[發(fā)明專利]基于GRU的多域SDN網(wǎng)絡(luò)流量態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010129348.6
• 申請(qǐng)日: 2020-02-28
• 公開（公告）號(hào): CN111371644B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 管紹朋;孫文文;李奕;張聰輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東工商學(xué)院
• 主分類號(hào): H04L43/0876
• 分類號(hào): H04L43/0876;H04L41/14;H04L41/147
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

1.基于GRU的多域SDN網(wǎng)絡(luò)流量態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)方法，其特征是，包括：

收集歷史流量態(tài)勢(shì)值，以滑動(dòng)窗口的方式構(gòu)建樣本集；

對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)歸一化，切割為訓(xùn)練集和測(cè)試集；

建立GRU模型，采用SSA算法優(yōu)化GRU模型參數(shù)；GRU模型由SDN域、數(shù)據(jù)庫(kù)、態(tài)勢(shì)評(píng)估服務(wù)器和態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)服務(wù)器構(gòu)成，SDN域采用垂直架構(gòu)，數(shù)據(jù)庫(kù)儲(chǔ)存流量態(tài)勢(shì)要素值、態(tài)勢(shì)值和預(yù)測(cè)值數(shù)據(jù)，態(tài)勢(shì)評(píng)估服務(wù)器和態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)服務(wù)器用于評(píng)估當(dāng)前時(shí)段網(wǎng)絡(luò)流量態(tài)勢(shì)和預(yù)測(cè)下一時(shí)段網(wǎng)絡(luò)流量態(tài)勢(shì)；

其中，多域SDN網(wǎng)絡(luò)采用垂直架構(gòu)，其包含域間控制器和域內(nèi)控制器，域內(nèi)數(shù)據(jù)由域內(nèi)控制器進(jìn)行采集，域間數(shù)據(jù)由域間控制器進(jìn)行采集；

態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)服務(wù)器利用歷史和當(dāng)前多域SDN網(wǎng)絡(luò)流量態(tài)勢(shì)值預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)流量的變化趨勢(shì)，其中歷史時(shí)刻態(tài)勢(shì)值由數(shù)據(jù)庫(kù)提供，當(dāng)前時(shí)刻態(tài)勢(shì)值由態(tài)勢(shì)評(píng)估服務(wù)器提供，并將預(yù)測(cè)值寫入數(shù)據(jù)庫(kù)和傳入域間控制器；網(wǎng)絡(luò)流量態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)采用SSA算法和GRU算法相結(jié)合的方法，即在GRU優(yōu)點(diǎn)特征的基礎(chǔ)上引入SSA算法，將SSA算法用于優(yōu)化GRU算法的權(quán)重，控制優(yōu)化的搜索方向；

GRU模型被配置為：從歷史流量態(tài)勢(shì)值中提取影響網(wǎng)絡(luò)流量的關(guān)鍵要素；然后，針對(duì)相關(guān)的因素進(jìn)行加權(quán)定量計(jì)算流量態(tài)勢(shì)值，評(píng)估出當(dāng)前流量狀態(tài)；使用訓(xùn)練好的SSA-GRU神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)測(cè)試集進(jìn)行態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)。

2.如權(quán)利要求1所述的基于GRU的多域SDN網(wǎng)絡(luò)流量態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)方法，其特征是，提取流量態(tài)勢(shì)要素：通過(guò)控制器與每個(gè)交換機(jī)相連，從而獲取大量實(shí)時(shí)和歷史流量數(shù)據(jù)，對(duì)收集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，提取出影響網(wǎng)絡(luò)流量狀態(tài)的關(guān)鍵要素，并形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式存放到數(shù)據(jù)庫(kù)中。

3.如權(quán)利要求1所述的基于GRU的多域SDN網(wǎng)絡(luò)流量態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)方法，其特征是，態(tài)勢(shì)評(píng)估服務(wù)器通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的流量態(tài)勢(shì)要素值進(jìn)行加權(quán)定量計(jì)算得到當(dāng)前時(shí)間段網(wǎng)絡(luò)流量態(tài)勢(shì)的數(shù)值，并將當(dāng)前時(shí)段態(tài)勢(shì)值寫入數(shù)據(jù)庫(kù)和傳給態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)多域SDN網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前流量狀態(tài)進(jìn)行定量描述，從而確定當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)流量態(tài)勢(shì)。

4.如權(quán)利要求1所述的基于GRU的多域SDN網(wǎng)絡(luò)流量態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)方法，其特征是，根據(jù)預(yù)測(cè)流量態(tài)勢(shì)值參照流量態(tài)勢(shì)值對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，將下一時(shí)段流量態(tài)勢(shì)級(jí)別劃分為若干類；

針對(duì)預(yù)測(cè)出的多域SDN網(wǎng)絡(luò)流量態(tài)勢(shì)級(jí)別，提前對(duì)多域SDN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行規(guī)劃決策。

5.基于GRU的多域SDN網(wǎng)絡(luò)流量態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的基于GRU的多域SDN網(wǎng)絡(luò)流量態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)方法，其特征是，包括：GRU模型，GRU模型包括SDN域、數(shù)據(jù)庫(kù)、態(tài)勢(shì)評(píng)估服務(wù)器和態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)服務(wù)器；

SDN域采用垂直架構(gòu)，數(shù)據(jù)庫(kù)儲(chǔ)存流量態(tài)勢(shì)要素值、態(tài)勢(shì)值和預(yù)測(cè)值數(shù)據(jù)，態(tài)勢(shì)評(píng)估服務(wù)器和態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)服務(wù)器用于評(píng)估當(dāng)前時(shí)段網(wǎng)絡(luò)流量態(tài)勢(shì)和預(yù)測(cè)下一時(shí)段網(wǎng)絡(luò)流量態(tài)勢(shì)。

6.如權(quán)利要求5所述的基于GRU的多域SDN網(wǎng)絡(luò)流量態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，態(tài)勢(shì)評(píng)估服務(wù)器通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的流量態(tài)勢(shì)要素值進(jìn)行加權(quán)定量計(jì)算得到當(dāng)前時(shí)間段網(wǎng)絡(luò)流量態(tài)勢(shì)的數(shù)值，并將當(dāng)前時(shí)段態(tài)勢(shì)值寫入數(shù)據(jù)庫(kù)和傳給態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)多域SDN網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前流量狀態(tài)進(jìn)行定量描述，從而確定當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)流量態(tài)勢(shì)。

7.如權(quán)利要求5所述的基于GRU的多域SDN網(wǎng)絡(luò)流量態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)服務(wù)器利用歷史和當(dāng)前多域SDN網(wǎng)絡(luò)流量態(tài)勢(shì)值預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)流量的變化趨勢(shì)，其中歷史時(shí)刻態(tài)勢(shì)值由數(shù)據(jù)庫(kù)提供，當(dāng)前時(shí)刻態(tài)勢(shì)值由態(tài)勢(shì)評(píng)估服務(wù)器提供，并將預(yù)測(cè)值寫入數(shù)據(jù)庫(kù)和傳入域間控制器；

網(wǎng)絡(luò)流量態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)采用SSA算法和GRU算法相結(jié)合的方法，即在GRU優(yōu)點(diǎn)特征的基礎(chǔ)上引入SSA算法。