本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，具體涉及一種適用于超大規(guī)模智算中心產(chǎn)業(yè)園區(qū)的算力網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著智算中心(其用于通過云計(jì)算、人工智能應(yīng)用開發(fā)、高性能計(jì)算外包和邊緣計(jì)算等多種類的服務(wù),為產(chǎn)業(yè)園區(qū)打造新的增長模式)發(fā)展越來越多，各傳統(tǒng)idc(internet?data?center，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心)數(shù)據(jù)中心面臨著向智算中心轉(zhuǎn)變的局面。對(duì)于建設(shè)方而言，需要針對(duì)整個(gè)超大規(guī)模智算中心產(chǎn)業(yè)園區(qū)，提出一套算力網(wǎng)絡(luò)頂層設(shè)計(jì)架構(gòu)方案，以適應(yīng)建設(shè)方的建設(shè)和多變的最終業(yè)務(wù)落地的需要。

2、目前，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)存在如下幾點(diǎn)弊端：(1)缺乏算力網(wǎng)絡(luò)以及其與idc通算網(wǎng)絡(luò)的整體統(tǒng)籌規(guī)劃；(2)無法適用于超大規(guī)模智算中心產(chǎn)業(yè)園區(qū)的項(xiàng)目特點(diǎn)；(3)市面上常見的算力網(wǎng)絡(luò)出發(fā)點(diǎn)是基于不同廠商的自身產(chǎn)品而架構(gòu)的，沒有站在建設(shè)方的角度，各功能針對(duì)性不強(qiáng)，重復(fù)且比較臃腫，很難滿足彈性部署且成本較高；(4)對(duì)于訓(xùn)練和推理的不同算力需求、不同算力卡、不同存儲(chǔ)的配置、算力管理和/或帶內(nèi)外管理功能等缺乏功能整合和化繁為簡的統(tǒng)一架構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種適用于超大規(guī)模智算中心產(chǎn)業(yè)園區(qū)的算力網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，用以解決現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)所存在缺乏算力網(wǎng)絡(luò)、無法適用于超大規(guī)模智算中心產(chǎn)業(yè)園區(qū)的項(xiàng)目特點(diǎn)、很難滿足彈性部署和成本較高的問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、第一方面，提供了一種適用于超大規(guī)模智算中心產(chǎn)業(yè)園區(qū)的算力網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，包括有算力網(wǎng)、廣域網(wǎng)和平臺(tái)區(qū)，其中，所述算力網(wǎng)包括有訓(xùn)練用計(jì)算網(wǎng)絡(luò)、推理用計(jì)算網(wǎng)絡(luò)、前后端存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、帶內(nèi)管理網(wǎng)絡(luò)和帶外管理網(wǎng)絡(luò)，所述帶內(nèi)管理網(wǎng)絡(luò)包括有第一交換機(jī)、第二交換機(jī)、第一葉子交換機(jī)、第二葉子交換機(jī)、第三葉子交換機(jī)、第四葉子交換機(jī)、第一脊柱交換機(jī)和第二脊柱交換機(jī)，所述廣域網(wǎng)包括有互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)、核心交換機(jī)和專線，所述核心交換機(jī)分別通信連接所述互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)和所述第一交換機(jī)，所述專線通過所述第四葉子交換機(jī)通信連接所述第一交換機(jī)，所述第一交換機(jī)通信連接所述平臺(tái)區(qū)，所述第一交換機(jī)通過所述第二交換機(jī)通信連接所述前后端存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，所述第一交換機(jī)通過第三交換機(jī)通信連接所述帶外管理網(wǎng)絡(luò)，所述前后端存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)通過所述第三葉子交換機(jī)分別通信連接所述訓(xùn)練用計(jì)算網(wǎng)絡(luò)和所述推理用計(jì)算網(wǎng)絡(luò)，所述訓(xùn)練用計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中的任意兩訓(xùn)練用服務(wù)器通過所述第一葉子交換機(jī)和所述第一脊柱交換機(jī)通信互聯(lián)，所述推理用計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中的任意兩推理用服務(wù)器通過所述第二葉子交換機(jī)和所述第二脊柱交換機(jī)通信互聯(lián)，所述訓(xùn)練用計(jì)算網(wǎng)絡(luò)和所述推理用計(jì)算網(wǎng)絡(luò)均兼容roce協(xié)議和ib協(xié)議；

