CN116074390A - 一种新能源算力网络感知与路由的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种新能源算力网络感知与路由的系统和方法，包括至少一个子系统，子系统分别与常规路由连接；所述子系统包括一新能源算力路由、第二新能源算力路由、算力容器和绿电储备，所述算力容器，用于执行算力请求；第二新能源算力路由，用于获取算力容器的算力路由信息，生成算力路由信息表；第一新能源算力路由，用于接收用户的算力请求，选择在算力路由信息表选择符合算力请求的目标算力容器，生成算力响应数据包并发送到目标算力容器。

Description

一种新能源算力网络感知与路由的系统和方法
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，特别涉及一种新能源算力网络感知与路由的系统和方法。
背景技术
新能源算力网络的技术组成主要包括，算力请求的能耗建模与度量、新能源算力网络编排与管理、电力与算力调度、新能源与算力融合路由等。
新能源算力网络将新能源电站与数据中心深度融合，依托新能源电站建立大型数据中心或者小型微站。与传统新能源电站相比，在发电侧，采用以大规模新能源电站和分布式新能源电站共同发展，实现传统化石能源发电和光伏发电、水力发电、风力发电等清洁能源发电协同互补；在输配电侧，以新能源电站为基础，主干电网和新能源电网协调产生最佳资源配置方案，降低弃光弃风率，实现新能源就地消纳，为数据中心提供高质量稳定的电能，同时对主干电网“削峰填谷”，降低主干电网波动；在用户侧，需要接入大量用户，其中以算力需求用户为主，主要包含深度学习、智慧城市、智能网联汽车、工业互联网等。可见新能源算力网络需要有效感知调动算力与绿电，实现算力与绿电的高效使用。但现有的新能源算力网络在感知调度算力与新能源时，无法及时准确感知算力与新能源，从而导致算力与绿电难以准确调度，使用效率不高。
发明内容
针对现有技术中无法及时准确感知算力与新能源，导致调度准确率较低的技术问题，本发明提出一种新能源算力网络感知与路由的系统和方法，通过新能源算力路由器构建新能源算力路由表并分享在新能源算力网络中，实现算力容器的共同准确感知与路由，提高调度准确性。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种新能源算力网络感知与路由的系统，包括至少一个子系统，子系统分别与常规路由连接；
所述子系统包括第一新能源算力路由、第二新能源算力路由、算力容器和绿电储备，所述第一新能源算力路由与用户连接，第二新能源算力路由和至少一个算力容器电连接；
算力容器，用于执行算力请求；
第二新能源算力路由，用于获取算力容器的算力路由信息，生成算力路由信息表；
第一新能源算力路由，用于接收用户的算力请求，在算力路由信息表选择符合算力请求的目标算力容器，生成算力响应数据包并发送到目标算力容器。
优选地,所述算力请求包括通用算力、科学计算、工程计算、智能计算。
优选地,所述常规路由，用于将第一新能源算力路由接入新能源网络，实现不同子系统间的路由。
优选地,所述第一新能源算力路由包括接收模块、计算模块、确定模块和发送模块；
接收模块，用于接收至少一个算力容器的算力路由信息和算力请求，算力路由信息包括算力容器的IP地址、剩余算力、算力容器单位算力耗电量、算力容器附近绿电储备量；
计算模块，用于根据算力请求在算力路由信息表中选择符合算力请求的算力容器；
确定模块，用于根据计算模块的结果确定进行算力请求的算力容器；
发送模块，用于将算力响应数据包转发到对应的目标算力容器。
本发明还提供一种新能源算力网络感知与路由方法，具体包括以下步骤：
S1：每个子系统分别获取对应算力容器的算力路由信息，构建算力路由信息表并共享在新能源算力网络，所述算力路由信息表包括算力容器IP地址、剩余算力、单位算力耗能数以及绿电储备量；
S2：客户端向第一新能源算力路由发送算力请求，第一新能源算力路由根据算力请求在算力路由信息表中查找是否有符合算力请求的算力容器，若有则生成算力响应数据包并按照IP路由表的形式发送到第二新能源算力路由，若没有则将算力请求转发给其它第一新能源算力路由；
