[發明專利]基于融合網絡虛擬化帶有時延感知的高吞吐資源調度方法

有效

• 申請號: 201710028463.2
• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN106789744B
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發明（設計）人: 王汝言;韓奎;吳大鵬;張鴻
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04L12/917
• 分類號: H04L12/917;H04L12/911;H04L12/927;H04L12/721;H04B10/2575
• 代理公司: 11275 北京同恒源知識產權代理有限公司
• 代理人: 廖曦

本發明涉及一種基于融合網絡虛擬化帶有時延感知的高吞吐資源調度方法，該方法利用網絡虛擬化把網絡的轉發平面和控制平面相分離，將所有網絡資源集中管理，提高資源利用率。充分考慮影響網絡數據傳輸的多個因素，并量化不同子網的傳輸能力，通過感知各個子網的傳輸能力，完成最優傳輸子網的選擇，同時根據選擇子網中不同路徑的傳輸能力差異，設計子網資源分配策略，以合理地利用所選子網的剩余資源，保證在滿足時延要求的同時提高網絡資源利用率。本發明所提出的資源調度方法能夠在保證業務傳輸時延的同時降低網絡擁塞，達到了提升資源利用率及提高用戶體驗質量的目的。

技術領域

本發明屬于光無線混合網絡通信技術領域，涉及一種基于融合網絡虛擬化帶有時延感知的高吞吐資源調度方法。

背景技術

快速發展的多媒體業務擁有的巨大商業空間，為移動終端提供多種業務服務是未來光無線融合接入網(Hybrid Optical-Wireless BroadbandAccess Network，HOWBAN)的主要發展方向。融合網絡所具有的高帶寬和高移動性優勢正是契合了需要多業務支持的移動終端的要求，成為國際上研究與開發新一代接入網的熱點技術之一。

融合網絡是由光域和無線域混合而成的異構網絡，其中光域是始于OLT止于ONUs的PON網絡，而無線域是前端的WMN。因此，融合網絡具有無源光網絡的高帶寬、傳輸穩定等特性，同時也具有無線網絡的易部署、支持移動性等特征，能夠為終端用戶提供更快速、更高質量的服務。然而，融合網絡的光纖子網和無線子網之間通信需要進行預調制、封裝和解封裝、協議轉換等操作，其仍然不是一個完全意義上的融合接入網。其次，目前的網絡設備都有自己的控制平面，各個網絡設備之間通過專門的協議進行協調通信，占用了額外的網絡資源。實際上，網絡中的數據流無法得到精確的控制。其次，網絡設備配置的數據轉發策略都是靜態的，無法隨著網絡和數據流的變更做出相應的變動。同時，基于目前的網絡技術水平與運營模式，在向用戶提供業務時必須要求網絡運營商建立直接到用戶的物理網絡，資源利用率低下。基于虛擬化的網絡，能夠屏蔽異構網絡基礎設施、協議之間差別的同時改善網絡性能、節省網絡成本開銷。因此，基于融合網絡虛擬化進行資源調度是保證網絡服務質量的一個重要方法。

目前，針對光無線融合網絡虛擬化下的資源調度策略，國內外研究人員提出了多種解決方案，主要集中在網絡虛擬化后用戶業務單路徑傳輸，或者是網絡擁塞后對資源進行遷移。但是，上述機制都沒有考慮在用戶數據發送端采用多路徑子網進行用戶業務傳輸，同時也沒有根據子網的不同特性制定選擇規則以及規劃業務在各路徑上傳輸的速率分配機制，難以兼顧保證數據傳輸時延和提高網絡資源利用率。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于融合網絡虛擬化帶有時延感知的高吞吐資源調度方法，該方法分析并量化影響子網數據傳輸時延的三個因素，通過定義子網能力效用值來衡量不同子網的傳輸能力，進而選擇具有最強傳輸能力的子網來對用戶的數據進行傳輸，同時，考慮子網各路徑的帶寬和丟包率情況，合理分配源節點用戶數據，從而在保證業務傳輸時延的同時提高子網的最大有效傳輸量及網絡資源利用率。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于融合網絡虛擬化帶有時延感知的高吞吐資源調度方法，該方法包括以下步驟：

S1：根據網絡拓撲信息和鏈路狀態信息，獲知各個子網的可用路徑數、路徑的跳數以及路徑的剩余帶寬大小，進而定義并計算得知各子網的資源能力度、中繼度和可達度，并以此來綜合衡量子網的綜合能力；

S2：通過熵值法確定影響子網綜合性能的各個因素的權重因子，進而求得子網的效用值Q；

S3：對各個子網效用值進行降序排列，選擇效用值最大的子網進行用戶數據的傳輸；為了使所選子網能有效地傳輸最多數據，源節點對發送的數據進行分流傳輸，同時考慮每個路徑丟包率情況，采用非線性規劃建立最大可靠傳輸數學模型，進而可確定用戶數據在各路徑上的傳輸速率分配；