети в режиме реального времени, оптимизировать топологию и схему сети, а также повышать эффективность и точность эксплуатации и обслуживания сети.

Технология контейнеризации Kubernetes

Kubernetes можно использовать для достижения гибкого планирования вычислительной мощности больших моделей, а также эффективного и разумного распределения ресурсов управления.

Kubernetes (также известный как K8s) — это платформа оркестрации и управления контейнерами с открытым исходным кодом. Он перенимает идею контейнеризации, упаковки приложений в контейнеры и запуска их в кластере. Компонент планировщика Scheduler в Kubernetes может разместить представленный пользователем Pod (наименьшую единицу планирования, которая представляет собой абстракцию группы контейнеров) на определенном узле Node кластера управления Kubernetes. Конкретное местоположение определяется на основе размера процессора и памяти. Этот процесс представляет собой задание по планированию и может использоваться для планирования вычислительной мощности больших моделей.

Кроме того, Kubernetes имеет возможность проверять бизнес-загрузку, что позволяет добиться разумного распределения и эффективного использования ресурсов. Он будет отслеживать нагрузку на бизнес, если загрузка ЦП самого бизнеса слишком высока или время отклика слишком велико, это может расширить возможности бизнеса. Это горизонтальное расширение осуществляется с помощью контроллера в Kubernetes, который используется для управления состоянием кластера.

Эти функции K8 в основном выигрывают от его собственной архитектуры. Архитектура Kubernetes — относительно типичная архитектура сервер-клиент. Мастер служит центральным узлом управления и контроля для подключения к узлу, и все компоненты на стороне пользователя будут подключаться только к мастеру и отправлять желаемый статус или команды для выполнения мастеру, а затем мастер отправит эти команды или статус для соответствующего узла. Узел завершает окончательное выполнение. Узел Узел — это то, что фактически запускает бизнес-нагрузку, и каждая бизнес-нагрузка будет выполняться в форме модуля. Компонент Node, который запускает эти поды, — это kubelet, который получает статус работы необходимых подов через APIServer, а затем передает его компоненту Container Runtime, который отвечает за создание, запуск, остановку и уничтожение контейнеров.

Рисунок 7. Схема архитектуры Kubenetes.

Протокол DCB

Использование протокола DCB может оптимизировать производительность сети и повысить ее надежность.,выполнить Вычислительная мощностьсетьтранспортировка без повреждений。

Протокол DCB (Data Center Bridging) представляет собой набор протоколов расширения Ethernet, определенных рабочей группой IEEE 802.1. Он используется для построения Ethernet без потерь и удовлетворения требований передачи данных в сети без потерь. В основном это следующие технологии:

• Технология приоритетного управления потоком PFC (Priority-based Flow Control) позволяет коммутатору приостанавливать или возобновлять отправку потоков данных на основе тега приоритета кадра данных. Как показано на рисунке 8, передающий интерфейс DeviceA разделен на 8 приоритетных очередей, а принимающий интерфейс DeviceB имеет 8 приемных буферов, которые соответствуют друг другу один за другим. Когда буфер приема на интерфейсе DeviceB перегружен, сигнал противодавления «STOP» отправляется на DeviceA, и DeviceA прекращает отправку пакетов в соответствующей приоритетной очереди.

Рисунок 8: Рабочий механизм PFC

• Технология расширенного выбора передачи ETS (Enhanced Transmission Selection) позволяет сетевым администраторам распределять полосу пропускания на основе приоритета или категории трафика. ETS обеспечивает два уровня планирования на основе группы приоритетов PG (группа приоритетов) и очереди приоритетов, как показано на рисунке 9. Интерфейс сначала выполняет планирование первого уровня для приоритетной группы, а затем выполняет планирование второго уровня для приоритетной очереди приоритетной группы.

Рисунок 9: Рабочий процесс ETS

• DCBX (Протокол обмена мостами центров обработки данных) — это протокол обмена мостами центров обработки данных, используемый для автоматического согласования и настройки параметров DCB между устройствами с поддержкой DCB, чтобы уменьшить вероятность человеческой ошибки. Параметры конфигурации, которыми может обмениваться DCBX, включают информацию о группе приоритетов ETS и PFC. Взяв в качестве примера параметры PFC, DCBX инкапсулирует их в TLV в протоколе обнаружения канального уровня LLDP, а LLDP выполняет настройку DCB устройств на обоих концах канала. обмен.

Рисунок 10: Принцип реализации DCBX

ИНТ-технология

использоватьИНТ-технологияМожетвыполнить Вычислительная мощностьсеть Точное зондирование и мониторинговый анализ,Помогите менеджерам повысить эффективность эксплуатации и обслуживания.

Поскольку масштаб сети продолжает расширяться, а количество сетевых устройств и каналов резко увеличивается, традиционные методы мониторинга сети, такие как SNMP, NetFlow, sFlow и т. д., сталкиваются с такими проблемами, как низкая точность мониторинга, неполный сбор данных и медленная скорость ответа. больше не может идти в ногу с ситуацией. Идя в ногу со временем, он не может удовлетворить потребности в эксплуатации и обслуживании сетей центров обработки данных. Восприятие и мониторинг сети должны осуществляться в реальном времени, точно и всесторонне.

Технология внутриполосной сетевой телеметрии INT (In-band Network Telemetry) обеспечивает более полную и усовершенствованную модель эксплуатации и обслуживания в режиме реального времени. Он может собирать и сообщать о состоянии сети через плоскость данных и не требует вмешательства и работы плоскости управления при сборе и передаче статуса из плоскости данных, что значительно сокращает время ответа. В архитектуре INT коммутационные устройства пересылают и обрабатывают пакеты, содержащие инструкции телеметрии. Инструкции телеметрии предписывают устройству INT собирать и вставлять сетевую информацию по мере прохождения пакетов телеметрии через устройство. Пересылка пакетов данных INT требует трех процессов: коммутатор-источник INT создает заголовок INT и вставляет его в отправленный пакет данных. Транзитный коммутатор INT собирает метаданные в плоскости данных в соответствии с инструкциями в заголовке INT; извлекает заголовок INT и решает отправить собранную информацию в систему мониторинга.

Рисунок 10: Процесс доставки INT-пакета

Рисунок 11: Формат сообщения заголовка INT

Мы видим, что ИНТ-технология переходит в активный режим push.,Активно собирайте и записывайте производительность, состояние, параметры и другую информацию сети в режиме реального времени и отправляйте ее в систему анализа. Этот метод обеспечивает передачу информации в режиме реального времени.,Помогает эксплуатационному и техническому персоналу быстро реагировать на проблемы в сети. Помимо этого,ИНТ-технология может собирать информацию о состоянии на всех уровнях сети.,Возможность сбора временных меток наносекундного уровня.,Это может обеспечить полноту и детальность мониторинга осведомленности о сети. В сочетании с инструментами графического интерфейса можно добиться визуального отображения сети.