4、所述互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)，用于匯聚形成統(tǒng)一的算力網(wǎng)絡(luò)資源池；

5、所述核心交換機(jī)，用于負(fù)責(zé)與所述互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)和所述帶內(nèi)管理網(wǎng)絡(luò)建立連接；

6、所述第一交換機(jī)，用于與所述第二交換機(jī)一起將來自所述互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)的源數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到所述前后端存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，以及用于與所述第三交換機(jī)一起將來自所述平臺(tái)區(qū)的管理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到所述帶外管理網(wǎng)絡(luò)；

7、所述前后端存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，用于為所述訓(xùn)練用計(jì)算網(wǎng)絡(luò)提供訓(xùn)練所需的源數(shù)據(jù)，以及為所述推理用計(jì)算網(wǎng)絡(luò)提供推理所需的源數(shù)據(jù)。

8、基于上述
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
，提供了一種針對(duì)超大規(guī)模智算中心產(chǎn)業(yè)園區(qū)的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的綜合性網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)解決方案，即包括有算力網(wǎng)、廣域網(wǎng)和平臺(tái)區(qū)，其中，算力網(wǎng)包括有訓(xùn)練用計(jì)算網(wǎng)絡(luò)、推理用計(jì)算網(wǎng)絡(luò)、前后端存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、帶內(nèi)管理網(wǎng)絡(luò)和帶外管理網(wǎng)絡(luò)，帶內(nèi)管理網(wǎng)絡(luò)包括有第一交換機(jī)、第二交換機(jī)、第一葉子交換機(jī)、第二葉子交換機(jī)、第三葉子交換機(jī)、第四葉子交換機(jī)、第一脊柱交換機(jī)和第二脊柱交換機(jī)，廣域網(wǎng)包括有互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)、核心交換機(jī)和專線，并通過它們的相互連接關(guān)系以及功能限定，可以解決現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)所存在缺乏算力網(wǎng)絡(luò)、無法適用于超大規(guī)模智算中心產(chǎn)業(yè)園區(qū)的項(xiàng)目特點(diǎn)、很難滿足彈性部署和成本較高的問題，便于實(shí)際應(yīng)用和推廣。

9、在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，所述訓(xùn)練用計(jì)算網(wǎng)絡(luò)包括有多個(gè)所述訓(xùn)練用服務(wù)器、多個(gè)所述第一葉子交換機(jī)和多個(gè)所述第一脊柱交換機(jī)，其中，各個(gè)所述第一葉子交換機(jī)分別通信連接各個(gè)所述訓(xùn)練用服務(wù)器，各個(gè)所述第一脊柱交換機(jī)分別通信連接各個(gè)所述第一葉子交換機(jī)；

10、和/或，所述推理用計(jì)算網(wǎng)絡(luò)包括有多個(gè)所述推理用服務(wù)器、多個(gè)所述第二葉子交換機(jī)和多個(gè)所述第二脊柱交換機(jī)，其中，各個(gè)所述第二葉子交換機(jī)分別通信連接各個(gè)所述推理用服務(wù)器，各個(gè)所述第二脊柱交換機(jī)分別通信連接各個(gè)所述第二葉子交換機(jī)。

11、在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，所述前后端存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)包括有多個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器和多個(gè)所述第三葉子交換機(jī)；

12、各個(gè)所述第三葉子交換機(jī)分別通信連接所述第二交換機(jī)、在所述多個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器中的各個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器和在計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)服務(wù)器，其中，所述計(jì)算網(wǎng)絡(luò)是指所述訓(xùn)練用計(jì)算網(wǎng)絡(luò)和所述推理用計(jì)算網(wǎng)絡(luò)。

