專利名稱：一種實現(xiàn)網(wǎng)絡資源選擇的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信服務網(wǎng)格技術領域，特別是一種實現(xiàn)網(wǎng)絡資源選擇的方法和裝置。

背景技術：
現(xiàn)有技術中的網(wǎng)絡資源選擇方法是采用一種基于FC(Fuzzy Cluster，模糊聚類)的方法來選擇網(wǎng)絡資源的組合。但是，這種FC方法僅僅考慮了網(wǎng)絡資源的單一性能，忽略了資源的異構性。因此，這種網(wǎng)絡資源選擇的方法不能充分反映不同服務類型對多QoS參數(shù)指標的性能要求，對資源的選擇存在片面性。另一方面，F(xiàn)C方法缺乏對QoS參數(shù)權重的計算功能，不能從定量和定性的角度完備地考慮不同QoS參數(shù)的權重分配，不適合直接應用于網(wǎng)絡的資源選擇中。


發(fā)明內容
本發(fā)明實施例提供一種實現(xiàn)網(wǎng)絡資源選擇的方法和裝置，使網(wǎng)絡資源選擇符合服務對多QoS參數(shù)指標的性能要求，滿足網(wǎng)絡資源在不同用戶和服務間的合理分配。同時，提高網(wǎng)絡資源的利用率。
本發(fā)明實施例公開了一種實現(xiàn)網(wǎng)絡資源選擇的方法，包括確定網(wǎng)絡資源需求的服務質量QoS參數(shù)集；在根據(jù)所確定的QoS參數(shù)集建立相應的系統(tǒng)層次結構后，構造具有一致性的判斷矩陣，利用判斷矩陣，得到所述QoS參數(shù)集中相應參數(shù)的權重；由所述QoS參數(shù)集中相應參數(shù)的權重，確定網(wǎng)絡中各節(jié)點資源組合對不同服務類型QoS性能指標支持能力的差異關系，利用所述關系選擇最優(yōu)的網(wǎng)絡資源組合。
本發(fā)明實施例還公開了一種實現(xiàn)網(wǎng)絡資源選擇的裝置，包括參數(shù)集設置單元，用于設置網(wǎng)絡的服務質量QoS參數(shù)集；參數(shù)權重確定單元，用于在根據(jù)所確定的QoS參數(shù)集建立相應的系統(tǒng)層次結構后，構造具有一致性的判斷矩陣，利用判斷矩陣，得到所述QoS參數(shù)集中相應參數(shù)的權重；資源選擇單元，用于由所述QoS參數(shù)集中相應參數(shù)的權重，確定網(wǎng)絡中各節(jié)點資源組合對不同服務類型QoS性能指標支持能力的差異關系，利用所述關系選擇最優(yōu)的網(wǎng)絡資源組合。
從上述本發(fā)明的實施例可以看出，本發(fā)明實施例利用層次分析方法，綜合確定QoS參數(shù)集中相應參數(shù)的權重，定量地反映了網(wǎng)絡中服務對多QoS參數(shù)的性能要求，滿足不同服務和用戶對資源的需求。同時，本發(fā)明實施例對網(wǎng)絡中各節(jié)點資源能力進行全局模糊聚類處理，解決了現(xiàn)有網(wǎng)絡資源選擇中對服務性能指標要求的單一考慮而帶來的資源選擇的片面性，滿足了服務對網(wǎng)絡資源的期望，提高網(wǎng)絡資源的利用率。



圖1為本發(fā)明實現(xiàn)網(wǎng)絡資源選擇的方法的一個實施例流程圖； 圖2為本發(fā)明實現(xiàn)網(wǎng)絡資源選擇的方法的另一個實施例流程圖； 圖3為本發(fā)明AHP方法的流程圖； 圖4為本發(fā)明FC方法的流程圖； 圖5為本發(fā)明實現(xiàn)網(wǎng)絡資源選擇的裝置的一個實施例結構圖。

具體實施例方式 下面結合附圖對本發(fā)明實施例進行詳細描述。
