一種帶寬分配方法、控制器及通信系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】一種帶寬分配方法、控制器及通信系統(tǒng) 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種帶寬分配方法、控制器及通信系統(tǒng)。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 數(shù)據(jù)中心中一般采用TCP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。TCP協(xié)議擁有自帶的擁塞控制機制， 當(dāng)發(fā)現(xiàn)一個流傳輸?shù)臄?shù)據(jù)發(fā)生擁塞的時候，它就會通過調(diào)節(jié)這個流的發(fā)送窗口和擁塞窗口 的大小來減慢發(fā)送速率，從而有效避免由于擁塞而產(chǎn)生的丟包，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省?br>[0003] 但是如果不對數(shù)據(jù)的傳輸速率進(jìn)行限制而僅僅依靠TCP的擁塞控制機制來協(xié)調(diào) 數(shù)據(jù)中心中流的傳輸，最終TCP將會把帶寬公平地分配給數(shù)據(jù)中心中的流。然而，數(shù)據(jù)中心 中的流往往具有不同的優(yōu)先級，具有較高優(yōu)先級的流應(yīng)該優(yōu)先得到傳輸，比如來自用戶查 詢的流比背景流量（比如公司內(nèi)部工作人員用于科學(xué)計算產(chǎn)生的流）應(yīng)該得到更加及時的 響應(yīng)。為了以不同的優(yōu)先級對數(shù)據(jù)中心中的流進(jìn)行傳輸以滿足不同的需要，在傳輸數(shù)據(jù)之 前，可以首先將數(shù)據(jù)傳送給一個代理，由這個代理按照一定規(guī)則進(jìn)行處理以后再用TCP進(jìn) 行傳輸。
[0004] 如圖1所示，主機M3同時給M6,M7,M8三臺主機發(fā)送數(shù)據(jù)，同樣主機M7也會給Mp M2,M3,M4,M5五臺主機發(fā)送數(shù)據(jù)?，F(xiàn)有技術(shù)中，每臺主機都會把它的出口帶寬平均分配給從 這臺主機出發(fā)的流。比如主機M3的出口帶寬為r3，則從MjljM6,M7,M8的流都能夠最高以 r3/3的速率進(jìn)行傳輸。同樣，如果主機M7的出口帶寬為r7，則從馬出發(fā)的每個流最多能以 r7/5的速率來傳輸數(shù)據(jù)。
[0005] 由于沒有考慮到流的優(yōu)先級，所以所有的流都獲得了相同的帶寬。這種情況下， 一些具有更高優(yōu)先級的流可能得不到及時的響應(yīng)，比如因為公司的研究人員在進(jìn)行科學(xué)實 驗，導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心正在傳輸大量的數(shù)據(jù)的時候，普通用戶的請求來了，但是由于在技術(shù)中所 有的流都具有相同的優(yōu)先級，所以普通用戶的流并沒有得到及時的響應(yīng)，這在實際的產(chǎn)品 中將會嚴(yán)重影響用戶體驗，給公司帶來損失。另外，單方面地給一個流分配出口帶寬可能會 在目的主機造成擁塞或者沒能充分利用目的主機的入口帶寬，從而造成帶寬資源的浪費， 比如在圖1中，假設(shè)M3的出口帶寬和^的入口帶寬都為r，那么厘3最高將以r/3的帶寬向 M7&送數(shù)據(jù)，而M7最多只能以r/5的速率來處理來自M3的流，于是產(chǎn)生了丟包現(xiàn)象，造成了 帶寬資源的浪費。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0006] 本發(fā)明提供一種基于數(shù)據(jù)流優(yōu)先級和源主機出口帶寬和目的主機的入口帶寬等 全局信息來進(jìn)行帶寬分配的方法、控制器及通信系統(tǒng)。
[0007] 本發(fā)明實施例提供一種帶寬分配方法，包括：
[0008] 控制器接收各主機發(fā)送的數(shù)據(jù)流帶寬請求信息和數(shù)據(jù)流優(yōu)先級信息；
[0009] 根據(jù)所述接收到的數(shù)據(jù)流帶寬請求信息和數(shù)據(jù)流優(yōu)先級信息，以及所述各主機的 入端口帶寬信息和出端口帶寬信息，生成帶寬分配信息；
[0010] 向所述各主機發(fā)送所述帶寬分配信息。
[0011] 本發(fā)明實施例還提供一種控制器，包括：
[0012] 接收模塊，用于接收各主機發(fā)送的數(shù)據(jù)流帶寬請求信息和數(shù)據(jù)流優(yōu)先級信息；
[0013] 帶寬分配模塊，用于根據(jù)所述接收模塊接收到的數(shù)據(jù)流帶寬請求信息和數(shù)據(jù)流優(yōu) 先級信息，以及所述各主機的入端口帶寬信息和出端口帶寬信息，生成帶寬分配信息；
[0014] 發(fā)送模塊，用于向所述各主機發(fā)送所述帶寬分配信息。