13、在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，所述前后端存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)采用存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)將在所述多個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器中的一部分服務(wù)器抽象為一個(gè)邏輯存儲(chǔ)資源池以存儲(chǔ)熱數(shù)據(jù)，以及將在所述多個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器中的另一部分服務(wù)器抽象為另一個(gè)邏輯存儲(chǔ)資源池以存儲(chǔ)冷數(shù)據(jù)；

14、和/或，所述前后端存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器均支持單口網(wǎng)卡和雙口網(wǎng)卡。

15、在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，所述帶外管理網(wǎng)絡(luò)包括有多個(gè)oob通道、服務(wù)器管理接口和交換機(jī)管理接口，其中，所述服務(wù)器管理接口是指在所述訓(xùn)練用計(jì)算網(wǎng)絡(luò)、所述推理用計(jì)算網(wǎng)絡(luò)和所述前后端存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器的管理接口，所述交換機(jī)管理接口是指在所述訓(xùn)練用計(jì)算網(wǎng)絡(luò)、所述推理用計(jì)算網(wǎng)絡(luò)和所述前后端存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)的管理接口；

16、在所述多個(gè)oob通道中的各個(gè)oob通道分別通信連接所述第三交換機(jī)，所述各個(gè)oob通道分別通信連接所述服務(wù)器管理接口或所述交換機(jī)管理接口。

17、在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，所述第一交換機(jī)采用葉子交換機(jī)且數(shù)目有至少兩個(gè)，所述第二交換機(jī)采用脊柱交換機(jī)且數(shù)目有多個(gè)，所述第三交換機(jī)采用葉子交換機(jī)且數(shù)目有多個(gè)。

18、在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，包括有通信連接所述核心交換機(jī)的idc網(wǎng)，其中，所述idc網(wǎng)包括有依次通信連接的機(jī)房核心交換機(jī)、機(jī)房匯聚交換機(jī)、機(jī)房接入交換機(jī)和機(jī)房服務(wù)器，所述機(jī)房核心交換機(jī)通信連接所述核心交換機(jī)，所述機(jī)房服務(wù)器用于存儲(chǔ)各種類型的文件、承擔(dān)通用計(jì)算任務(wù)以及執(zhí)行數(shù)據(jù)加密和解密操作。

19、在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，所述廣域網(wǎng)包括有通信連接所述核心交換機(jī)的流量監(jiān)測(cè)分析清洗模塊；

20、所述流量監(jiān)測(cè)分析清洗模塊，用于對(duì)流經(jīng)所述核心交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以識(shí)別是否存在異常流量情況，若存在，則將所述網(wǎng)絡(luò)流量牽引到流量清洗設(shè)備或區(qū)域以使所述網(wǎng)絡(luò)流量中的異常流量與正常流量分離，并將所述正常流量重新注入到所述網(wǎng)絡(luò)流量的原路徑中。

21、在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，所述廣域網(wǎng)包括有設(shè)置在所述核心交換機(jī)與所述第一交換機(jī)之間的防火墻；

22、和/或，所述專線包括有電信網(wǎng)絡(luò)專線、聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)專線和/或移動(dòng)/第三方網(wǎng)絡(luò)專線。

23、在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，所述平臺(tái)區(qū)包括有sdn控制器、異構(gòu)算力調(diào)試平臺(tái)、監(jiān)控平臺(tái)、存儲(chǔ)管理平臺(tái)、日志平臺(tái)和/或堡壘機(jī)；

24、所述sdn控制器，用于通過統(tǒng)一平臺(tái)來配置、管理和監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，以及負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)流量的管理和調(diào)度，并根據(jù)不同的應(yīng)用需求和網(wǎng)絡(luò)狀況，動(dòng)態(tài)地調(diào)整流量的路徑和分配，以及通過南向接口協(xié)議openflow統(tǒng)一地將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備納管，并將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行所需要的各種配置腳本統(tǒng)一地下發(fā)給所述第一交換機(jī)；