請參閱圖1，為本發(fā)明實現(xiàn)網(wǎng)絡資源選擇的方法的一個實施例流程圖，包括以下步驟 步驟101確定網(wǎng)絡資源需求的服務質量QoS參數(shù)集； 步驟102在根據(jù)所確定的QoS參數(shù)集建立相應的系統(tǒng)層次結構后，構造具有一致性的判斷矩陣，利用判斷矩陣，得到所述QoS參數(shù)集中相應參數(shù)的權重； 步驟103由所述QoS參數(shù)集中相應參數(shù)的權重，確定網(wǎng)絡中各節(jié)點資源組合對不同服務類型QoS性能指標支持能力的差異關系，利用所述關系選擇最優(yōu)的資源組合。
請參閱圖2，為本發(fā)明實現(xiàn)網(wǎng)絡資源選擇的方法的另一個實施例流程圖。本實施例中，利用FC(Fuzzy Cluster，模糊聚類)方法確定網(wǎng)絡中各節(jié)點資源組合對不同服務類型QoS性能指標支持能力的差異關系。在本實施例中，服務網(wǎng)格中存在十個節(jié)點，各節(jié)點資源具有異構性，當網(wǎng)絡中有新服務請求到達或服務發(fā)生變化時，將觸發(fā)網(wǎng)絡資源選擇，包括以下步驟 步驟201RMS(Resource Management Service，資源管理服務器)從服務網(wǎng)格的NM(Network Manager，網(wǎng)絡管理器)獲取服務網(wǎng)格將執(zhí)行的服務類型，根據(jù)服務類型與之間的對應關系，確定流類服務的QoS參數(shù)集； 其中，RMS用于進行網(wǎng)絡資源選擇判決和選擇決策。
為了確定服務類型與QoS參數(shù)集之間的對應關系，在資源選擇前，預先選取會話類、流類、交互類和背景類作為網(wǎng)絡資源選擇中通用的服務類型，并確定帶寬、時延、響應時間、抖動、可靠度、安全性和費用作為資源選擇的QoS參數(shù)，為不同的服務類型設定不同的QoS參數(shù)集，設定的具體實施方式
可以如表1所示。
表1服務類型與QoS參數(shù)集的設定方式 步驟202RMS利用AHP方法確定流類服務的QoS參數(shù)中相應參數(shù)的權重； 上述AHP方法的具體實現(xiàn)方法請參閱圖3，包括以下步驟 步驟301建立系統(tǒng)層次結構； 其中，系統(tǒng)的層次結構有兩個目標層和準則層。將目標資源組合設定為目標層，在本實施例中，目標資源組合即為符合流類服務的最優(yōu)QoS資源組合，將網(wǎng)絡的QoS參數(shù)集設定為準則層，在本實施例中，網(wǎng)絡的QoS參數(shù)集即為流類服務的QoS參數(shù)集中帶寬、時延、抖動、可靠度和費用這五個參數(shù)。
步驟302構造判斷矩陣B； 其中，用bij表示帶寬、時延、抖動、可靠度和費用這五個參數(shù)之間的重要性程度。這里，采用“1-9標度”方式對每個參數(shù)進行標度，在表2所標度的范圍內對bij取值用以獲得各參數(shù)之間的重要性程度。
例如，當用bij表示帶寬和時延之間的重要性程度時，根據(jù)表2的標度范圍對bij取值，得到7，這個取值說明帶寬比時延強烈重要。同樣，根據(jù)表2的標度范圍對其它參數(shù)之間的重要性程度取值，并構成一個判斷矩陣B，判斷矩陣B中的元素bij表示參數(shù)i對參數(shù)j的重要性程度。
表2參數(shù)的標度方法 步驟303對判斷矩陣B計算，得到一致性指標CI； 其中， 這里，λmax是判斷矩陣B的最大特征根，n是矩陣的階數(shù)。
步驟304對CI進行計算，得到一致性比例CR，檢驗判斷矩陣B是否滿足一致性； 其中， 這里，RI是平均隨機一致性指標。采用Saaty定義的平均隨機一致性指標對各階數(shù)的判斷矩陣進行RI定義，在表3所定義的范圍內對RI取值以獲得一個平均隨機一致性指標。例如，當查找五個參數(shù)的判斷矩陣的平均隨機一致性指標時，根據(jù)表3的指標對RI取值，得到1.12，這個RI說明5階的正互反矩陣的平均隨機一致性指標是1.12。表3平均隨機一致性指標RI
當CR＜0.10時，判斷矩陣B滿足一致性，進入步驟305，否則返回步驟302對判斷矩陣B作適當修正。