S3：第二新能源算力路由对接收的算力响应数据包进行解析，查看算力容器是否满足算力任务需求，若满足要求，则将算力响应数据包发送给目标算力容器，建立客户端与目标算力容器的联系，进行算力请求；若不满足要求，则重新构建算力响应数据包并按IP路由表进行转发。
优选地,所述S1具体包括：
S1-1：第二新能源算力路由获取算力容器的算力路由信息以及为算力容器供电的绿电储备量生成对应的算力路由信息表；算力路由信息表包括算力容器的IP地址、剩余算力、单位算力耗能数以及绿电储备量；
S1-2：第二新能源算力路由通过IGP/BGP将算力路由信息表进行广播，使整个新能源算力网络中的各个新能源算力路由完成算力路由表的构建。
优选地,所述S2具体包括：
S2-1：客户端向第一新能源算力路由发送算力请求，算力请求包括算力需求量、用户IP地址；
S2-2：第一新能源算力路由根据算力请求在算力路由信息表中查找是否有符合算力请求的目标算力容器，若有则进入S2-3，若没有则进入S2-4；
S2-3：检查目标算力容器的绿电储备量是否满足进行该算力请求所需的能耗，若满足则进入S2-5，若不满足则进入S2-4；
S2-4:将算力请求按IP路由表转发到其它的第一新能源算力路由；
S2-5:遍历算力路由信息表中，生成至少一条算力标识即目标算力容器IP地址，再打包成算力响应数据包，按照IP路由表的方式转发给下一跳路由；算力响应数据包中至少有目标算力容器IP地址、算力需求量、用户IP地址。
优选地,所述S2-3中，检查绿电储备量是否满足能耗的计算公式为：
W＝W0-αF(1)
公式(1)中，W为进行算力请求后剩余绿电量，W0为绿电储备量，α为单位算力耗电量，F为算力需求量；
当W≥0时，则表示绿电储备量满足能耗；若W＜0时，则表示绿电储备量不满足能耗。
优选地,所述S3包括：
S3-1：第二新能源算力路由对接收到算力响应数据包进行解析，得到至少一条算力标识即目标算力容器IP地址；
S3-2：依次查询算力标识是否在第一算力路由表中，若在则进入S3-3，若否则进入S3-4；
S3-3：依次查询算力标识对应的目标算力容器的剩余算力与附近绿电储备量是否满足进行该算力任务所需的能耗，若满足则进入S3-5，若不满足则进入S3-6；
S3-4：检查该算力标识是否为算力响应数据包中最后一条，若是则进入S3-6；若不是则跳转S3-1继续解析；
S3-5：检查目标算力容器的IP地址是否与第二新能源算力路由直接相连，即该路由是否为最后一跳路由，若是则进入S3-8，若不是则进入S3-9；
S3-6：检查该算力标识是否为最后一条算力标识，若是则重建算力响应数据包，若不是则跳转S3-1继续解析；
S3-7：将重建的算力响应数据包按照IP路由表进行转发；
S3-8：将算力响应数据包发送给目标算力容器，建立客户端与目标算力容器的联系，进行算力请求；
S3-9：将算力响应数据包并按IP路由表进行转发。
综上所述，由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明通过将算力容器连接上新能源算力路由器，使新能源算力路由器获取算力容器的剩余算力、单位算力的能耗、IP地址从而构建新能源算力路由表，再通过IGP/BGP将新能源算力路由表发送给其它新能源算力路由器，使新能源算力网络中每个新能源算力路由器都可以感知到该算力容器的算力以及周边的绿电储能。
当第一新能源算力路由接收到用户发送的算力请求后根据新能源算力路由表查找符合算力要求以及满足供能需求的算力容器，并生成算力响应数据包进行转发，第二新能源算力路由收到数据响应包后检查目标算力容器是否满足需求，最后到达目标算力容器，建立起用户与算力容器的联系，实现能源与算力的感知与路由，提高调度准确率。
附图说明：
图1为根据本发明示例性实施例的一种新能源算力网络感知与路由的系统示意图。
图2为根据本发明示例性实施例的新能源算力路由示意图。
图3为根据本发明示例性实施例的算力响应数据包的生成流程示意图。
图4为为根据本发明示例性实施例的算力响应数据包的解析流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明提供一种新能源算力网络感知与路由的系统，包括至少一个子系统，子系统分别与常规路由连接，常规路由还与客户端连接。
