專利名稱：一種基于遲滯調(diào)度的網(wǎng)絡(luò)流量沖突避免方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信領(lǐng)域，尤其涉及一種基于遲滯調(diào)度的網(wǎng)絡(luò)流量沖突避免方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，在互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)路由技術(shù)研究方面，一個(gè)日益突出的趨勢就是在底層物理網(wǎng)絡(luò)上構(gòu)筑覆蓋網(wǎng)絡(luò)(Overlay Networking)來進(jìn)行業(yè)務(wù)流量的傳輸優(yōu)化。通過覆蓋網(wǎng)路由(Overlay Routing)技術(shù)可以有效彌補(bǔ)底層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的缺點(diǎn)，爭取最大化利用網(wǎng)絡(luò)中的帶寬和冗余路徑。覆蓋網(wǎng)節(jié)點(diǎn)自身需維護(hù)和建立相應(yīng)的路由表項(xiàng)，同時(shí)探測網(wǎng)絡(luò)狀況并找出比IP協(xié)議層所選擇的性能更好的最優(yōu)路徑。而傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商(InternetService Provider)常采用另一種流量優(yōu)化方式即流量工程(Traffic Engineering, TE)。TE的提出通常是為了 ISP的某一個(gè)優(yōu)化目標(biāo)而對底層的物理網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的一種流量分配、調(diào)整、規(guī)劃行為。不同ISP的優(yōu)化目標(biāo)可能不同。有的ISP為了通過全網(wǎng)的流量均衡來實(shí)現(xiàn)所有路徑利用的最大化，而有的ISP則是為了實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的端到端平均時(shí)延最小。當(dāng)覆蓋網(wǎng)節(jié)點(diǎn)改變它的邏輯路由的時(shí)候，首先產(chǎn)生的直接結(jié)果就是改變了下層不同路徑產(chǎn)生負(fù)載流量。因?yàn)樯蠈痈采w網(wǎng)節(jié)點(diǎn)傾向于選擇服務(wù)性能最優(yōu)的路徑，因此整體覆蓋網(wǎng)流量將集中流向最優(yōu)路徑，結(jié)果反而造成延遲小、可靠性高的網(wǎng)絡(luò)鏈路發(fā)生流量擁塞和過載現(xiàn)象。而底層的TE探測到物理網(wǎng)絡(luò)上流量狀況的改變后，會隨即建立新的流量分發(fā)模型，改變流量分配策略以應(yīng)對新的流量需求。此時(shí)，由于TE改變了流量策略會反作用于鏈路的延遲狀況。而新的網(wǎng)絡(luò)狀況會因?yàn)楦采w網(wǎng)的定期鏈路性能探測而被獲知。接著，覆蓋網(wǎng)絡(luò)會重啟路徑?jīng)Q策過程，更新當(dāng) 前路況狀況下新的路由表。整個(gè)的交互過程可以清楚的表現(xiàn)在

圖1中，圖1是覆蓋網(wǎng)與流量工程直接的作用原理圖。由于這種覆蓋網(wǎng)路由優(yōu)化和底層TE的流量均衡策略的服務(wù)目標(biāo)不同，二者之間會發(fā)生頻繁的獨(dú)自優(yōu)化行為，這不僅會造成覆蓋網(wǎng)路由優(yōu)化和TE無法實(shí)現(xiàn)最佳的優(yōu)化目標(biāo)，而且會使得網(wǎng)絡(luò)損耗增加并發(fā)生嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)振蕩現(xiàn)象，這一沖突過程就是覆蓋網(wǎng)路由技術(shù)實(shí)施時(shí)所面臨的一個(gè)常見問題一網(wǎng)絡(luò)流量的垂直沖突現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于，提供一種解決垂直沖突問題，避免現(xiàn)有覆蓋網(wǎng)系統(tǒng)在大規(guī)模部署應(yīng)用時(shí)因?yàn)榕cTE的優(yōu)化沖突問題而造成頻繁的抖動(dòng)現(xiàn)象，保證覆蓋網(wǎng)能提供正常的服務(wù)性能。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明提供了一種基于遲滯調(diào)度的網(wǎng)絡(luò)流量沖突避免方法，包括步驟1，在探測周期內(nèi)對缺省路徑進(jìn) 行路徑性能檢測，當(dāng)覆蓋網(wǎng)的缺省路徑能滿足網(wǎng)絡(luò)傳輸性能需求時(shí)，執(zhí)行步驟2，否則執(zhí)行步驟3 ；步驟2,所述缺省路徑傳輸流量；
