本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中基于預(yù)測(cè)的服務(wù)降級(jí)方法。

背景技術(shù)：

光網(wǎng)絡(luò)的高容量及高可靠性等優(yōu)勢(shì)與數(shù)據(jù)中心的高性能計(jì)算等特性相結(jié)合，構(gòu)建出電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。然而，用戶數(shù)量的增加使電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)資源供應(yīng)容易緊張，而現(xiàn)有電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)資源分配機(jī)制已無(wú)法解決此瓶頸，亟需更有效的資源分配方式來(lái)緩解這一現(xiàn)狀。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中基于預(yù)測(cè)的服務(wù)降級(jí)方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中基于預(yù)測(cè)的服務(wù)降級(jí)方法，該電力數(shù)據(jù)通信的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒∟個(gè)節(jié)點(diǎn)和E條鏈路，電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)拓?fù)鋬?nèi)的節(jié)點(diǎn)為光交叉連接器或數(shù)據(jù)中心，電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)拓?fù)鋬?nèi)的鏈路為支持波分復(fù)用技術(shù)的光纖；

該方法包括以下步驟：

步驟1：獲取歷史數(shù)據(jù)，其中包括電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋬?nèi)的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)在歷史時(shí)段內(nèi)所接納的業(yè)務(wù)請(qǐng)求類型、計(jì)算資源大小、計(jì)算資源降級(jí)比率、帶寬資源請(qǐng)求大小、帶寬降級(jí)比率和業(yè)務(wù)請(qǐng)求的服務(wù)持續(xù)時(shí)間；

步驟2：以歷史數(shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)和業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)別劃分。根據(jù)改進(jìn)的插值預(yù)測(cè)方法得到控制周期內(nèi)業(yè)務(wù)請(qǐng)求的相關(guān)數(shù)據(jù)；

所述改進(jìn)的插值預(yù)測(cè)方法對(duì)業(yè)務(wù)請(qǐng)求的到達(dá)和所需資源進(jìn)行預(yù)測(cè)：c型業(yè)務(wù)請(qǐng)求的帶寬資源預(yù)測(cè)值為：

其中，

這里f_n是針對(duì)傳統(tǒng)插值預(yù)測(cè)方法準(zhǔn)確度不高的問(wèn)題而提出的修正系數(shù)，它的計(jì)算公式為

由于電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)由光網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)中心相結(jié)合，在該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中帶寬資源和計(jì)算資源具有一定的關(guān)系：r＝α×b，這里r代表計(jì)算資源，b代表帶寬資源，α為恒定常數(shù)。因此可根據(jù)該公式和帶寬資源預(yù)測(cè)量便可得出計(jì)算資源的預(yù)測(cè)量；

步驟3：將步驟2中的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)按照優(yōu)先級(jí)從高到低的順序排列并依次進(jìn)入電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中，判斷當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲惺欠翊嬖跐M足當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求計(jì)算資源大小要求的數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn)，若是，執(zhí)行步驟6，否則，執(zhí)行步驟4；

步驟4：將當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求之前比當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求類型優(yōu)先級(jí)別低的業(yè)務(wù)按照優(yōu)先級(jí)順序排列，選擇可接受資源降級(jí)的優(yōu)先級(jí)類型最低的所有業(yè)務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行計(jì)算資源降級(jí)；

步驟5：判斷當(dāng)前電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲惺欠翊嬖跐M足當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求計(jì)算資源大小要求的數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn)，若是，執(zhí)行步驟6，否則，執(zhí)行步驟7；

步驟6：將當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求作為源節(jié)點(diǎn)，滿足當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求計(jì)算資源大小要求的數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn)作為目的節(jié)點(diǎn)，根據(jù)當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求的服務(wù)持續(xù)時(shí)間更新電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲匈Y源剩余的情況且執(zhí)行步驟8；

步驟7：選擇比之前接受資源降級(jí)的優(yōu)先級(jí)類型再低一級(jí)的所有業(yè)務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行資源降級(jí)，若仍沒(méi)有滿足當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求計(jì)算資源大小要求的數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn)或不存在此類業(yè)務(wù)，拒絕該業(yè)務(wù)請(qǐng)求；

