[發(fā)明專利]一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)流調(diào)度下的提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710414416.1
• 申請(qǐng)日: 2017-06-05
• 公開（公告）號(hào): CN107332766B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曲樺;趙季紅;李方成;樊斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L12/705
• 分類號(hào): H04L12/705;H04L12/721;H04L12/725;H04L12/729;H04L12/803;H04L12/863;H04L12/873;H04L12/877
• 代理公司: 61215 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 弋才富

一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)流調(diào)度下的提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量的方法，在SDN環(huán)境下，利用SDN集中控制的全局性優(yōu)勢(shì)，將改進(jìn)K最短路徑與貪婪算法相結(jié)合，通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)中盡力交付型業(yè)務(wù)流進(jìn)行遷移，在不滿足流分割的情況下，來解決由帶寬碎片問題造成較大業(yè)務(wù)流不能順利交付，和由部分網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能不足造成的多媒體業(yè)務(wù)QoS不能保障的問題；在業(yè)務(wù)的QoS保障中，通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)鏈路中對(duì)延時(shí)和丟包率容忍度較高的盡力交付型業(yè)務(wù)進(jìn)行遷移，以使得需及時(shí)交付的多媒體業(yè)務(wù)順利交付，本發(fā)明能夠提高多媒體業(yè)務(wù)流的傳輸質(zhì)量，并且進(jìn)一步提高對(duì)QoS要求較高的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的吞吐量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在軟件定義網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的一種新型流調(diào)度的方法，特別涉及了基于貪婪策略以最小代價(jià)進(jìn)行流遷移的一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)流調(diào)度下的提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量的方法。

背景技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)流的鏈路負(fù)載均衡方法，通常是將多個(gè)業(yè)務(wù)流均勻地分配到能夠滿足其帶寬需求的路徑上。這種方法能夠避免多條業(yè)務(wù)流集中到某些特定的網(wǎng)絡(luò)鏈路上，從而減少擁塞，能夠增加網(wǎng)絡(luò)的處理能力，并提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量。相應(yīng)地，鏈路負(fù)載均衡也有一些缺點(diǎn)，在某些應(yīng)用場(chǎng)景下，新的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流進(jìn)行傳輸時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中多條路徑的剩余帶寬資源之和大于該業(yè)務(wù)流的帶寬需求，但是由于分散，在不支持業(yè)務(wù)流分割的情況下，無法為該業(yè)務(wù)流分配足夠帶寬容量的路徑。

網(wǎng)絡(luò)在對(duì)多媒體業(yè)務(wù)流進(jìn)行調(diào)度時(shí)，為使得此類流具有較好的服務(wù)質(zhì)量，需要保障業(yè)務(wù)的QoS，多媒體業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量與路徑的傳輸時(shí)延和業(yè)務(wù)流丟包率有關(guān)。在鏈路帶寬資源充足的情況下，由于所選擇路徑中，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處理能力不足或者鏈路故障，而導(dǎo)致服務(wù)質(zhì)量下降，為了保障業(yè)務(wù)QoS，需要將業(yè)務(wù)流調(diào)度到能保障其服務(wù)質(zhì)量的路徑上。

目前研究中，帶寬碎片問題的解決方案往往是使用ECMP等支持流分割的算法，該方案具有額外增加控制器的處理負(fù)擔(dān)、造成流傳輸抖動(dòng)的增加及降低業(yè)務(wù)的QoS的缺陷,無法保證多媒體業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量及鏈路帶寬碎片較多無法承載占用帶寬較多業(yè)務(wù)的這兩種問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)流調(diào)度下的提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量的方法，在SDN環(huán)境下，利用SDN集中控制的全局性優(yōu)勢(shì)，將改進(jìn)K最短路徑與貪婪算法相結(jié)合，通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)中盡力交付型業(yè)務(wù)流進(jìn)行遷移，在不滿足流分割的情況下，來解決由帶寬碎片問題造成較大業(yè)務(wù)流不能順利交付，和由部分網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能不足造成的多媒體業(yè)務(wù)QoS不能保障的問題；在業(yè)務(wù)的QoS保障中，通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)鏈路中對(duì)延時(shí)和丟包率容忍度較高的盡力交付型業(yè)務(wù)進(jìn)行遷移，以使得需及時(shí)交付的多媒體業(yè)務(wù)順利交付，本發(fā)明能夠提高多媒體業(yè)務(wù)流的傳輸質(zhì)量，并且進(jìn)一步提高對(duì)QoS要求較高的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的吞吐量。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)流調(diào)度下的提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)記錄并得到鏈路上傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信息vInfo_(i,j)，如以下公式所述：

vInfo_(i,j)＝{vn_(i,j),FInfo_(i,j),Path_(i,j)}

式中，vn_(i,j)——鏈路link_(i,j)的標(biāo)號(hào)；FInfo_(i,j)——標(biāo)號(hào)為vn_(i,j)的鏈路上所有傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)流集合；Path_(i,j)——傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)流對(duì)應(yīng)的路徑集合。公式中，——業(yè)務(wù)流信息；——該業(yè)務(wù)的源節(jié)點(diǎn)；——該業(yè)務(wù)的目的節(jié)點(diǎn)；——該業(yè)務(wù)占用帶寬資源大小；——業(yè)務(wù)類型。

(2)解析處理不成功的業(yè)務(wù)流s，得到其源節(jié)點(diǎn)src和目的節(jié)點(diǎn)des，使用改進(jìn)的K最短路徑算法選擇前K條帶寬資源充足，跳數(shù)較少的路徑；