本实施例中，每个子系统负责一个区域，这样可以减少网络传输的复杂性，提高计算效率。
本实施例中，子系统包括第一新能源算力路由、第二新能源算力路由、算力容器和绿电储备。绿电储备主要为算力容器供电；第一新能源算力路由和用户连接，第二新能源算力路由和至少一个算力容器电连接。
算力容器是指计算站点、服务器、虚拟机等可以提供计算资源的单元,用于执行算力请求，例如通用算力、科学计算、工程计算、智能计算等；
第一新能源算力路由，用于接收用户的算力请求，选择符合算力要求的算力容器，生成算力响应数据包；
第二新能源算力路由，用于获取算力容器的算力路由信息，通过IGP(InteriorGateway Protocol，内部网关协议)/BGP(Border Gateway Protocol，边界网关协议)将算力路由信息发送给其他第二新能源算力路由，使新能源算力网络中其他的新能源算力路由可以感知到该算力容器的算力以及周边的绿电储能，从而构建算力路由信息表(动态构建，动态更新)；算力路由信息包含算力容器IP地址、算力容器的剩余算力、单位算力耗能数、可为该算力容器供电的绿电储备量等。
常规路由，为当前现有新能源网络中的普通路由，将第一新能源算力路由与第二新能源算力路由接入当前现有网络中，使第一与第二新能源算力路由可按照IP路由的方式在当前现有网络进行路由。
本实施例中，第一新能源算力路由中存储有常规的IP路由表与算力路由信息表。当第一新能源算力路由接收到用户的算力请求后，在算力路由信息表中找寻合适的算力容器，生成算力响应数据包；再按照IP路由表的方式进行转发，到达第二新能源算力路由后，第二新能源算力路由对算力响应数据包进行解析，查看目标算力容器是否满足要求。
本实施例中，新能源算力路由包括接收模块、计算模块、确定模块和发送模块。
接收模块，用于接收至少一个算力容器的算力路由信息以及为算力容器供电的绿电储备量，算力路由信息包括算力容器的IP地址、剩余算力；还用于接收算力请求与算力响应数据包；
计算模块，用于根据算力路由信息和绿电储备量生成算力路由信息表；
用于根据主路由的结果确定进行算力请求的算力容器；
发送模块，用于根据算力路由信息转发算力响应数据包到相应的算力容器。
基于上述系统，本发明还提供一种新能源算力网络感知与路由的方法，具体包括以下步骤：
S1：每个子系统分别获取对应算力容器的算力路由信息，构建算力路由信息表并共享在新能源算力网络，所述算力路由信息表包括算力容器IP地址、剩余算力、单位算力耗能数以及绿电储备量。
S1-1：第二新能源算力路由获取算力容器的算力路由信息以及为算力容器供电的绿电储备量生成对应的算力路由信息表；算力路由信息表包括算力容器的IP地址、剩余算力、单位算力耗能数以及绿电储备量；
本实施例中，新能源算力路由是获取与其直接物理相连的算力容器的算力路由信息，从而提高获取效率。
本实施例中，每个子系统负责一个区域，这样可以减少网络传输的复杂性，提高计算效率。
S1-2：第二新能源算力路由通过IGP(Interior Gateway Protocol，内部网关协议)/BGP(Border Gateway Protocol，边界网关协议)将算力路由信息表共享给新能源算力网络中其它的第二新能源算力路由，使新能源算力网络各个第二新能源算力路由都可以感知到该算力容器的算力路由信息以及周边的绿电储备量。
S2：当客户端向第一新能源算力路由发送算力请求，第一新能源算力路由根据算力请求在算力路由信息表中查找是否有符合算力请求的算力容器，若有则生成算力响应数据包并按IP路由表进行转发，若没有则将算力请求并按IP路由表进行转发。
本实施例中，新能源算力网络中每个子系统分别管理对应区域的客户端，以提高响应效率。
如图3所示，为算力响应数据包的生成流程，包括以下步骤：
S2-1：客户端向第一新能源算力路由发送算力请求，算力请求包括算力需求量，用户IP地址；
S2-2：第一新能源算力路由根据算力请求在算力路由信息表中查找是否有符合算力请求的目标算力容器，若有则进入S2-3，若没有则进入S2-4；
S2-3：检查目标算力容器的绿电储备量是否满足进行该算力请求所需的能耗，若满足则进入S2-5，若不满足则进入S2-4；
本实施例中，检查绿电储备量是否满足能耗的计算公式为：