步驟8：判斷當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求的源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)之間路徑中所有鏈路的可用帶寬的最小值是否滿足當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求的帶寬資源請(qǐng)求大小，若是，執(zhí)行步驟11，否則，執(zhí)行步驟9；

步驟9：將當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求之前比當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求類型優(yōu)先級(jí)別低的業(yè)務(wù)按照優(yōu)先級(jí)順序排列，選擇可接受資源降級(jí)的優(yōu)先級(jí)類型最低的所有業(yè)務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行帶寬資源降級(jí)；

步驟10：判斷當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求的源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)之間路徑中所有鏈路的可用帶寬的最小值是否滿足當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求的帶寬資源請(qǐng)求大小，若是，執(zhí)行步驟11，否則，執(zhí)行步驟12；

步驟11：在當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求的源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的多條備選路徑中選擇跳數(shù)最少的路徑作為該業(yè)務(wù)請(qǐng)求的傳輸路徑；

步驟12：選擇比之前接受資源降級(jí)的優(yōu)先級(jí)類型再低一級(jí)的所有業(yè)務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行帶寬資源降級(jí)，若仍沒(méi)有滿足當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求帶寬資源大小要求的數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn)或不存在此類業(yè)務(wù)，拒絕該業(yè)務(wù)請(qǐng)求；

步驟13：為當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求分配相應(yīng)的計(jì)算資源和帶寬資源；

步驟14：重復(fù)步驟3-步驟14，為所有業(yè)務(wù)請(qǐng)求分配相應(yīng)的計(jì)算資源和寬帶資源。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提出電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中基于預(yù)測(cè)的服務(wù)降級(jí)方法，本發(fā)明方法包括對(duì)業(yè)務(wù)請(qǐng)求的改進(jìn)插值預(yù)測(cè)方法，提高了預(yù)測(cè)精度，為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃提供了更可靠的依據(jù)。而在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方面，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生過(guò)載的時(shí)候，對(duì)已經(jīng)分配資源的服務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行計(jì)算資源降級(jí)和帶寬降級(jí)，在用戶可接受的范圍內(nèi)，由此可以釋放部分資源給新的業(yè)務(wù)請(qǐng)求，降低了業(yè)務(wù)阻塞率，減少了用戶支付的費(fèi)用，同時(shí)可以提高云運(yùn)營(yíng)商的整體收益。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明具體實(shí)施方式中電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)拓?fù)涞氖疽鈭D；

圖2為本發(fā)明具體實(shí)施方式中電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中基于預(yù)測(cè)的服務(wù)降級(jí)方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明方法與傳統(tǒng)的插值預(yù)測(cè)方法(IPM)以及真實(shí)值(AB)之間帶寬資源對(duì)比圖；

圖4本發(fā)明方法與傳統(tǒng)的插值預(yù)測(cè)方法(IPM)關(guān)于預(yù)測(cè)相對(duì)誤差百分比對(duì)比圖；

圖5為本發(fā)明方法與傳統(tǒng)周期性服務(wù)降級(jí)的方法(P-SDA)在服務(wù)器數(shù)量為14時(shí)的收益與阻塞率對(duì)比圖；

其中，(a)為本發(fā)明方法與P-SDA方法的收益對(duì)比圖；

(b)為本發(fā)明方法與P-SDA方法的阻塞率對(duì)比圖；

圖6為本發(fā)明方法與傳統(tǒng)周期性服務(wù)降級(jí)的方法(P-SDA)在波長(zhǎng)數(shù)量為6時(shí)的收益與阻塞率對(duì)比圖；

其中，(a)為本發(fā)明方法與P-SDA方法的收益對(duì)比圖；

(b)為本發(fā)明方法與P-SDA方法的阻塞率對(duì)比圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

一種電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)拓?fù)淙鐖D1所示，包括N個(gè)節(jié)點(diǎn)和E條鏈路，其中，N＝16，E＝26，電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋬?nèi)的節(jié)點(diǎn)為光交叉連接器或數(shù)據(jù)中心，圖中，4個(gè)數(shù)據(jù)中心分別分布在矩形節(jié)點(diǎn)1、4、10、14，電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)拓?fù)鋬?nèi)的鏈路為支持波分復(fù)用技術(shù)的光纖，每根光纖所使用的波長(zhǎng)容量是OC-48，每個(gè)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的計(jì)算資源為32個(gè)單位。

