Soyut

Yapay zeka (AI) hızla ilerledikçe, geleneksel veri merkezi ağları, AI trafiğini taşırken büyük zorluklarla karşı karşıya kalıyor. Yüksek bant genişliği kullanımı ve az sayıda fil akışı, geleneksel akış başına yük dengelemeyi etkisiz hale getirerek-yapay zeka modeli eğitimini ve iş tamamlama sürelerini önemli ölçüde artıran tıkanıklık ve paket kaybına neden olabilir. Bu teknik incelemede, gerçek-zamanlı farkındalığı akıllı karar vermeyle-birleştiren dinamik bir akıllı yönlendirme teknolojisi incelenmektedir. Yol-kalite ölçümü, BGP genişletilmiş-öznitelik senkronizasyonu, dinamik ağırlıklı-maliyet çok yolu (WCMP), anormal-yol kaldırma ve

Yapay zeka ortamlarında trafik zamanlamasını iyileştirmek için akış-düzeyinde otomatik yük dengeleme (ALB). Tasarım aynı zamanda çok kiracılı izolasyon sağlamak için sanallaştırmayı kullanıyor ve verimli, istikrarlı ve akıllı AI veri merkezi ağları için uygulama senaryoları ve planlama rehberliği sunuyor.

 

Giriş: Yapay Zekada Ağ Evrimi Çağ

 

Geleneksel Ağlar Neden Yapay Zeka ile Mücadele Ediyor? Trafik

Geleneksel veri merkezi ağlarında, çok sayıda küçük akış, ağ koşullarına ilişkin gerçek zamanlı farkındalık olmasa bile kabul edilebilir bir dağıtım elde etmek ve tıkanıklıkları önlemek için akış başına yük dengelemeyi- mümkün kılar. Yapay zeka trafiği çok farklıdır: bant genişliği kullanımı son derece yüksektir ve trafiğe genellikle yalnızca birkaç fil akışı hakimdir. Bu nedenle karma çarpışmalar, diğer yollar yeterince kullanılmadan kalırken birden fazla büyük akışı aynı yola yerleştirebilir. Paket kaybı meydana geldiğinde tüm AI iş yükünün tamamlanma süresi önemli ölçüde artabilir. Bu nedenle sektör, trafiğin birden fazla yola daha eşit bir şekilde dağıtılması amacıyla yapay zeka yapıları için optimize edilmiş yük- dengeleme algoritmalarına giderek daha fazla odaklanıyor.

1

 

Şekil 1. Yapay zeka fil-akış trafiği ile geleneksel küçük-akış trafiğinin karşılaştırılması.

 

Dinamik Farkındalığı Akıllı Karar Vermeyle Birleştirme-

Dinamik akıllı yönlendirme, farkındalık-tabanlı bir yük-dengeleme teknolojisidir. Yerel yol seçimini ayarlamak için yapıdaki anahtarlar tarafından algılanan yol kalitesini kullanır ve dinamik ağırlıklı yük dengelemeyi destekler. BGP üzerine inşa edilen teknoloji, yeni bir genişletilmiş-topluluk özelliği tanımlar.

Yol kalitesini değerlendirmek için çok{{0}boyutlu, yüksek-hassasiyetli ölçümler kullanılır ve sonuç, sonraki trafik yönlendirmeye rehberlik etmek üzere BGP aracılığıyla yayılır. Bu, ağ genelinde-yük dağıtımını iyileştirir ve uygulama yanıt süresini azaltır [1].

 

2

 

Şekil 2. Dinamik farkındalık, karar ve yürütme iş akışı.

 

Temel Teknolojiler: Akıllı Trafik Planlama

 

Ana akım ağ yük-dengeleme yaklaşımları şunları içerir:

  • Akış başına ECMP: Beş-demet karma değerini temel alan en yaygın yaklaşım. Çok sayıda akış olduğunda iyi çalışır ve paket sırasını korur, ancak karma çarpışmaları, yapay zeka eğitiminde olduğu gibi akış sayıları düşük olduğunda zayıf dengelemeye neden olabilir [1].
  • Akış-tabanlı dengeleme: Akışlar arası boşluğun doğru-yapılandırılmasına bağlıdır. Genel yol-seviyesi gecikmesi bilinmediğinde doğru yapılandırma zordur [1].
  • Paket başına ECMP: Mükemmel teorik denge sağlar ancak alıcıda kapsamlı paket yeniden sıralaması oluşturabilir [1].

