【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及網絡資源管理，具體為一種基于資源塊的多模態網絡資源調度方法。
技術介紹
1、隨著云計算、邊緣計算和5g網絡等技術的快速發展，現代網絡和計算系統變得越來越復雜，用戶需求也日益多樣化。與此同時，物理資源的局限性和網絡拓撲的復雜性，使得如何高效調度和管理這些多樣化的計算和網絡資源，成為一個急需解決的問題。
2、傳統的調度方法主要基于靜態資源分配模型，在面對穩定的業務負載時表現尚可，但在現代網絡環境中，這種方式難以應對瞬時變化的業務需求，業務負載的不可預測性(如用戶請求的突發性、計算任務的復雜性等)使得傳統的靜態調度方法無法及時適應業務需求，導致資源過度配置或資源利用率低下的問題。
3、近年來，隨著虛擬化技術的成熟，容器化技術和網絡功能虛擬化(nfv)技術的引入，逐步提升了計算和存儲資源的靈活性和管理效率。虛擬化技術通過將物理資源抽象為多個邏輯資源池，實現了資源的按需分配和彈性擴展。容器化技術(如docker)通過輕量級的虛擬化方式，使得應用能夠快速部署并有效隔離。但在網絡資源的抽象和統一調度方面，依然面臨著較大的挑戰。
4、網絡資源的調度和管理問題變得尤為關鍵，尤其在算網融合的時代背景下，計算資源和網絡資源密切耦合；要實現業務的高效執行，不僅需要計算和存儲資源的動態調度，網絡資源也必須能夠靈活調配，以確保數據在不同節點間快速傳輸，并滿足服務的時延和帶寬需求。
5、針對這些問題，研究人員在研究中提出了資源塊的概念；資源塊是一種全新的資源管理和調度單元，它將計算、存儲、網絡等資
6、基于資源塊的構建方法為解決算網資源協同問題提供了基礎架構，但僅有資源塊的構建并不能完全滿足現代業務需求的動態變化和多樣化，要在復雜網絡環境中實現高效的業務處理，關鍵在于如何將業務請求與資源塊進行高效匹配，以及如何通過資源塊的動態調整和分配，確保業務的高效運行。
7、因此，如何在動態復雜的網絡環境中實現基于資源塊的網絡資源調度，使得計算、存儲、網絡資源能夠協同工作，成為當前網絡資源管理技術發展的重要方向。
技術實現思路
1、本專利技術意在提供一種基于資源塊的多模態網絡資源調度方法，通過對業務請求的分析建模，合理調度計算、存儲、網絡等資源，確保資源塊與業務請求的需求匹配，能夠動態調整資源塊的數量和容量，以適應業務的瞬時變化，并且在資源塊的變化過程中能夠保證其對底層物理資源的充分利用。
2、本專利技術提供如下基礎方案：一種基于資源塊的多模態網絡資源調度方法，包括如下內容：
3、s1、建立多維度業務需求模型，并量化多維度業務需求模型中每一項資源需求，形成量化指標；
4、s2、感知物理資源，并抽象化物理資源，將抽象化后的物理資源劃分為資源塊；
5、s3、獲取業務請求，采用綜合分配策略，進行資源塊分配，并在運行過程中進行動態調整；其中綜合分配策略的目標為資源塊負載均衡，且業務請求中業務需求與資源塊屬性的匹配度最優；
6、s4、構建表征資源塊在處理業務時資源狀態的變化的動態變化模型，并根據動態變化模型，進行資源塊的管理與更新；
7、s5、采用管理策略對資源塊進行管理，根據負載情況和業務需求的動態變化進行自適應調整。
8、進一步，所述多維度業務需求模型中的多維度業務需求，包括：計算資源需求、存儲資源需求、網絡資源需求、任務執行時間和調度優先級；
9、計算資源需求，包括：業務所需的cpu核心數、gpu數量和類型、計算任務的并行性；
10、存儲資源需求，包括：業務所需的存儲空間大小、存儲類型以及數據訪問速度需求；
11、網絡資源需求，包括：業務所需的帶寬、時延、抖動容忍度；
12、任務執行時間和調度優先級，包括：業務的執行時間要求，任務調度的緊迫性和優先級；
13、所述物理資源，包括：計算資源、存儲資源和網絡資源；
14、通過資源監控與管理工具，感知各個節點上物理資源的實時狀態；
15、抽象化物理資源，通過虛擬化技術，將物理資源抽象為邏輯資源池；
16、將抽象化后的物理資源劃分為資源塊，在感知和抽象物理資源的基礎上，將物理資源劃分成資源塊；其中資源塊是將多種物理資源進行聚合和封裝后的邏輯單元；每個資源塊對應一個物理節點上的所有資源，或跨多個物理節點聚合資源，每個資源塊有一組的屬性參數來描述其資源特性。