[0015] 另外，本發(fā)明實施例還提供一種通信系統(tǒng)，包括一臺控制器和至少兩臺主機，所述 控制器用于，接收各主機發(fā)送的數(shù)據(jù)流帶寬請求信息和數(shù)據(jù)流優(yōu)先級信息；
[0016] 根據(jù)所述接收到的數(shù)據(jù)流帶寬請求信息和數(shù)據(jù)流優(yōu)先級信息，以及所述各主機的 入端口帶寬信息和出端口帶寬信息，生成帶寬分配信息；
[0017] 向所述各主機發(fā)送所述帶寬分配信息。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明實施例通過根據(jù)數(shù)據(jù)流帶寬請 求信息和數(shù)據(jù)流優(yōu)先級信息，以及所述入端口帶寬信息和出端口帶寬信息，進(jìn)行帶寬分配， 可以使得高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)流得到及時響應(yīng)，各臺主機的帶寬資源能夠得到合理的分配，既 不會因為過度分配而導(dǎo)致?lián)砣?，也不會因為分配太少而造成帶寬資源利用不充分，避免了 帶寬資源的浪費。 【【附圖說明】】
[0019] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一種數(shù)據(jù)流傳輸網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D；
[0020] 圖2是本發(fā)明實施例一的方法流程圖；
[0021] 圖3是本發(fā)明實施例二的數(shù)據(jù)流傳輸網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D；
[0022] 圖4是本發(fā)明實施例三的數(shù)據(jù)流傳輸信息圖；
[0023] 圖5是本發(fā)明實施例四的裝置結(jié)構(gòu)框圖。 【【具體實施方式】】
[0024] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0025] 此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未 構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0026] 實施例一：
[0027]本發(fā)明實施例一提供了一種帶寬分配方法，如圖2所示，包括：
[0028]S101，控制器接收各主機發(fā)送的數(shù)據(jù)流帶寬請求信息和數(shù)據(jù)流優(yōu)先級信息；
[0029] 這里，主機的個數(shù)為m。每臺主機將本主機作為源主機發(fā)送給目的主機的數(shù)據(jù)流帶 寬請求和該數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級發(fā)給控制器。
[0030]S102,根據(jù)所述接收到的數(shù)據(jù)流帶寬請求信息和數(shù)據(jù)流優(yōu)先級信息，以及所述各 主機的入端口帶寬信息和出端口帶寬信息，生成帶寬分配信息；
[0031]由于每臺主機的入端口帶寬和出端口帶寬是恒定的，所以，控制器事先知道每臺 主機的入端口帶寬和出端口帶寬，主機Mi的入端口帶寬信息表示為R(Piin)，出端口帶寬信 息表不為R(Pi°ut)。
[0032] 控制器收到各主機發(fā)送的數(shù)據(jù)流帶寬請求信息和數(shù)據(jù)流優(yōu)先級信息后，可以生成 數(shù)據(jù)流帶寬請求矩陣R°以及優(yōu)先級權(quán)值矩陣W，其中所述R°的第i行第j列元素 < 為主機 M#jM^的數(shù)據(jù)流fu的帶寬請求，所述優(yōu)先級權(quán)值矩陣W的第i行第j列元素《 u為主機MgljI.的數(shù)據(jù)流fu的優(yōu)先級權(quán)值，且所述R°和W均為mXm矩陣，m表示主機的個數(shù)，i和 j為自然數(shù)。
[0033] 具體地，對所述矩陣R°的每行，先依次計算數(shù)據(jù)流fu按優(yōu)先級權(quán)值分配的帶寬
【主權(quán)項】
1. 一種帶寬分配方法，其特征在于，包括： 控制器接收各主機發(fā)送的數(shù)據(jù)流帶寬請求信息和數(shù)據(jù)流優(yōu)先級信息； 根據(jù)所述接收到的數(shù)據(jù)流帶寬請求信息和數(shù)據(jù)流優(yōu)先級信息，以及所述各主機的入端 口帶寬信息和出端口帶寬信息，生成帶寬分配信息； 向所述各主機發(fā)送所述帶寬分配信息。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述接收到的數(shù)據(jù)流帶寬請求信 息和數(shù)據(jù)流優(yōu)先級信息，以及所述各主機的入端口帶寬信息和出端口帶寬信息，生成帶寬 分配信息，包括： 生成數(shù)據(jù)流帶寬請求矩陣R°以及優(yōu)先級權(quán)值矩陣W，其中所述R °的第i行第j列元素 : :為主機吣到M ^的數(shù)據(jù)流f u的帶寬請求，所述優(yōu)先級權(quán)值矩陣W的第i行第j列元素 ω u為主機M濟(jì)的數(shù)據(jù)流f u的優(yōu)先級權(quán)值，所述R °和W均為mXm矩陣，m表示主機的 個數(shù)，i和j為自然數(shù)，且所述i < m，j < m ; 對所述矩陣R°的每行，依次計算數(shù)據(jù)流按優(yōu)先級權(quán)值分配的帶寬，其中