步驟3，利用轉(zhuǎn)移量計(jì)算函數(shù)計(jì)算在所述缺省路徑上需要進(jìn)行轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)移流量，該轉(zhuǎn)移流量為該缺省路徑傳輸流量中的部分流量，然后執(zhí)行步驟4 ；步驟4，對備用路徑進(jìn)行路徑性能檢測，根據(jù)所述備用路徑的負(fù)載能力將所述轉(zhuǎn)移流量分配到所述備用路徑上進(jìn)行傳輸，然后在下一個(gè)探測周期內(nèi)重復(fù)上述步驟。進(jìn)一步的，所述步驟I包括步驟11，計(jì)算缺省路徑的性能衡量值pd，所述性能衡量值Pd的計(jì)算公式為
權(quán)利要求
1.一種基于遲滯調(diào)度的網(wǎng)絡(luò)流量沖突避免方法，其特征在于，包括 步驟1，在探測周期內(nèi)對缺省路徑進(jìn)行路徑性能檢測，當(dāng)覆蓋網(wǎng)的缺省路徑能滿足網(wǎng)絡(luò)傳輸性能需求時(shí)，執(zhí)行步驟2，否則執(zhí)行步驟3 ； 步驟2，所述缺省路徑傳輸流量； 步驟3，利用轉(zhuǎn)移量計(jì)算函數(shù)計(jì)算在所述缺省路徑上需要進(jìn)行轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)移流量，該轉(zhuǎn)移流量為該缺省路徑傳輸流量中的部分流量，然后執(zhí)行步驟4 ； 步驟4，對備用路徑進(jìn)行路徑性能檢測，根據(jù)所述備用路徑的負(fù)載能力將所述轉(zhuǎn)移流量分配到所述備用路徑上進(jìn)行傳輸，然后在下一個(gè)探測周期內(nèi)重復(fù)上述步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)流量沖突避免方法，其特征在于，所述步驟I包括 步驟11，計(jì)算缺省路徑的性能衡量值Pd，所述性能衡量值Pd的計(jì)算公式為
3.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)流量沖突避免方法，其特征在于，所述步驟3中的所述轉(zhuǎn)移量計(jì)算函數(shù)為 ,
4.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)流量沖突避免方法，其特征在于，所述步驟4中 若所述備用路徑有剩余負(fù)載帶寬時(shí)，則根據(jù)所述備用路徑的負(fù)載能力根據(jù)轉(zhuǎn)移量計(jì)算函數(shù)將所述轉(zhuǎn)移流量分配到有剩余負(fù)載帶寬的備用路徑上； 若所述備用路徑負(fù)載帶寬為零時(shí)，則根據(jù)所述備用路徑的綜合性能指標(biāo)計(jì)算分配到所述備用路徑上的轉(zhuǎn)移流量，其計(jì)算公式為其中
5.如權(quán)利要求4所述的網(wǎng)絡(luò)流量沖突避免方法，其特征在于，所述步驟4中 當(dāng)所述有剩余負(fù)載帶寬的備用路徑只有一條時(shí)，直接將所述轉(zhuǎn)移流量分配到該條備用路徑上，若所述缺省路徑發(fā)生斷開時(shí)，該轉(zhuǎn)移流量為該缺省路徑傳輸?shù)娜苛髁俊?br> 6.如權(quán)利要求4所述的網(wǎng)絡(luò)流量沖突避免方法，其特征在于，所述步驟4中當(dāng)所述有剩余負(fù)載帶寬的備用路徑為多條時(shí)，則采取以下步驟分配所述轉(zhuǎn)移流量 步驟41，對多條備用路徑根據(jù)其負(fù)載能力進(jìn)行缺省路徑相對性能衡量值排序； 步驟42，選擇衡量值最大的第一備用路徑，若該第一備用路徑的剩余負(fù)載帶寬大于等于所述轉(zhuǎn)移流量，則將所述轉(zhuǎn)移流量分配到該第一備用路徑上，分配結(jié)束，若有剩余轉(zhuǎn)移流量則執(zhí)行步驟43 ； 步驟43，按照衡量值從大到小的規(guī)則依次選擇備用路徑，按所述步驟42的方法繼續(xù)分配所述剩余轉(zhuǎn)移流量，直到所述轉(zhuǎn)移流量全部分配結(jié)束； 若多條備用路徑分配結(jié)束，仍然有剩余流量，則根據(jù)所述備用路徑的綜合性能指標(biāo)計(jì)算并分配所述剩余流量。