25、所述異構(gòu)算力調(diào)試平臺(tái)，用于對(duì)計(jì)算資源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并通過儀表盤和圖形化界面來展示監(jiān)測(cè)結(jié)果，以及采用智能調(diào)度算法，根據(jù)不同任務(wù)的需求和優(yōu)先級(jí)，動(dòng)態(tài)地分配計(jì)算資源，以及在收到提交的各種計(jì)算任務(wù)后，將任務(wù)放入任務(wù)隊(duì)列中，并根據(jù)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)和資源需求進(jìn)行排隊(duì)，以及面向用戶展示任務(wù)的狀態(tài)和進(jìn)度，以及通過對(duì)計(jì)算資源和任務(wù)執(zhí)行情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控和分析，提供智能化的性能優(yōu)化建議，以及用于對(duì)用戶進(jìn)行身份認(rèn)證和授權(quán)，確保只有合法用戶才能訪問計(jì)算資源；

26、所述監(jiān)控平臺(tái)，用于針對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備溫濕度、硬件使用率、端口流量和/或網(wǎng)絡(luò)品質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和分析，判斷是否發(fā)生潛在的故障問題和/或異常問題，若是，則通過預(yù)先設(shè)置的預(yù)警機(jī)制，在問題出現(xiàn)之前觸發(fā)執(zhí)行警報(bào)動(dòng)作，以及通過對(duì)系統(tǒng)性能指標(biāo)的監(jiān)測(cè)和分析，面向管理員提供系統(tǒng)的性能瓶頸和/或性能優(yōu)化方向；

27、所述存儲(chǔ)管理平臺(tái)，用于集中管理和控制存儲(chǔ)資源的軟件系統(tǒng)或工具，以及通過構(gòu)建智能化運(yùn)維管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)平臺(tái)進(jìn)行在自動(dòng)化部署、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、容量預(yù)測(cè)、性能優(yōu)化、遠(yuǎn)程巡檢、故障診斷和/或硬盤故障預(yù)測(cè)方面的智能化運(yùn)營，以及實(shí)時(shí)監(jiān)控存儲(chǔ)設(shè)備的性能指標(biāo)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)性能瓶頸和問題，以及通過調(diào)整存儲(chǔ)配置和優(yōu)化存儲(chǔ)布局的方式，提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能；

28、所述日志平臺(tái)，用于針對(duì)日志數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并當(dāng)發(fā)現(xiàn)特定的事件或異常情況時(shí)，及時(shí)向管理員觸發(fā)告警通知，以及在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，響應(yīng)管理員查詢相關(guān)的日志記錄，以便快速定位問題的根源，以及記錄系統(tǒng)的各種操作和訪問日志，以便為安全審計(jì)提供依據(jù)，以及通過對(duì)日志的分析，發(fā)現(xiàn)潛在的安全漏洞和違規(guī)行為，以便加強(qiáng)系統(tǒng)的安全性；

29、所述堡壘機(jī)，用于保障網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)不受來自內(nèi)外部用戶的入侵和破壞。

30、上述方案的有益效果：

31、(1)本發(fā)明創(chuàng)造提供了一種針對(duì)超大規(guī)模智算中心產(chǎn)業(yè)園區(qū)的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的綜合性網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)解決方案，即包括有算力網(wǎng)、廣域網(wǎng)和平臺(tái)區(qū)，其中，算力網(wǎng)包括有訓(xùn)練用計(jì)算網(wǎng)絡(luò)、推理用計(jì)算網(wǎng)絡(luò)、前后端存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、帶內(nèi)管理網(wǎng)絡(luò)和帶外管理網(wǎng)絡(luò)，帶內(nèi)管理網(wǎng)絡(luò)包括有第一交換機(jī)、第二交換機(jī)、第一葉子交換機(jī)、第二葉子交換機(jī)、第三葉子交換機(jī)、第四葉子交換機(jī)、第一脊柱交換機(jī)和第二脊柱交換機(jī)，廣域網(wǎng)包括有互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)、核心交換機(jī)和專線，并通過它們的相互連接關(guān)系以及功能限定，可以解決現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)所存在缺乏算力網(wǎng)絡(luò)、無法適用于超大規(guī)模智算中心產(chǎn)業(yè)園區(qū)的項(xiàng)目特點(diǎn)、很難滿足彈性部署和成本較高的問題，便于實(shí)際應(yīng)用和推廣；