17、進一步，所述業務需求與資源塊屬性的匹配度，包括：
18、建立業務需求的分類模型，并將業務屬性向量化：
19、業務請求i的業務需求屬性向量為di＝[di,1,di,2,…,di,n]，其中：
20、di,1代表計算資源需求(如cpu或gpu)；
21、di,2代表存儲資源需求；
22、di,3代表網絡帶寬需求；
23、…
24、di,n代表其他資源需求；
25、資源塊j的屬性向量為rj＝[rj,1,rj,2,…,rj,n]，表示資源塊中各類資源的供給能力，其中：
26、rj,1代表該資源塊的計算能力；
27、rj,2代表存儲能力；
28、rj,3代表網絡帶寬；
29、…
30、rj,n代表其他資源屬性；
31、設置匹配度函數，用于衡量業務請求和資源塊之間的匹配度，使用向量內積的形式來度量匹配度：
32、
33、其中，wk是每個資源維度的權重系數，根據業務需求的重要性來調整不同資源類型的權重；目標是將業務請求分配到與其資源需求屬性最匹配的資源塊上，最大化匹配度mi,j。
34、進一步，所述資源塊的負載均衡，包括：
35、設置負載函數為資源塊的資源利用率，若資源塊j的各類資源利用率為lj,k，則整體的負載可以表示為資源塊內所有資源利用率的加權平均值：
36、
37、其中
38、
39、資源塊的負載均衡的目標：通過業務請求的分配，使得所有資源塊的負載保持均衡，通過最小化最大負載lj與最小負載lj的差異，或直接最小化資源塊的方差：
40、
41、其中，是所有資源塊的平均負載。
42、進一步，所述s3，包括：
43、初步分配，根據匹配度函數mi,j，為業務請求i分配到匹配度最高的資源塊j，步驟為：
44、對所有業務請求i和所有資源塊j，計算匹配度mi,j。
45、為每個業務請求i，選擇匹配度最大的資源塊j，即：j*＝argmaxjmi,j；
46、初步分配完成后，更新資源塊的剩余本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于資源塊的多模態網絡資源調度方法，其特征在于，包括如下內容：
2.根據權利要求1所述的基于資源塊的多模態網絡資源調度方法，其特征在于，所述多維度業務需求模型中的多維度業務需求，包括：計算資源需求、存儲資源需求、網絡資源需求、任務執行時間和調度優先級；
3.根據權利要求2所述的基于資源塊的多模態網絡資源調度方法，其特征在于，所述業務需求與資源塊屬性的匹配度，包括：
4.根據權利要求3所述的基于資源塊的多模態網絡資源調度方法，其特征在于，所述資源塊的負載均衡，包括：
5.根據權利要求4所述的基于資源塊的多模態網絡資源調度方法，其特征在于，所述S3，包括：
6.根據權利要求5所述的基于資源塊的多模態網絡資源調度方法，其特征在于，所述動態變化模型，包括：
7.根據權利要求6所述的基于資源塊的多模態網絡資源調度方法，其特征在于，所述根據動態變化模型，進行資源塊的管理與更新，包括：
8.根據權利要求7所述的基于資源塊的多模態網絡資源調度方法，其特征在于，所述管理策略，包括：資源塊的擴展與縮減策略；<...
【技術特征摘要】
1.一種基于資源塊的多模態網絡資源調度方法，其特征在于，包括如下內容：
2.根據權利要求1所述的基于資源塊的多模態網絡資源調度方法，其特征在于，所述多維度業務需求模型中的多維度業務需求，包括：計算資源需求、存儲資源需求、網絡資源需求、任務執行時間和調度優先級；
3.根據權利要求2所述的基于資源塊的多模態網絡資源調度方法，其特征在于，所述業務需求與資源塊屬性的匹配度，包括：
4.根據權利要求3所述的基于資源塊的多模態網絡資源調度方法，其特征在于，所述資源塊的負載均衡，包括：
5.根據權利要求4所述的基于資源塊的多模態網絡資源調度方法，其特征在于，所述s3，包括：
6....
【專利技術屬性】
技術研發人員：周繼華，王延松，趙濤，郭子文，劉香渝，周書凱，
申請(專利權)人：航天新通科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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