[發明專利]一種基于自適應抽樣的控制器性能分析方法

有效

• 申請號: 201811305237.5
• 申請日: 2018-11-05
• 公開（公告）號: CN109474490B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 蔣定德;王梓岳;張溢航;齊盛
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04L43/024
• 分類號: H04L43/024;H04L43/026;H04L43/08
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 陳一鑫

1.一種基于自適應抽樣的控制器性能分析方法，該方法包括：

步驟1：網絡初始化，從網絡拓撲中隨機選取源節點和目的節點；

步驟2：選擇對應的源交換機和目的交換機；

步驟3：初始化自適應抽樣算法所需要的參數，并且從源節點主機發送數據流到目的節點主機；

步驟4：根據設定的抽樣頻率,獲取第一臺交換機和最后一臺交換機中計數器的當前時刻與前一時刻數據流的包數目；

步驟5：計算兩個時刻流的包數目差值；

步驟6：判斷兩個時刻流的包數目差值是否大于最大門限，如果大于最大門限，那么轉入步驟7；如果小于最大門限，那么轉入步驟8,所述最大門限根據事情情況設定；

步驟7：調節數據流的抽樣頻率，并與設置的最大抽樣頻率進行比較，選出兩者的較大的一個，并轉入步驟10；

步驟8：判斷兩個時刻流的包數目差值是否小于最小門限，如果小于最小門限，那么轉入步驟9；如果大于最小門限，那么轉入步驟11,所述最小門限根據實際情況確定；

步驟9：調節數據流的抽樣頻率，并與設置的最小抽樣頻率進行比較，獲取兩者的最小值，并轉入步驟10；

步驟10：獲取最佳的抽樣時間間隔；

步驟11：測量流經交換機的數據流信息，包括：丟包率、網絡時延、吞吐量、時延抖動、網絡開銷及測量誤差；

步驟12：判斷測量時間是否達到測量時間上限，如果達到測量時間上限，那么量測結束，否則轉入步驟4；

所述網絡開銷的計算方法為：

通過分析網絡的性能之后，在考慮抽樣頻率和時間的基礎上，將網絡的開銷定義為如下式(18)所示：

對于求解網絡開銷的問題，假如每次抽樣都消耗相同的網絡開銷，那么將目標函數轉換為求解網絡中數據流請求數目的問題；網絡開銷模型的目的即是求解式(18)中數據流請求數目的最小值；在求解上式(18)最小值的同時，還需要滿足實際網絡中存在的固有約束以及為了保證網絡中數據流數目的準確所設定的約束條件，約束條件如下：

subject to:

式(18)至式(19)中，為第一臺交換機請求數據流信息的數目，同樣的，為最后一臺交換機請求數據流信息的數目；t為抽樣交換機數據流的時間；U為抽樣交換機所需的時間上限；L為網絡中的鏈路集合；N為網絡中的交換機集合；f_sd為網絡中源到目的節點數據流；f_l為網絡中鏈路承載的數據流；c_l為網絡中鏈路l的容量；s,d分別代表網絡中的源和目的節點；i,j分別代表網絡中某一交換機節點；約束條件1為經典的流守恒條件，保證存在路徑可以將數據流從源節點傳送到目的節點；約束條件2為限定鏈路負載的數據流范圍；約束條件3為鏈路的物理容量約束，為了避免網絡擁塞保證鏈路l承載的數據流不能超過臨界值；約束條件4為表示第一臺交換機是否被抽樣，1表示抽樣，0表示沒有抽樣；約束條件5表示最后一臺交換機是否被抽樣，1表示抽樣，0表示沒有抽樣；約束條件6為確定網絡中交換機的范圍。

2.根據權利要求1所述的一種基于自適應抽樣的控制器性能分析方法，其特征在于步驟1所述的網絡初始化中，初始化的具體數據如下：測量交換機初始時間t₀，交換機當前測量周期t_poll，當前主機發送的活動流F，當前時刻和閑錢時刻的數據流最大差值門限b_max，當前時刻和閑錢時刻的數據流最小差值門限b_min，抽樣間隔調整參數α，抽樣間隔調整參數β，交換機的測量周期T，源節點P_src，目的節點P_dst，SDN交換機S，控制器C，t時刻統計交換機中數據流的包數目C_t，t-1時刻統計交換機中數據流的包數目C_t-1，連接控制器的非邊緣交換機S_non-edge，連接控制器的邊緣交換機S_edge，最大抽樣時間間隔T_max，最小抽樣時間間隔T_min，源交換機和目的交換機之間的測量時間上限U。