步驟305對判斷矩陣B計算最大特征值λmax，得到對應的特征向量w′； 步驟306對向量w′進行歸一化處理，得到QoS參數(shù)的權重向量w 其中，權重向量w中的元素分別對應五個參數(shù)的權重。
在確定了流類服務的QoS參數(shù)集中相應參數(shù)的權重后，返回到網(wǎng)絡資源選擇的流程中，并執(zhí)行步驟203。
步驟203RMS根據(jù)流類服務的QoS參數(shù)集從NDA(Network Database，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫)中獲取服務網(wǎng)格中各節(jié)點資源的QoS參數(shù)值； 其中，RMS與NDA連接，NDA用于記錄服務網(wǎng)格中各節(jié)點資源的當前QoS信息。
上述服務網(wǎng)格中各節(jié)點資源的流類服務的QoS參數(shù)值構成資源比較矩陣R保存在RMS中。
上述步驟203中，當網(wǎng)絡中不存在NDA時，RMS可以直接從NM獲取服務網(wǎng)格中各節(jié)點資源的流類服務的QoS參數(shù)值。
步驟204RMS根據(jù)流類服務的QoS參數(shù)集中相應參數(shù)的權重，采用FC方法確定服務網(wǎng)格中不同節(jié)點資源組合對流類服務的QoS性能指標支持能力的差異關系。
請參閱圖4，上述實施例的步驟204中FC方法包括以下步驟 步驟401對資源比較矩陣R進行歸一化處理，得到矩陣SR； 其中，i＝1，2…，10；j＝1，2，3，4，5。
步驟402對矩陣SR進行計算，得到模糊相似關系矩陣Sk； 其中，i＝1，2…，10；j＝1，2，3，4，5；k＝1，2，3，4，5。
這里，Sk是每個QoS參數(shù)對應的模糊相似關系矩陣。
步驟403對模糊相似關系矩陣Sk進行計算，得到全局模糊相似矩陣WS； 其中，i＝1，2…，10；j＝1，2，3，4，5；k＝1，2，3，4，5， wk為資源比較矩陣R中各個分量的權重。
步驟404對全局模糊相似矩陣WS進行自反性，對稱性和傳遞性計算，判斷WS是否為全局模糊相似等價矩陣，如果是，進入步驟406，如果否，進入步驟405。
步驟405對WS進行模糊等價改造，得到滿足等價關系的全局模糊相似等價矩陣。
步驟406設定λ判定值，判斷全局模糊相似等價矩陣WS中元素與λ的關系，得到λ-截矩陣X 其中，λ判定值滿足0＜λ＜1， 當wsij≥λ時xij設為1； 當wsij＜λ時，xij設為0。
步驟407根據(jù)λ-截矩陣X得到M種節(jié)點資源組合，評價各種節(jié)點資源組合對流類服務QoS性能指標支持能力
其中，j＝1，2，3，4，5；k＝1，2，3，4，5；l＝1，2…，M wk為資源比較矩陣R中各個分量的權重。
這里，Dl是一個節(jié)點資源組合。
在確定服務網(wǎng)格中不同節(jié)點資源組合對流類服務的QoS性能指標支持能力的差異關系后，返回到網(wǎng)絡資源選擇的流程中，執(zhí)行步驟205。
步驟205判斷服務網(wǎng)格中不同節(jié)點資源組合對流類服務的QoS性能指標支持能力的差異程度，選擇最優(yōu)的節(jié)點資源組合D作為服務資源集，結束本流程。
其中，D是

對應的節(jié)點資源組合。
在上述實施例的實現(xiàn)過程中，也可以不針對服務類型設定不同的參數(shù)集，即所有的服務類型均采用同一套QoS參數(shù)集。這樣，在步驟201中，RMS直接獲取網(wǎng)絡資源需求的QoS參數(shù)集；在步驟203中，RMS從NDA中獲取服務網(wǎng)格中各節(jié)點資源的QoS參數(shù)值。
從上述實施例可以看出，利用層次分析方法綜合確定QoS參數(shù)集中相應參數(shù)的權重，可以定量地反映網(wǎng)絡中服務對多QoS參數(shù)的性能要求，滿足不同服務和用戶對資源的需求。