W＝W0-αF   (1)
公式(1)中，W为进行算力请求后剩余绿电量，W0为绿电储备量，α为单位算力耗电量，F为算力需求量；
当W≥0时，则表示绿电储备量满足能耗；若W＜0时，则表示绿电储备量不满足能耗。
S2-4:将算力请求转发到临近的第一新能源算力路由；
S2-5:遍历算力路由信息表中，生成至少一条算力标识即目标算力容器IP地址，再打包成算力响应数据包，按照IP路由表的方式转发；算力响应数据包中至少有目标算力容器IP地址、算力需求量、用户IP地址等。
S3：第二新能源算力路由对接收的算力响应数据包进行解析，按算力标识顺序查看算力容器是否满足算力请求需求，若满足要求，则将算力响应数据包发送给目标算力容器，建立客户端与目标算力容器的联系，进行算力请求；若目标算力容器不满足算力请求，则重新构建算力响应数据包并按IP路由表进行转发。IP路由表一般包含的内容有：目的地址、网络掩码、优先级、输出接口、下一跳IP地址、开销等。
如图4所示，为算力响应数据包的解析流程，包括：
S3-1：第二新能源算力路由对接收到算力响应数据包进行解析，得到至少一条算力标识即目标算力容器IP地址；
本实施例中，算力标识可能存在多个，则对应的目标算力容器也存在多个；例如有三个算力标识，则目标算力容器也有三个，按照顺序验证算力容器是否否和要求，若符合要求则建立客户端和算力容器之间的连接，并删除其余算力标识。
S3-2：依次查询算力标识是否在算力路由表中，若在则进入S3-3，若否则进入S3-4；
本实施例中，因为在整个路由过程中可能存在误发送的情况，例如将其它算力响应数据包发送到无关的第二新能源算力路由上，因此第二新能源算力路由需对接收的算力响应数据包中的算力标识再次查询，提高准确率。
S3-3：依次查询算力标识对应的目标算力容器的剩余算力与附近绿电储备量是否满足进行该算力请求所需的能耗，若满足则进入S3-5，若不满足则进入S3-6；
本实施例中，因为是实时计算，若在经过上述过程，即经过S2步骤和S3-1、S3-2步骤后，目标算力容器处理了其他任务导致算力与附近绿电储备量降低，就会不符合本算力请求要求了，因此还需要经过查询，从而提高准确性。
S3-4：检查该算力标识是否为算力响应数据包中最后一条，若是则进入S3-6；若不是则跳转S3-1继续解析，并删除该条算力标识；
S3-5：检查目标算力容器的IP地址是否与第二新能源算力路由直接相连，即该路由是否为最后一跳路由，若是则进入S3-8，若不是则进入S3-9；
S3-6：检查该算力标识是否为最后一条算力标识，若是则重建算力响应数据包，若不是则跳转S3-1继续解析；
S3-7：将重建的算力响应数据包发送到默认路由，重新进行算力响应数据包的路由。
本实施例中，默认路由中存储有存储所有连接的算力容器的IP地址。
S3-8：将算力响应数据包发送给目标算力容器，建立客户端与目标算力容器的联系，进行算力请求；
S3-9：将算力响应数据包按照IP路由表发送到其他路由。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种新能源算力网络感知与路由的系统，其特征在于,包括至少一个子系统，子系统分别与常规路由连接；
所述子系统包括第一新能源算力路由、第二新能源算力路由、算力容器和绿电储备，所述第一新能源算力路由与用户连接，第二新能源算力路由和至少一个算力容器电连接；
算力容器，用于执行算力请求；
第二新能源算力路由，用于获取算力容器的算力路由信息，生成算力路由信息表；
第一新能源算力路由，用于接收用户的算力请求，在算力路由信息表选择符合算力请求的目标算力容器，生成算力响应数据包并发送到目标算力容器。
2.如权利要求1所述的一种新能源算力网络感知与路由的系统，其特征在于,所述算力请求包括通用算力、科学计算、工程计算、智能计算。
3.如权利要求1所述的一种新能源算力网络感知与路由的系统，其特征在于,所述常规路由，用于将第一新能源算力路由接入新能源网络，实现不同子系统间的路由。
4.如权利要求1所述的一种新能源算力网络感知与路由的系统，其特征在于,所述第一新能源算力路由包括接收模块、计算模块、确定模块和发送模块；
接收模块，用于接收至少一个算力容器的算力路由信息和算力请求，算力路由信息包括算力容器的IP地址、剩余算力、算力容器单位算力耗电量、算力容器附近绿电储备量；