?(/Γ?為主機Mi的出端口帶寬信息； 將和 < 兩者中的較小值作為矩陣R1中第i行第j列的元素< ; 根據(jù)所述與/Γ'?的剩余帶寬，更新所述€ ; 對所述矩陣R1的每列，依次計算數(shù)據(jù)流按優(yōu)先級權(quán)值分配的帶寬，其中
；)為主機Mi的入端口帶寬信息； 將#胃和S兩者中的較小值作為矩陣R2中第i行第j列的元素#; 根據(jù)所述的剩余帶寬，更新所述Λ2。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，向所述各主機發(fā)送所述帶寬分配信息，包 括： 向每臺主機發(fā)送與該主機相關(guān)的帶寬分配信息。
4. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，向所述各主機發(fā)送所述帶寬分配信息，包 括： 向各主機發(fā)送矩陣R2信息，其中的第i行第j列元素 r J為主機M glj M」的數(shù)據(jù)流f u 的帶寬值。
5. -種控制器，其特征在于，包括： 接收模塊，用于接收各主機發(fā)送的數(shù)據(jù)流帶寬請求信息和數(shù)據(jù)流優(yōu)先級信息； 帶寬分配模塊，用于根據(jù)所述接收模塊接收到的數(shù)據(jù)流帶寬請求信息和數(shù)據(jù)流優(yōu)先級 信息，以及所述各主機的入端口帶寬信息和出端口帶寬信息，生成帶寬分配信息； 發(fā)送模塊，用于向所述各主機發(fā)送所述帶寬分配信息。
6. 如權(quán)利要求5所述的控制器，其特征在于，所述控制器還包括： 生成模塊，用于生成數(shù)據(jù)流帶寬請求矩陣R°以及優(yōu)先級權(quán)值矩陣W，其中所述R°的第i 行第j列元素 <:為主機吣到^的數(shù)據(jù)流f u的帶寬請求，所述優(yōu)先級權(quán)值矩陣W的第i行 第j列元素 ω u為主機M洌M」的數(shù)據(jù)流f u的優(yōu)先級權(quán)值，所述R °和W均為mXm矩陣，m 表示主機的個數(shù)，i和j為自然數(shù)，且所述i < m，j < m。
7. 如權(quán)利要求6所述的控制器，其特征在于，所述帶寬分配模塊具體用于： 對所述矩陣R°的每行，依次計算數(shù)據(jù)流按優(yōu)先級權(quán)值分配的帶寬其中
為主機Mi的出端口帶寬信息； 將和?兩者中的較小值作為矩陣R1中第i行第j列的元素< ; 根據(jù)所述的剩余帶寬，更新所述^ ; 對所述矩陣R1的每列，依次計算數(shù)據(jù)流按優(yōu)先級權(quán)值分配的帶寬，其中
卩"·'丨為主機Mi的入端口帶寬信息； 將<@和€兩者中的較小值作為矩陣R2中第i行第j列的元素#; 根據(jù)所述叫/Π 的剩余帶寬，更新所述
8. 如權(quán)利要求7所述的控制器，其特征在于，所述發(fā)送模塊具體用于： 向每臺主機發(fā)送與該主機相關(guān)的帶寬分配信息；或者向各主機發(fā)送矩陣R2信息，其中 的第i行第j列元素< _為主機吣到^的數(shù)據(jù)流f u的帶寬值。
9. 一種通信系統(tǒng)，包括一臺控制器和至少兩臺主機，其特征在于，所述控制器用于，接 收各主機發(fā)送的數(shù)據(jù)流帶寬請求信息和數(shù)據(jù)流優(yōu)先級信息； 根據(jù)所述接收到的數(shù)據(jù)流帶寬請求信息和數(shù)據(jù)流優(yōu)先級信息，以及所述各主機的入端 口帶寬信息和出端口帶寬信息，生成帶寬分配信息； 向所述各主機發(fā)送所述帶寬分配信息。
【專利摘要】本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種帶寬分配方法，包括：控制器接收各主機發(fā)送的數(shù)據(jù)流帶寬請求信息和數(shù)據(jù)流優(yōu)先級信息；根據(jù)所述接收到的數(shù)據(jù)流帶寬請求信息和數(shù)據(jù)流優(yōu)先級信息，以及所述各主機的入端口帶寬信息和出端口帶寬信息，生成帶寬分配信息；向各主機發(fā)送所述帶寬分配信息。相應(yīng)地，本發(fā)明實施例還提供一種控制器和通信系統(tǒng)，使得高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)流得到及時響應(yīng)，各臺主機的帶寬資源能夠得到合理的分配，既不會因為過度分配而導(dǎo)致?lián)砣?，也不會因為分配太少而造成帶寬資源利用不充分，避免了帶寬資源的浪費。
【IPC分類】H04L12-801, H04L12-911
【公開號】CN104660525
【申請?zhí)枴緾N201510100006
【發(fā)明人】趙宗義, 楊術(shù), 明中行, 潘岱, 吳振洲, 楊超
【申請人】深圳歐德蒙科技有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年3月6日