一種電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中基于預(yù)測(cè)的服務(wù)降級(jí)方法，如圖2所示，包括以下步驟：

步驟1：獲取歷史數(shù)據(jù)，其中包括電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋬?nèi)的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)在歷史時(shí)段內(nèi)所接納的業(yè)務(wù)請(qǐng)求類型、計(jì)算資源大小、計(jì)算資源降級(jí)比率、帶寬資源請(qǐng)求大小、帶寬降級(jí)比率和業(yè)務(wù)請(qǐng)求的服務(wù)持續(xù)時(shí)間。

步驟2：以歷史數(shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)和業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)別劃分。根據(jù)改進(jìn)的插值預(yù)測(cè)方法得到控制周期內(nèi)業(yè)務(wù)請(qǐng)求的相關(guān)數(shù)據(jù)。

本實(shí)施方式中，業(yè)務(wù)請(qǐng)求共有三種類型，每種類型有100個(gè)業(yè)務(wù)請(qǐng)求。

類型1業(yè)務(wù)請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)別最高，計(jì)算資源降級(jí)比率為0.25，寬帶資源請(qǐng)求大小為OC-12。

類型2業(yè)務(wù)請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)別介于類型1與類型2之間，計(jì)算資源降級(jí)比率為0.5，寬帶資源請(qǐng)求大小為OC-12。

類型3業(yè)務(wù)請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)別最低，計(jì)算資源降級(jí)比率為1，即不接受降級(jí)處理，寬帶資源請(qǐng)求大小為OC-12。

在本實(shí)施方式中c型業(yè)務(wù)請(qǐng)求的帶寬資源預(yù)測(cè)值為：

這里f_n是針對(duì)傳統(tǒng)插值預(yù)測(cè)方法準(zhǔn)確度不高的問(wèn)題而提出的修正系數(shù)，它的計(jì)算公式為由于電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)由光網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)中心相結(jié)合，在該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中帶寬資源和計(jì)算資源具有一定的關(guān)系：r＝α×b，這里r代表計(jì)算資源，b代表帶寬資源，α為恒定常數(shù)。因此可根據(jù)該公式和帶寬資源預(yù)測(cè)量便可得出計(jì)算資源的預(yù)測(cè)量。

步驟3：將步驟2中的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)按照優(yōu)先級(jí)從高到低的順序排列并依次進(jìn)入電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中，判斷當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲惺欠翊嬖跐M足當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求計(jì)算資源大小要求的數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn)，若是，執(zhí)行步驟6，否則，執(zhí)行步驟4。

步驟4：將當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求之前比當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求類型優(yōu)先級(jí)別低的業(yè)務(wù)按照優(yōu)先級(jí)順序排列，選擇可接受資源降級(jí)的優(yōu)先級(jí)類型最低的所有業(yè)務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行計(jì)算資源降級(jí)。

步驟5：判斷當(dāng)前電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲惺欠翊嬖跐M足當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求計(jì)算資源大小要求的數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn)，若是，執(zhí)行步驟6，否則，執(zhí)行步驟7。

步驟6：將當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求作為源節(jié)點(diǎn)，滿足當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求計(jì)算資源大小要求的數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn)作為目的節(jié)點(diǎn)，根據(jù)當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求的服務(wù)持續(xù)時(shí)間更新電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲匈Y源剩余的情況且執(zhí)行步驟8。

步驟7：選擇比之前接受資源降級(jí)的優(yōu)先級(jí)類型再低一級(jí)的所有業(yè)務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行資源降級(jí)，若仍沒(méi)有滿足當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求計(jì)算資源大小要求的數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn)或不存在此類業(yè)務(wù)，拒絕該業(yè)務(wù)請(qǐng)求。

步驟8：判斷當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求的源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)之間路徑中所有鏈路的可用帶寬的最小值是否滿足當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求的帶寬資源請(qǐng)求大小，若是，執(zhí)行步驟11，否則，執(zhí)行步驟9。

步驟9：將當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求之前比當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求類型優(yōu)先級(jí)別低的業(yè)務(wù)按照優(yōu)先級(jí)順序排列，選擇可接受資源降級(jí)的優(yōu)先級(jí)類型最低的所有業(yè)務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行帶寬資源降級(jí)。