XingRongyuan CX-N Serisi RoCE anahtarları (SONiC-tabanlı) tarafından kullanılan dinamik akıllı yönlendirme yaklaşımı, akış başına ECMP ve Flowlet-tabanlı dengelemeyi birleştirir. Dinamik WCMP (Ağırlıklı Maliyet Çok Yollu) ve Flowlet-tabanlı ALB'yi (Otomatik Yük Dengeleme) [1] sunar.

 

Yol Kalitesi Ölçümü

Sistem, bant genişliği kullanımı, kuyruk kullanımı ve iletme gecikmesi dahil olmak üzere AI küme yapılarını güçlü bir şekilde etkileyen faktörleri kullanarak ağ yolu kalitesini değerlendirir.

İstatistiksel Sayaçlar

Bant genişliği ve kuyruk kullanımı, ASIC donanım sayaçları aracılığıyla yüz{0}}milisaniye düzeyinde doğrulukla ölçülür. ASIC, bağlantı noktası-iletme ve sıra-iletme sayaçlarını gerçek zamanlı olarak kaydeder. SONiC kontrol düzlemi, SAI arayüzü aracılığıyla sayaçları-saniyeden kısa bir hassasiyetle okur ve bunları Redis'te saklar. Yönlendirme-kontrol süreci, bu sayaçları kullanarak arayüz kalitesini değerlendirir ve sonucu BGP aracılığıyla duyurur. Kontrol-düzlemi yükünü sınırlamak için, reklamlar şu anda ikinci{10}}düzey aralıklarla gönderilmekte ve birden fazla örneğe ağırlıklı ortalama uygulanmaktadır; daha yeni örnekler daha yüksek ağırlık alır.

 

-Bant Telemetrisinde

İletim-gecikmesi ölçümü INT'yi (Bant-Bant İçi Ağ Telemetrisi) temel alır ve nanosaniye-düzeyinde hassasiyete ulaşabilir. HDC (Yüksek Gecikmeli Yakalama), ASIC içinde yüksek gecikme yaşayan paketleri yakalar. Bir paket kullanıcı tarafından tanımlanan gecikme eşiğini aştığında, anahtar orijinal paketin ilk 150 baytını giriş bağlantı noktası, çıkış bağlantı noktası ve gecikme dahil olmak üzere meta verilerle birlikte bir toplayıcıya gönderir. Bu tasarımda CPU, HDC toplayıcı ve analizörü görevi görerek yüksek-hassasiyetli yönlendirme-gecikme ölçümlerine ve daha doğru yol{10}}kalitesi değerlendirmesine olanak tanır.

 

3

Şekil 3. Yol-kalitesinin yayılması ve WCMP kurulumu.

 

Teknoloji, bir hedefe giden yolun toplam kalitesini belirtmek için yeni bir BGP genişletilmiş-topluluk özelliği olan Yol Bant Genişliği Genişletilmiş Topluluğunu kullanır. Genişletilmiş-tür alanının yüksek-sıralı baytı 0x00 ve düşük-sıralı baytı 0x05'tir. Değer alanında Genel Yönetici alt alanı AS numarasını temsil eder. Yol kalitesi, IEEE kayan nokta biçimi kullanılarak dört bayt olarak kodlanır ve GB/s cinsinden ifade edilir.

NIC1, NIC2 ile iletişim kurduğunda, NIC2 ilk olarak IP adresini Leaf2'ye bildirir. Leaf2, adresi Spine'a, NIC2'ye yönelik bağlantı-kalite değeri ile Leaf2 aşağı bağlantı ağırlığının çarpımı ile birlikte duyurur. Omurga kendi ağırlıklı bağlantı kalitesini ekler ve biriken değeri Yaprak1'e aktarır. Leaf1 yol kalitesini özetler ve yönlendirmeyi yönlendiren rotaları yükler. İki-katmanlı Yaprak-Spine yapısında bağlantı noktaları, her sınıf için yapılandırılabilir hesaplama katsayılarıyla birlikte Yaprak yukarı bağlantıları, Yaprak aşağı bağlantıları ve Spine bağlantı noktaları olarak sınıflandırılır.