计算模块，用于根据算力请求在算力路由信息表中选择符合算力请求的算力容器；
确定模块，用于根据计算模块的结果确定进行算力请求的算力容器；
发送模块，用于将算力响应数据包转发到对应的目标算力容器。
5.基于权利要求1-4任一所述系统的一种新能源算力网络感知与路由方法，其特征在于,具体包括以下步骤：
S1：每个子系统分别获取对应算力容器的算力路由信息，构建算力路由信息表并共享在新能源算力网络，所述算力路由信息表包括算力容器IP地址、剩余算力、单位算力耗能数以及绿电储备量；
S2：客户端向第一新能源算力路由发送算力请求，第一新能源算力路由根据算力请求在算力路由信息表中查找是否有符合算力请求的算力容器，若有则生成算力响应数据包并按照IP路由表的形式发送到第二新能源算力路由，若没有则将算力请求转发给其它第一新能源算力路由；
S3：第二新能源算力路由对接收的算力响应数据包进行解析，查看算力容器是否满足算力任务需求，若满足要求，则将算力响应数据包发送给目标算力容器，建立客户端与目标算力容器的联系，进行算力请求；若不满足要求，则重新构建算力响应数据包并按IP路由表进行转发。
6.如权利要求5所述的一种新能源算力网络感知与路由方法，其特征在于,所述S1具体包括：
S1-1：第二新能源算力路由获取算力容器的算力路由信息以及为算力容器供电的绿电储备量生成对应的算力路由信息表；算力路由信息表包括算力容器的IP地址、剩余算力、单位算力耗能数以及绿电储备量；
S1-2：第二新能源算力路由通过IGP/BGP将算力路由信息表进行广播，使整个新能源算力网络中的各个新能源算力路由完成算力路由表的构建。
7.如权利要求5所述的一种新能源算力网络感知与路由方法，其特征在于,所述S2具体包括：
S2-1：客户端向第一新能源算力路由发送算力请求，算力请求包括算力需求量、用户IP地址；
S2-2：第一新能源算力路由根据算力请求在算力路由信息表中查找是否有符合算力请求的目标算力容器，若有则进入S2-3，若没有则进入S2-4；
S2-3：检查目标算力容器的绿电储备量是否满足进行该算力请求所需的能耗，若满足则进入S2-5，若不满足则进入S2-4；
S2-4:将算力请求按IP路由表转发到其它的第一新能源算力路由；
S2-5:遍历算力路由信息表中，生成至少一条算力标识即目标算力容器IP地址，再打包成算力响应数据包，按照IP路由表的方式转发给下一跳路由；算力响应数据包中至少有目标算力容器IP地址、算力需求量、用户IP地址。
8.如权利要求7所述的一种新能源算力网络感知与路由方法，其特征在于,所述S2-3中，检查绿电储备量是否满足能耗的计算公式为：
W＝W0-αF        (1)
公式(1)中，W为进行算力请求后剩余绿电量，W0为绿电储备量，α为单位算力耗电量，F为算力需求量；
当W≥0时，则表示绿电储备量满足能耗；若W＜0时，则表示绿电储备量不满足能耗。
9.如权利要求5所述的一种新能源算力网络感知与路由方法，其特征在于,所述S3包括：
S3-1：第二新能源算力路由对接收到算力响应数据包进行解析，得到至少一条算力标识即目标算力容器IP地址；
S3-2：依次查询算力标识是否在第一算力路由表中，若在则进入S3-3，若否则进入S3-4；
S3-3：依次查询算力标识对应的目标算力容器的剩余算力与附近绿电储备量是否满足进行该算力任务所需的能耗，若满足则进入S3-5，若不满足则进入S3-6；
S3-4：检查该算力标识是否为算力响应数据包中最后一条，若是则进入S3-6；若不是则跳转S3-1继续解析；
S3-5：检查目标算力容器的IP地址是否与第二新能源算力路由直接相连，即该路由是否为最后一跳路由，若是则进入S3-8，若不是则进入S3-9；
S3-6：检查该算力标识是否为最后一条算力标识，若是则重建算力响应数据包，若不是则跳转S3-1继续解析；
S3-7：将重建的算力响应数据包按照IP路由表进行转发；
S3-8：将算力响应数据包发送给目标算力容器，建立客户端与目标算力容器的联系，进行算力请求；
S3-9：将算力响应数据包并按IP路由表进行转发。
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