[發(fā)明專利]一種基于SDN電力通信網(wǎng)的隊列調(diào)度權(quán)值量化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811249940.9
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109150756B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 向敏;張進(jìn)進(jìn);杜華清;劉煥淋;馬躍;張少軍;楊斌;楊琦;彭柏;金燊;紀(jì)雨彤;趙慶凱;張東輝;管嘉珩;張佳樂
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué);國網(wǎng)冀北電力有限公司信息通信分公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H04L12/863
• 分類號: H04L12/863;H04L12/875
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發(fā)明涉及一種基于SDN電力通信網(wǎng)的隊列調(diào)度權(quán)值量化方法，屬于電力通信網(wǎng)中的隊列調(diào)度領(lǐng)域。該方法包括：1)通過請求SDN控制器下發(fā)實時網(wǎng)絡(luò)參數(shù)到SDN交換機(jī)，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)包括鏈路可用帶寬、時延和誤碼率；2)結(jié)合隊列長度和業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求，計算各隊列分別在基于鏈路可用帶寬、時延和誤碼率下分得的隊列調(diào)度權(quán)值；3)根據(jù)各隊列的帶寬權(quán)值，時延權(quán)值和誤碼率權(quán)值，計算隊列調(diào)度的綜合權(quán)值。本發(fā)明根據(jù)電網(wǎng)中各類業(yè)務(wù)對帶寬、時延和誤碼率具有不同要求，從網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)參數(shù)的角度出發(fā)計算隊列調(diào)度權(quán)值，不僅能保證不同電力業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求，且能使網(wǎng)絡(luò)吞吐量和資源利用率最大化，為SDN電力通信網(wǎng)中業(yè)務(wù)的編排起到支撐作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力通信網(wǎng)中的隊列調(diào)度領(lǐng)域，涉及一種基于SDN電力通信網(wǎng)的隊列調(diào)度權(quán)值量化方法。

背景技術(shù)

電力通信網(wǎng)是國家電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)建設(shè)的重要內(nèi)容。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)大和業(yè)務(wù)爆炸式增長，基于同步數(shù)字體系(SDH)的電力通信網(wǎng)已無法滿足“動態(tài)資源分配、流量可觀可控”的要求。軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)將數(shù)據(jù)平面和控制平面相分離，采用集中控制方式，掌握網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⒑唾Y源使用情況，能從全局視角下實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源動態(tài)分配，業(yè)務(wù)感知流量調(diào)度、業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量(QoS)保證等。國家電網(wǎng)公司正致力于研究SDN技術(shù)在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用，推進(jìn)分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)到集中式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的過渡，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)吞吐量和資源利用率的最大化。

電網(wǎng)公司的業(yè)務(wù)主要分為兩大類：電網(wǎng)運(yùn)行控制類和公司管理運(yùn)作類。其中，電網(wǎng)運(yùn)行控制類業(yè)務(wù)具有較高的時延和可靠性要求，公司管理運(yùn)作類業(yè)務(wù)則對帶寬的需求較大。針對業(yè)務(wù)的QoS要求，采用不同策略調(diào)度業(yè)務(wù)，可以保證業(yè)務(wù)的QoS要求，增大網(wǎng)絡(luò)吞吐量。在研究電力通信網(wǎng)業(yè)務(wù)調(diào)度的文獻(xiàn)中，大多數(shù)方法研究的是如何從多個業(yè)務(wù)隊列中選擇一個隊列調(diào)度，很少有文獻(xiàn)研究隊列調(diào)度的權(quán)值量化問題。另外，SDN具有掌握全局網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜唾Y源信息的特點(diǎn)，能從網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的角度出發(fā)進(jìn)行隊列調(diào)度，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的動態(tài)分配，保證業(yè)務(wù)的QoS。但是，目前對SDN的研究大多集中在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中心的路由問題，少有人將SDN與隊列調(diào)度結(jié)合在一起。

大多數(shù)現(xiàn)有文獻(xiàn)是事先人為的給出隊列調(diào)度的權(quán)值，這會造成在隊列調(diào)度過程中權(quán)值固定，資源分配不靈活，網(wǎng)絡(luò)吞吐量小。另外，雖然也有文獻(xiàn)研究了事先給出隊列調(diào)度的權(quán)值，然后再根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)動態(tài)的調(diào)節(jié)權(quán)值，但是，這些方法通常只考慮單一的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)參數(shù)，比如只考慮網(wǎng)絡(luò)帶寬或者信道利用率，并且網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)參數(shù)多為估計值。目前尚未有文獻(xiàn)從SDN提供的多個網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)參數(shù)出發(fā)，綜合計算隊列調(diào)度的綜合權(quán)值。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的一在于提供一種基于SDN電力通信網(wǎng)的隊列調(diào)度權(quán)值量化方法，該方法在隊列調(diào)度前，根據(jù)SDN控制器下發(fā)的實時網(wǎng)絡(luò)參數(shù)：鏈路可用帶寬，時延和誤碼率；結(jié)合隊列長度、業(yè)務(wù)重要度以及業(yè)務(wù)對各個網(wǎng)絡(luò)參數(shù)要求的等級，計算各隊列分別在基于鏈路可用帶寬，時延和誤碼率下的調(diào)度權(quán)值；根據(jù)各隊列的帶寬權(quán)值，時延權(quán)值和誤碼率權(quán)值，計算隊列調(diào)度的綜合權(quán)值。本發(fā)明的目的二在于提供一種基于SDN電力通信網(wǎng)的隊列調(diào)度權(quán)值量化系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)合上述隊列權(quán)值量化方法，最終計算出隊列調(diào)度的綜合權(quán)值。本發(fā)明能夠保證業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，增大網(wǎng)絡(luò)吞吐量，提高資源利用率。

為達(dá)到上述目的一，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于SDN電力通信網(wǎng)的隊列調(diào)度權(quán)值量化方法，具體包括以下幾個步驟：

步驟S1：將電力通信網(wǎng)中的不同業(yè)務(wù)分配到SDN交換機(jī)輸出端口處的不同隊列；在隊列調(diào)度前，SDN交換機(jī)請求SDN控制器下發(fā)實時網(wǎng)絡(luò)參數(shù)：鏈路可用帶寬、時延和誤碼率；

步驟S2：SDN交換機(jī)接收網(wǎng)絡(luò)參數(shù)；

根據(jù)鏈路可用帶寬，結(jié)合隊列長度、業(yè)務(wù)重要度等級和業(yè)務(wù)對帶寬的要求等級，將鏈路可用帶寬分配給各隊列，得到隊列調(diào)度的帶寬權(quán)值；

根據(jù)鏈路時延，計算一個輪詢周期內(nèi)能夠發(fā)送的分組數(shù)，結(jié)合隊列長度、業(yè)務(wù)重要度等級和業(yè)務(wù)對時延的要求等級，將分組數(shù)分配給各隊列，得到隊列調(diào)度的時延權(quán)值；