此外，本實施例采用多參數(shù)即本方案選取的帶寬、時延、響應時間、抖動、可靠度、安全性和費用這七個參數(shù)作為資源選擇的參考，特別是增加了安全、費用這樣的對用戶來說較直觀的參數(shù)，增強用戶對資源選擇的參與度。為不同服務類型選取不同的QoS參數(shù)集，這樣確定的參數(shù)集更能反映服務特征，減少不必要的數(shù)據(jù)采集和處理，減少參數(shù)權重計算的復雜度。
以上實施例是以服務網(wǎng)格中運行流類服務為例說明的本發(fā)明的網(wǎng)絡資源選擇的方法，但本發(fā)明不限于服務網(wǎng)格和流類服務，比如IP核心網(wǎng)絡或無線MESH骨干網(wǎng)絡中，服務類型為交互式服務，其網(wǎng)絡資源選擇的方法和上述實施例類似，此處不再贅述。請參閱圖5，為本發(fā)明實現(xiàn)網(wǎng)絡資源選擇的裝置的一個實施例結構圖，該裝置包括參數(shù)集設置單元501、參數(shù)權重確定單元502和資源選擇單元503。下面結合該裝置的工作原理進一步介紹其內部結構以及連接關系。
參數(shù)集設置單元501，用于設置網(wǎng)絡的服務質量QoS參數(shù)集； 參數(shù)權重確定單元502，用于在根據(jù)參數(shù)集設置單元501所確定的QoS參數(shù)集建立相應的系統(tǒng)層次結構后，構造具有一致性的判斷矩陣，利用判斷矩陣，得到QoS參數(shù)集中相應參數(shù)的權重； 資源選擇單元503，用于由參數(shù)權重確定單元502獲取的QoS參數(shù)集中相應參數(shù)的權重，確定網(wǎng)絡中各節(jié)點資源組合對不同服務類型QoS性能指標支持能力的差異關系，根據(jù)所述關系選擇最優(yōu)的網(wǎng)絡資源組合。
其中，參數(shù)權重確定單元502包括 層次結構建立單元504，用于根據(jù)所述參數(shù)集設置單元501所設置的QoS參數(shù)集建立系統(tǒng)層次結構； 參數(shù)權重計算單元505，用于在層次結構建立單元504建立層次結構后，構造具有一致性的判斷矩陣，利用判斷矩陣，得到所述QoS參數(shù)集中相應參數(shù)的權重。
資源選擇單元503包括 資源模糊聚類單元506，由參數(shù)權重確定單元502獲取的QoS參數(shù)集中相應參數(shù)的權重，確定網(wǎng)絡中各節(jié)點資源組合對不同服務類型QoS性能指標支持能力的差異關系； 資源組合選擇單元507，用于在所述資源模型聚類單元506確定網(wǎng)絡中各節(jié)點資源組合對不同服務類型QoS性能指標支持能力的差異關系后，根據(jù)資源組合選擇規(guī)則，選擇最優(yōu)的網(wǎng)絡資源組合。
該裝置還包括 參數(shù)關系設定單元508，用于在預先確定的QoS參數(shù)范圍內，根據(jù)服務類型設定所述服務類型與QoS參數(shù)集之間的對應關系。
本實施例中，參數(shù)集設置單元501為不同服務類型選取不同的QoS參數(shù)集，這樣確定的參數(shù)集更能反映服務特征，減少不必要的數(shù)據(jù)采集和處理，減少參數(shù)權重計算的復雜度。并且，資源模糊聚類單元506對網(wǎng)絡中各節(jié)點資源能力進行全局模糊聚類處理，解決了現(xiàn)有網(wǎng)絡資源選擇中對服務性能指標要求的單一考慮而帶來的資源選擇的片面性，不能滿足普通用戶對網(wǎng)絡資源的期望的問題。