 

Dinamik WCMP

Yük dengeleme, trafiği birden fazla bağlantıya dağıtır. Yapay zeka ortamlarında bu, minimum paket kaybı, gecikme ve verim kaybıyla kayıpsız bir Ethernet yapısı oluşturmak için gereklidir. ECMP, veri merkezlerindeki geleneksel mekanizmadır. WCMP, dağıtarak ECMP'yi genişletir

bağlantılar arasında orantılı olarak trafik. Dinamik akıllı yönlendirmede, WCMP ağırlıkları yol kalitesine göre gerçek zamanlı olarak ayarlanır. Örneğin, NIC1 ile NIC2 arasında iki yol varsa sistem 3:7 oranını hesaplayabilir. Trafik değiştikçe güncellenen yol-kalite bilgisi, yönlendirmeyi yönlendirmek için dinamik WCMP rotalarının oluşturulduğu her Yaprak anahtarına BGP yoluyla yayılır.

 

Anormal Yol Kaldırma

Bir yolun toplam kalitesi kabul edilen bir eşiğin altına düştüğünde yol, yapay zeka iş yükü için kullanılamaz olarak kabul edilir ve iletme işleminden kaldırılır. Kalan yollar dinamik WCMP üzerinden trafik taşımaya devam ediyor. Yol normale döndüğünde eski haline döner. Bu, kapasitenin bir kısmını geçici olarak kullanılmadan bıraksa da, daha ciddi tıkanıklığı ve paket kaybını önler [1].

 

Akıllı Yük Dengeleme (ALB)

ALB, Flowlet-tabanlı yük dağıtımı sağlar. ASIC, farklı bağlantı noktalarındaki yükü ve gecikmeyi gerçek zamanlı olarak ölçer ve her Akışı daha düşük yük veya daha düşük gecikmeyle bağlantıya yönlendirir. Bu, geleneksel ECMP'nin üstüne-daha ayrıntılı planlama ekler. ALB ayrıca bağlantı noktası yük devretmesini destekler ve bir çıkış bağlantısı başarısız olduğunda trafiği otomatik olarak yeniden dağıtır [1].

 

Sanallaştırma

Farklı GPU kaynaklarının farklı kullanıcılara tahsis edilebilmesi için ön uç ağlar genellikle çok-kiracılı desteğe ihtiyaç duyar. Çözüm, kiracıları izole etmek için VRF'yi (Sanal Yönlendirme ve İletme) kullanıyor ve her kullanıcıya bir VRF atanıyor. GPU- ile ilgili alt ağlar kullanıcının VRF'sine yerleştirilir ve ASIC'deki PRE ACL'ler, giriş trafiğini sınıflandırarak her kullanıcının trafiğinin yalnızca ilgili VRF [1] içinde iletilmesini sağlar.

 

Uygulama Senaryoları

 

1.Dinamik WCMP Trafik Artışlarını Nasıl Emer?

256 x 400G GPU bağlantı noktalarına sahip bir yapı için, yüksek verimi, yüksek bant genişliğini ve simetrik kapasiteyi korumak amacıyla 1:1 aşağı bağlantı--yukarı bağlantı yakınsama oranına sahip iki-katmanlı bir Clos mimarisi tasarlanabilir. Uygun ürün modelleri arasında XingRongyuan CX864E-N veya CX732Q-N [1] bulunur. Geleneksel ECMP altında, az sayıda AI fil akışı aynı Omurgaya karma oluşturabilir ve bu da yukarı bağlantı tıkanıklığına veya paket kaybına neden olabilir. Dinamik WCMP, trafik dağıtımını gerçek zamanlı yol kalitesine göre sürekli olarak-ayarlayarak trafik artışlarını azaltır ve sıkışıklığı önler [1].

 

2.Flowlet-Seviye Yük Dengeleme

Aynı 256 x 400G GPU yapısında, her cihaz veya iş yükü dinamik WCMP tarafından en iyi şekilde sunulmaz. Anahtar, Akış-tabanlı ALB'yi dinamik olarak seçebilir. ALB, ECMP grubundaki bağlantıların yükünü ve gecikmesini ölçer ve akışları daha düşük kullanımlı veya gecikmeli bağlantılara gönderir. Bir arabirimin aşırı yüklenmesi veya iletme gecikmesinin artması durumunda ASIC, koşullar normale dönene kadar bu çıkışı otomatik olarak önler [1].