7.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)流量沖突避免方法，其特征在于，所述步驟4中 當(dāng)所述備用路徑發(fā)生擁塞時(shí)，且其他備用路徑有剩余負(fù)載帶寬，根據(jù)轉(zhuǎn)移量計(jì)算函數(shù)計(jì)算從該備用路徑上需要轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)移流量，將該轉(zhuǎn)移流量根據(jù)所述其他備用路徑的負(fù)載能力將所述轉(zhuǎn)移流量分配到其他備用路徑上，使該備用路徑滿足其網(wǎng)絡(luò)傳輸性能需求； 當(dāng)所述備用路徑發(fā)生斷開時(shí)，且其他備用路徑有剩余負(fù)載帶寬，直接將該備用路徑上的流量根據(jù)轉(zhuǎn)移量計(jì)算函數(shù)分配到其他備用路徑上； 當(dāng)所述備用路徑發(fā)生擁塞或斷開時(shí)，且其他備用路徑的剩余負(fù)載帶寬為零，則根據(jù)所述 其他備用路徑的綜合性能指標(biāo)計(jì)算并分配所述需要轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)移流量。
8.一種基于遲滯調(diào)度的網(wǎng)絡(luò)流量沖突避免系統(tǒng)，其特征在于，包括 性能檢測處理模塊，在探測周期內(nèi)對缺省路徑進(jìn)行路徑性能檢測，當(dāng)覆蓋網(wǎng)的缺省路徑能滿足網(wǎng)絡(luò)傳輸性能需求時(shí)，執(zhí)行缺省路徑傳輸模塊，否則執(zhí)行轉(zhuǎn)移流量計(jì)算模塊；缺省路徑傳輸模塊，由所述缺省路徑傳輸流量； 轉(zhuǎn)移流量計(jì)算模塊，利用轉(zhuǎn)移量計(jì)算函數(shù)計(jì)算在所述缺省路徑上需要進(jìn)行轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)移流量，該轉(zhuǎn)移流量為該缺省路徑傳輸流量中的部分流量，然后執(zhí)行轉(zhuǎn)移流量分配模塊； 轉(zhuǎn)移流量分配模塊，對備用路徑進(jìn)行路徑性能檢測，根據(jù)所述備用路徑的負(fù)載能力將所述轉(zhuǎn)移流量分配到所述備用路徑上進(jìn)行傳輸，然后在下一個(gè)探測周期內(nèi)重復(fù)上述模塊的處理。
9.如權(quán)利要求8所述的網(wǎng)絡(luò)流量沖突避免系統(tǒng)，其特征在于，所述性能檢測處理模塊包括 衡量值計(jì)算模塊，計(jì)算缺省路徑的性能衡量值Pd，所述性能衡量值Pd的計(jì)算公式為
10.如權(quán)利要求8所述的網(wǎng)絡(luò)流量沖突避免系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)移流量計(jì)算模塊中的所述轉(zhuǎn)移量計(jì)算函數(shù)為
11.如權(quán)利要求8所述的網(wǎng)絡(luò)流量沖突避免系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)移流量分配模塊中 若所述備用路徑有剩余負(fù)載帶寬時(shí)，則根據(jù)所述備用路徑的負(fù)載能力根據(jù)轉(zhuǎn)移量計(jì)算函數(shù)將所述轉(zhuǎn)移流量分配到有剩余負(fù)載帶寬的備用路徑上； 若所述備用路徑負(fù)載帶寬為零時(shí)，則根據(jù)所述備用路徑的綜合性能指標(biāo)計(jì)算分配到所述備用路徑上的轉(zhuǎn)移流量，其計(jì)算公式為其中
