[發明專利]一種高性能網絡中多條可變路徑固定帶寬的調度方法

有效

• 申請號: 201810193491.4
• 申請日: 2018-03-09
• 公開（公告）號: CN108600098B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 侯愛琴;吳奇石;房鼎益;王濤;張曉陽;王永強
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: H04L12/709
• 分類號: H04L12/709;H04L12/917;H04L12/801
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷;周春霞

本發明公開了一種高性能網絡中多條可變路徑固定帶寬的調度方法，利用多條節點不相交路徑并行傳輸不僅可以增加吞吐量，避免某些鏈路負載過大造成擁塞，而且可以在當一條路徑中某些節點出現故障的情況下用其它路徑傳輸，增加傳輸可靠性。從總體上提高了網絡服務質量。

技術領域

本發明屬于計算機網絡技術領域，涉及一種高性能網絡中多條可變路徑固定帶寬的調度方法。

背景技術

電子科研、電子商務、社交媒體等各種各樣的大型應用產生的海量數據，目前是10¹²、10¹⁵、10¹⁸數量級，未來更高，這些大數據經常需要遠程傳輸以實現遠程作業。高性能網絡(High-Performance Networks,HPN)通過帶寬預留可提供專用通道，被公認是一種有效的解決方案。在HPN中,作為控制平面中心單元的帶寬調度器，可以根據網絡拓撲和不同時隙的可用帶寬為用戶計算合適的路徑并將該路徑預留給該用戶作為專用傳輸通道。很多現代廣域網(Wide Area Networks,WANs)骨干網都已經具有高性能網絡的功能，而且這個發展趨勢越來越快。比如，我國的教育科研計算機網(China Education Research Network,CERNET)、美國教育科研網Internet2等都具有高性能網絡的功能。能否充分利用高性能網絡高帶寬資源及可靈活調度的優勢對各種大數據應用的實施是一個極其關鍵且需亟待解決的問題。多路徑路由相比單路徑在吞吐量、負載均衡、魯棒性等方面具有明顯的優勢，可以為大數據傳輸提供強有力的支持。因而單路徑擴展到多路徑是一個自然的趨勢。目前針對可用帶寬動態變化的帶寬調度研究都是單路徑調度策略或固定的多路徑，不能更充分地利用網絡帶寬資源，不能適應更大規模數據傳輸及更高實時性的傳輸需求。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于，提供一種高性能網絡中多條可變路徑固定帶寬的調度方法，使得數據由源節點傳輸到目的節點，所需時間較短。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種高性能網絡中多條可變路徑固定帶寬的調度方法，該方法根據用戶請求，選擇使數據傳輸結束時間最早的路徑集p₁＝{p₁(P),...p₁(i),...p₁(Q)}和路徑集p₂＝{p₂(P),...p₂(i),...p₂(Q)}，將數據大小為δ的數據由源節點v_s傳輸到目的節點v_d；其中，p₁(i)表示路徑集p₁中第i個時隙下的路徑，p₂(i)表示路徑集p₂中第i個時隙下的路徑，P表示數據傳輸的開始時隙，Q表示數據傳輸的結束時隙。

可選地，所述的選擇使數據傳輸結束時間最早的路徑集p₁＝{p₁(P),...p₁(i),...p₁(Q)}和路徑集p₂＝{p₂(P),...p₂(i),...p₂(Q)}，采用的方法如下：

(1)忽略路徑切換時延的情況

步驟1,數據傳輸結束時隙為q，q的起始值為0；利用Dijkstra算法找到源節點到目的節點之間的，在第q時隙帶寬最大和次大的兩條路徑p₁[q]和p₂[q]，路徑p₁[q]和p₂[q]節點不相交，該兩條路徑p₁[q]和p₂[q]的帶寬分別為β₁[q]和β₂[q]；