 

Yapay Zeka Ağı Planlama ve Tasarımı

 

Yapay zeka hizmetleri genellikle üç aşamayı içerir: veri toplama ve ön işleme, model eğitimi ve yapay zeka çıkarımı. Her aşama ağa farklı gereksinimler getirir.

 

1.Veri Toplama ve Ön İşleme

Küresel bir eğitim{0}verisi toplama ve ön işleme ağının, büyük-ölçekli, esnek genel IP ve bant genişliği kaynakları sağlaması gerekir; böylece çok büyük ham veri kümeleri, küresel internetten verimli bir şekilde toplanabilmektedir. Tasarım, veri toplama ve ön işleme performansını geliştirirken güvenli ve istikrarlı iletim sağlamalıdır [2].

 

1.1 VPC Segmentasyonu

Bulut-tabanlı veri toplamaya yönelik VPC tasarımı, en az-ayrıcalık, katmanlı izolasyon, güvenlik kontrolü ve elastik ölçeklenebilirlik ilkelerine uygun olmalıdır. Birden fazla VPC veya tek bir VPC içindeki birden fazla alt ağ kullanılabilir [2].

  • Hizmet aşamasına göre segmentlere ayırın: Veri toplama, ön işleme, depolama, eğitim ve çıkarımı ayrı alt ağlarda veya VPC'lerde dağıtın. Koleksiyon giriş noktalarını bir DMZ VPC'ye veya genel alt ağa yerleştirin; ön işleme ve geçici verileri özel bir işleme VPC'sine yerleştirin; hassas ham verileri ve AI eğitimini, doğrudan kamu erişimi olmayan, yüksek-güvenliğe sahip bir VPC'ye yerleştirin.
  • Güvenlik düzeyine göre yalıtın: Yüksek-, orta- ve düşük-güvenliğe sahip VPC'ler veya alt ağlar oluşturun ve çapraz-VPC ve çapraz-alt ağ trafiğini kontrol etmek için güvenlik gruplarını, ağ ACL'lerini ve özel bağlantıyı kullanın.
  • Kiracıya veya projeye göre izolasyon: Kaynakları, ağları ve verileri izole etmek için farklı kiracılara veya projelere ayrı VPC'ler atayın.

 

1.2 Veri Toplama Çıkış Ağı

NAT ağ geçidi: Bir NAT ağ geçidi aracılığıyla bir EIP ve SNAT havuzu kullanarak, toplama programlarının rastgele seçilen genel IP adreslerinden internete erişmesine olanak tanır.

Kendi-oluşturulan proxy: Toplama işlemleri ile genel IP adresleri arasındaki eşlemeleri koruyan proxy sunucularını dağıtın ve tek bir toplama isteğini birden fazla proxy'ye dağıtın.

IP servis sağlayıcısı: Daha düşük maliyet, kontrollü güvenlik ve istikrarlı kalite için bulut özel ağı üzerinden bir IP servis sağlayıcısına bağlanın [2].

 

1.3 Bölgeler Arası-Veri Toplama ve Ön İşleme

Ön işleme-küme planına göre OSS bölgesini seçin ve aynı bölgede bir veri-toplama VPC'si oluşturun. Her bölgede bir Transit Router (TR) oluşturun, yerel VPC'leri bağlayın ve TR'leri birbirine bağlayın, böylece bölgesel koleksiyon VPC'leri merkezi OSS'ye doğrudan erişebilir. PAI-iTAG, MaxCompute ve Flink gibi hizmetler daha sonra OSS bölgesinde veri etiketleme ve ön işleme işlemlerini gerçekleştirebilir [2].

 

2. Model Eğitim Ağı

Model-eğitim ağı, bulut veri merkezlerini, uç düğümleri ve şirket içi IDC'leri- birbirine bağlayan küresel bir yapı oluşturmak için toplama ve ön işleme ağıyla sıkı bir şekilde entegre edilmiştir.