本領域普通技術人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分步驟，是可以通過程序來指令相關的硬件來完成，所述的程序可以存儲于計算機可讀取存儲介質中，該程序包括如下步驟確定網(wǎng)絡資源需求的服務質量QoS參數(shù)集；在根據(jù)所確定的QoS參數(shù)集建立相應的系統(tǒng)層次結構后，構造具有一致性的判斷矩陣，利用判斷矩陣，得到所述QoS參數(shù)集中相應參數(shù)的權重；由所述QoS參數(shù)集中相應參數(shù)的權重，確定網(wǎng)絡中各節(jié)點資源組合對不同服務類型QoS性能指標支持能力的差異關系，利用所述關系選擇合適的網(wǎng)絡資源組合。所述的存儲介質，如ROM/RAM、磁碟、光盤等。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應該視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種實現(xiàn)網(wǎng)絡資源選擇的方法，其特征在于，包括
確定網(wǎng)絡資源需求的服務質量QoS參數(shù)集；
在根據(jù)所確定的QoS參數(shù)集建立相應的系統(tǒng)層次結構后，構造具有一致性的判斷矩陣，利用判斷矩陣，得到所述QoS參數(shù)集中相應參數(shù)的權重；
由所述QoS參數(shù)集中相應參數(shù)的權重，確定網(wǎng)絡中各節(jié)點資源組合對不同服務類型QoS性能指標支持能力的差異關系，利用所述關系選擇合適的網(wǎng)絡資源組合。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定網(wǎng)絡資源需求的服務質量QoS參數(shù)集之前還包括
在預先確定的QoS參數(shù)范圍內，根據(jù)服務類型設定所述服務類型與QoS參數(shù)集之間的對應關系；
則所述確定網(wǎng)絡資源需求的服務質量QoS參數(shù)集為從網(wǎng)絡管理器NM獲取網(wǎng)絡將執(zhí)行的服務類型和網(wǎng)絡節(jié)點的資源狀況，根據(jù)服務類型與QoS參數(shù)集之間的對應關系，確定與網(wǎng)絡將執(zhí)行的服務類型相對應的QoS參數(shù)集。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述預先確定的QoS參數(shù)范圍包括
帶寬、時延、響應時間、抖動、可靠度、安全性和費用。
4.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述服務類型包括
會話類服務、流類服務、交互類服務、背景類服務。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定網(wǎng)絡資源需求的服務質量QoS參數(shù)集包括
從網(wǎng)絡的NM獲取與網(wǎng)絡將執(zhí)行的服務類型相對應的QoS參數(shù)集。
6.根據(jù)權利要求1、2或5任意一項所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所確定的QoS參數(shù)集建立相應的系統(tǒng)層次結構包括
將目標資源組合設定為目標層；
將網(wǎng)絡的QoS參數(shù)集設定為準則層。
7.根據(jù)權利要求1、2或5任意一項所述的方法，其特征在于，所述由QoS參數(shù)集中相應參數(shù)的權重，確定網(wǎng)絡中各節(jié)點資源組合對不同服務類型QoS性能指標支持能力的差異關系，利用所述關系選擇合適的網(wǎng)絡資源組合包括
由模糊聚類FC方法根據(jù)所述QoS參數(shù)集中相應參數(shù)的權重確定網(wǎng)絡中各節(jié)點資源組合對不同服務類型QoS性能指標支持能力，根據(jù)所述的支持能力的差異程度關系選擇合適的網(wǎng)絡資源組合。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述的由QoS參數(shù)集中相應參數(shù)的權重確定網(wǎng)絡中各節(jié)點資源對不同服務類型QoS性能指標支持能力包括