步驟10：判斷當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求的源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)之間路徑中所有鏈路的可用帶寬的最小值是否滿足當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求的帶寬資源請(qǐng)求大小，若是，執(zhí)行步驟11，否則，執(zhí)行步驟12。

步驟11：在當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求的源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的多條備選路徑中選擇跳數(shù)最少的路徑作為該業(yè)務(wù)請(qǐng)求的傳輸路徑。

步驟12：選擇比之前接受資源降級(jí)的優(yōu)先級(jí)類型再低一級(jí)的所有業(yè)務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行帶寬資源降級(jí)，若仍沒(méi)有滿足當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求帶寬資源大小要求的數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn)或不存在此類業(yè)務(wù)，拒絕該業(yè)務(wù)請(qǐng)求。

步驟13：為當(dāng)前業(yè)務(wù)請(qǐng)求分配相應(yīng)的計(jì)算資源和帶寬資源。

步驟14：重復(fù)步驟3-步驟14，為所有業(yè)務(wù)請(qǐng)求分配相應(yīng)的計(jì)算資源和寬帶資源。

本實(shí)施方式中，將插值預(yù)測(cè)階數(shù)設(shè)置為4，選取電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)節(jié)點(diǎn)中的一種業(yè)務(wù)作為研究對(duì)象，將其在控制周期內(nèi)的帶寬資源范圍設(shè)置為[8,10]，進(jìn)行10組數(shù)據(jù)的仿真測(cè)試，得到本發(fā)明方法與傳統(tǒng)的插值預(yù)測(cè)方法(IPM)以及真實(shí)值(AB)之間帶寬資源對(duì)比圖如圖3所示，由圖3可知，本發(fā)明得到的預(yù)測(cè)值與真實(shí)值更加接近，預(yù)測(cè)精度更高，為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的準(zhǔn)確性，有了本發(fā)明方法與IPM方法關(guān)于預(yù)測(cè)相對(duì)誤差百分比的對(duì)比圖如圖4所示，由圖4可知，本發(fā)明的相對(duì)誤差百分比遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于IPM方法的，且平均相對(duì)誤差絕對(duì)值也僅僅才有5.07％。

本實(shí)施方式中，將服務(wù)器數(shù)量設(shè)置為14，電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)拓?fù)渲忻織l鏈路的波長(zhǎng)數(shù)量范圍為[5,10]進(jìn)行仿真測(cè)試，得到本發(fā)明方法與傳統(tǒng)的周期性服務(wù)降級(jí)方法(P-SDA)在服務(wù)器數(shù)量為14時(shí)的收益與阻塞率對(duì)比圖如圖5所示，其中，(a)為本發(fā)明方法與P-SDA方法的收益對(duì)比圖，(b)為本發(fā)明方法與P-SDA方法的阻塞率對(duì)比圖，由圖5可知，雖然前幾個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)鐘本發(fā)明方法阻塞率高于P-SDA方法，但這只是在網(wǎng)絡(luò)容量較小的情況下，綜合實(shí)際網(wǎng)絡(luò)，這種情況幾乎不存在，所以本發(fā)明的方法在網(wǎng)絡(luò)容量較大時(shí)在阻塞率方面是要高于P-SDA方法，本發(fā)明方法運(yùn)營(yíng)商的收益高于P-SDA方法，且靈活性上也優(yōu)于P-SDA方法。

本實(shí)施方式中，將電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)拓?fù)渲忻織l鏈路的波長(zhǎng)數(shù)量設(shè)置為6，將服務(wù)器數(shù)量的變化范圍為[9-14]進(jìn)行仿真測(cè)試，得到本發(fā)明方法與周期性服務(wù)降級(jí)方法(P-SDA)在波長(zhǎng)數(shù)量為6時(shí)的收益與阻塞率對(duì)比圖如圖6所示，其中，(a)為本發(fā)明方法與P-SDA方法的收益對(duì)比圖，(b)為本發(fā)明方法與P-SDA方法的阻塞率對(duì)比圖，由圖4可知，本發(fā)明方法阻塞率低于P-SDA方法，本發(fā)明方法運(yùn)營(yíng)商的收益高于P-SDA方法。

以上實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于上述的實(shí)施例。上述實(shí)施例中所用方法如無(wú)特別說(shuō)明均為常規(guī)方法。