Yüksek-hızlı ara bağlantı, düşük-gecikme ve yüksek-hızlı veri hareketi sağlarken bant genişliği, güvenlik politikaları, erişim kontrolleri ve olağanüstü durum kurtarmanın uçtan uca tasarlanması gerekir [2].

  • -Bölgeler arası-küme bilgi işlem havuzunda: Bir Toplu Taşıma Yönlendiricisi, aynı bölge içindeki birden fazla VPC'yi birbirine bağlar. Sunucu ENI'leri VPC anahtarlarına bağlanır ve gerekli aktarım hızı ve RDMA için yapılandırılabilir.
  • Çapraz{0}}bulut bilgi işlem havuzu: Özel devreler, bir IDC'yi veya başka bir bulutu aynı-bölgedeki VPC'ye bağlar. Alibaba Cloud VBR'ler, hızlı yakınsama için BGP, BFD ve hızlı yük devretme ile Katman 3'te eş cihaza bağlanır.

Küresel işlem havuzu: TR'ler arasındaki{0}bölgeler arası bağlantıların temel hazırlığı, bölgeler arası birleşik bir işlem havuzu oluşturmak için isteğe bağlı bölgeler arası QoS ile-en yoğun bölgeler arası trafiğe göre sağlanır [2].

 

3. Küresel Çıkarım-Hizmet Ağı

Küresel bir çıkarım ağı, her bölgede mevcut olan kaynaklara ve bulut hizmetlerine göre dağıtım modellerini seçer ve verimli hizmet dağıtımı ve erişimi sağlar [2].

  • Model veya Aracı dağıtımı: Müşteri VPC'sindeki EGS, ACK, ACS veya Lingjun çıplak-metal altyapısında Model Studio MaaS dağıtımını, PAI{0}}EAS veya Function Compute PaaS dağıtımını veya IaaS dağıtımını kullanın.
  • Hizmet dağıtımı: Bir çıkarım-dağıtım VPC'si oluşturun ve VPC Eşleme'yi, ilişkili bulut-hizmeti VPC'lerini veya PrivateLink'i kullanarak özel ağlara bağlanın. ALB'yi veya gelişmiş ALB'yi farklı modellere veya Aracılara erişim noktası ve proxy istekleri olarak dağıtın.
  • Hizmet erişimi: Yerel internet kullanıcıları gelişmiş ALB'ye doğrudan erişebilir; uzak kullanıcılar Global Accelerator'ı (GA) kullanabilir; dahili veya harici Alibaba Cloud kurumsal kullanıcıları PrivateLink aracılığıyla özel olarak bağlanabilir.

 

Sonuç ve Görünüm

 

Bu teknik inceleme, AI çağında IDC ağlarının karşılaştığı zorlukları ve dinamik akıllı yönlendirmenin bunları nasıl çözebileceğini açıklamaktadır. Dinamik farkındalık, akıllı karar-verme, WCMP, ALB ve VRF sanallaştırma, yük dengeleme verimliliğini artırır, tıkanıklığı ve paket kaybını azaltır ve AI eğitimini ve çıkarımını hızlandırır. Planlama bölümü, VPC segmentasyonunu, koleksiyon-çıkış tasarımını, bölgeler arası- toplamayı ve ön işlemeyi, model eğitimini ve küresel çıkarım dağıtımını vurgular. Yapay zeka gelişmeye devam ettikçe veri merkezi ağları daha katı gereksinimlerle karşı karşıya kalacak. Dinamik akıllı yönlendirme, uç yapay zeka, birleştirilmiş öğrenme ve diğer karmaşık senaryolar için gelişmeye devam edecektir. Gelecekteki IDC ağları, bilgi işlem-ağ yakınsamasına, enerji verimliliğine ve otomatik işlemlere daha fazla önem verecek ve dijital ekonomi için daha akıllı, verimli ve güvenilir bir temel oluşturacaktır.

 

Referanslar

Kullanıcının-sağladığı teknik kaynak doküman.

Alibaba Bulut Yapay Zeka Ağı Teknik Raporu. Erişim tarihi: 27 Mayıs 2026.

https://help.aliyun.com/zh/cloud-ağ-iyi-mimarileştirilmiş-tasarım/alibaba-bulut-ai-ağ-teknik rapor-yazısı

 

 

Soruşturma göndermek