32、(2)具有彈性擴(kuò)展性，即該架構(gòu)設(shè)計(jì)允許在私有協(xié)議與公有協(xié)議之間“彈性”變化，避免了因?yàn)橛布败浖唤壎▽?dǎo)致其智算網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不可“彈性擴(kuò)展”的問題；相比之下，現(xiàn)有技術(shù)可能受限于特定廠商的產(chǎn)品或協(xié)議，難以靈活適應(yīng)不同規(guī)模和需求的變化；

33、(3)具有兼容性，即可兼容國內(nèi)外不同廠商的算力卡，如英偉達(dá)、華為以及其它國產(chǎn)卡廠家等出品的算力卡，滿足不同集群規(guī)模的需求，從小規(guī)模集群輕松擴(kuò)展到大規(guī)模計(jì)算集群；這意味著客戶可以自由選擇最適合他們需求的硬件，而不是受限于單一供應(yīng)商；

34、(4)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)定制化，即根據(jù)用戶需求定制存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，支持“單口”和“雙口”架網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)熱數(shù)據(jù)和冷數(shù)據(jù)的分區(qū)存儲(chǔ)，這提供了更高的靈活性和效率，而現(xiàn)有技術(shù)可能只支持標(biāo)準(zhǔn)配置，不夠靈活；

35、(5)帶外管理網(wǎng)絡(luò)，即與業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)物理隔離，確保在業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)癱瘓時(shí)，帶外管理通道仍能正常工作，保障了超大集群網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程管理，這是一個(gè)重要的安全特性，可以防止管理通信受到業(yè)務(wù)流量的影響；

36、(6)智能調(diào)度與監(jiān)控，即異構(gòu)算力調(diào)試平臺(tái)對(duì)計(jì)算資源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和智能調(diào)度，監(jiān)控平臺(tái)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和優(yōu)化性能，這種智能化的資源管理可以提高系統(tǒng)的整體效率和響應(yīng)能力；

37、(7)集中管理與安全審計(jì)，即通過sdn控制器統(tǒng)一配置、管理和監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，堡壘機(jī)提供操作行為的監(jiān)控和記錄，增強(qiáng)系統(tǒng)安全性，可以集中管理和安全審計(jì)功能有助于簡化操作，減少人為錯(cuò)誤，并提高系統(tǒng)的透明度和安全性；

38、(8)具有成本效益，即由于其彈性擴(kuò)展性和兼容性，該技術(shù)可以幫助用戶節(jié)省成本，避免因硬件綁定而導(dǎo)致的額外支出，通過優(yōu)化資源使用，可以減少浪費(fèi)，進(jìn)一步降低運(yùn)營成本；

39、(9)具有適應(yīng)性，即該架構(gòu)考慮了超大規(guī)模智算中心產(chǎn)業(yè)園區(qū)的特點(diǎn)，能夠適應(yīng)這種環(huán)境下的特殊需求，而現(xiàn)有技術(shù)可能沒有專門為這種規(guī)模和復(fù)雜性設(shè)計(jì)；

40、(10)具有系統(tǒng)集成特點(diǎn)，即該方案提供了一個(gè)集成的平臺(tái)區(qū)，包括sdn控制器、異構(gòu)算力調(diào)試平臺(tái)和監(jiān)控平臺(tái)等，這些組件的緊密集成提供了一個(gè)統(tǒng)一的管理界面，簡化了網(wǎng)絡(luò)的管理和維護(hù)工作；

41、(11)具有性能優(yōu)化特點(diǎn)，即通過實(shí)時(shí)監(jiān)控和智能調(diào)度，該架構(gòu)能夠優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能，確保關(guān)鍵任務(wù)優(yōu)先獲取資源，提高整體計(jì)算效率。