12.如權(quán)利要求11所述的網(wǎng)絡(luò)流量沖突避免系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)移流量分配模塊中 當(dāng)所述有剩余負(fù)載帶寬的備用路徑只有一條時(shí)，直接將所述轉(zhuǎn)移流量分配到該條備用路徑上，若所述缺省路徑發(fā)生斷開時(shí)，該轉(zhuǎn)移流量為該缺省路徑傳輸?shù)娜苛髁俊?br> 13.如權(quán)利要求11所述的網(wǎng)絡(luò)流量沖突避免系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)移流量分配模塊中 當(dāng)所述有剩余負(fù)載帶寬的備用路徑為多條時(shí)，則采取以下步驟分配所述轉(zhuǎn)移流量排序模塊，對多條備用路徑根據(jù)其負(fù)載能力進(jìn)行缺省路徑相對性能衡量值排序；第一分配模塊，選擇衡量值最大的第一備用路徑，若該第一備用路徑的剩余負(fù)載帶寬大于等于所述轉(zhuǎn)移流量，則將所述轉(zhuǎn)移流量分配到該第一備用路徑上，分配結(jié)束，若有剩余轉(zhuǎn)移流量則執(zhí)行第二分配模塊； 第二分配模塊，按照衡量值從大到小的規(guī)則依次選擇備用路徑，按所述第一分配模塊中的方法繼續(xù)分配所述剩余轉(zhuǎn)移流量，直到所述轉(zhuǎn)移流量全部分配結(jié)束； 若多條備用路徑分配結(jié)束，仍然有剩余流量，則根據(jù)所述備用路徑的綜合性能指標(biāo)計(jì)算并分配所述剩余流量。
14.如權(quán)利要求8所述的網(wǎng)絡(luò)流量沖突避免系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)移流量分配模塊中 當(dāng)所述備用路徑發(fā)生擁塞時(shí)，且其他備用路徑有剩余負(fù)載帶寬，根據(jù)轉(zhuǎn)移量計(jì)算函數(shù)計(jì)算從該備用路徑上需要轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)移流量，將該轉(zhuǎn)移流量根據(jù)所述其他備用路徑的負(fù)載能力將所述轉(zhuǎn)移流量分配到其他備用路徑上，使該備用路徑滿足其網(wǎng)絡(luò)傳輸性能需求； 當(dāng)所述備用路徑發(fā)生斷開時(shí)，且其他備用路徑有剩余負(fù)載帶寬，直接將該備用路徑上的流量根據(jù)轉(zhuǎn)移量計(jì)算函數(shù)分配到其他備用路徑上；當(dāng)所述備用路徑發(fā)生擁塞或斷開時(shí)，且其他備用路徑的剩余負(fù)載帶寬為零，則根據(jù)所述其他 備用路徑的綜合性能指標(biāo)計(jì)算并分配所述需要轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)移流量。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于遲滯調(diào)度的網(wǎng)絡(luò)流量沖突避免方法及系統(tǒng)。該方法包括步驟1，在探測周期內(nèi)對缺省路徑進(jìn)行路徑性能檢測，當(dāng)覆蓋網(wǎng)的缺省路徑能滿足網(wǎng)絡(luò)傳輸性能需求時(shí)，執(zhí)行步驟2，否則執(zhí)行步驟3；步驟2，所述缺省路徑傳輸流量；步驟3，利用轉(zhuǎn)移量計(jì)算函數(shù)計(jì)算在所述缺省路徑上需要進(jìn)行轉(zhuǎn)移的轉(zhuǎn)移流量，該轉(zhuǎn)移流量為該缺省路徑傳輸流量中的部分流量；步驟4，對備用路徑進(jìn)行路徑性能檢測，根據(jù)所述備用路徑的負(fù)載能力將所述轉(zhuǎn)移流量分配到所述備用路徑上進(jìn)行傳輸，然后在下一個(gè)探測周期內(nèi)重復(fù)上述步驟。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中的垂直沖突問題，避免了現(xiàn)有覆蓋網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化沖突問題而造成頻繁的抖動(dòng)現(xiàn)象，保證了覆蓋網(wǎng)的正常服務(wù)性能。
文檔編號H04L12/801GK103051546SQ201210536318
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者李彥君, 張國清, 郭慶萍 申請人:中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所