對所述網(wǎng)絡節(jié)點資源構造資源矩陣，按照公式i＝1，2，...n，j＝1，2，...n標準化處理，得到標準化資源矩陣SR，所述公式中的行向量ri表示網(wǎng)絡中的節(jié)點資源，列向量rj表示節(jié)點資源的不同QoS性能指標；
對所述標準化資源矩陣SR按照公式i＝1，2，...n，j＝1，2，...n進行數(shù)學變換，得到反映節(jié)點資源中相同QoS性能指標相似程度的模糊相似關系矩陣S；
對所述模糊相似關系矩陣S按照公式i＝1，2，...n，j＝1，2，...n進行計算，得到所述網(wǎng)絡節(jié)點資源對不同服務類型QoS性能指標支持能力的全局模糊相似矩陣WS，所述公式中的W為QoS參數(shù)的權重向量W。
9.一種實現(xiàn)網(wǎng)絡資源選擇的裝置，其特征在于，包括
參數(shù)集設置單元，用于設置網(wǎng)絡的服務質量QoS參數(shù)集；
參數(shù)權重確定單元，用于在根據(jù)參數(shù)集設置單元所確定的QoS參數(shù)集建立相應的系統(tǒng)層次結構后，構造具有一致性的判斷矩陣，利用判斷矩陣，得到所述QoS參數(shù)集中相應參數(shù)的權重；
資源選擇單元，用于由所述參數(shù)權重確定單元獲取的QoS參數(shù)集中相應參數(shù)的權重，確定網(wǎng)絡中各節(jié)點資源組合對不同服務類型QoS性能指標支持能力的差異關系，利用所述關系選擇最優(yōu)的網(wǎng)絡資源組合。
10.根據(jù)權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述參數(shù)權重確定單元包括
層次結構建立單元，用于根據(jù)所述參數(shù)集設置單元所設置的QoS參數(shù)集建立系統(tǒng)層次結構；
參數(shù)權重計算單元，用于在所述層次結構建立單元建立層次結構后，構造具有一致性的判斷矩陣，利用判斷矩陣，得到所述QoS參數(shù)集中相應參數(shù)的權重。
11.根據(jù)權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述資源選擇單元包括
資源模糊聚類單元，用于由所述參數(shù)權重確定單元獲取的QoS參數(shù)集中相應參數(shù)的權重，確定網(wǎng)絡中各節(jié)點資源對不同服務類型QoS性能指標支持能力的差異關系；
資源組合選擇單元，用于在所述資源模糊聚類單元確定網(wǎng)絡中各節(jié)點資源對不同服務類型QoS性能指標支持能力的差異關系后，根據(jù)資源集選擇規(guī)則，選擇最優(yōu)的網(wǎng)絡資源組合。
12.根據(jù)權利要求9所述的裝置，其特征在于，還包括
參數(shù)關系設定單元，用于在預先確定的QoS參數(shù)范圍內，根據(jù)服務類型設定所述服務類型與QoS參數(shù)集之間的對應關系。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種網(wǎng)絡資源選擇的方法和裝置，其中，所述方法為確定網(wǎng)絡資源需求的服務質量QoS參數(shù)集；在根據(jù)所確定的QoS參數(shù)集建立相應的系統(tǒng)層次結構后，構造具有一致性的判斷矩陣，利用判斷矩陣，得到所述QoS參數(shù)集中相應參數(shù)的權重；由所述QoS參數(shù)集中相應參數(shù)的權重，確定網(wǎng)絡中各節(jié)點資源組合對不同QoS性能指標支持能力的差異關系，利用所述關系選擇最優(yōu)的網(wǎng)絡資源。
文檔編號H04L12/24GK101360064SQ200810223358
公開日2009年2月4日 申請日期2008年9月27日 優(yōu)先權日2008年9月27日
發(fā)明者崔鴻雁, 陳建亞, 劉韻潔, 姜瑋薇, 崔現(xiàn)東, 王曉娟, 詩 楊 申請人:北京郵電大學