流S的發(fā)送速 率，_Kf是鏈路1上分配給業(yè)務(wù)類別k的帶寬，Cl是鏈路1的總帶寬，A = W,, ：Win是鏈路-路徑關(guān) 聯(lián)矩陣，用于刻畫鏈路1和路徑P的映射關(guān)系，若鏈路1存在于路徑P，Aip= 1，否則Aip = O， R =[冷]是路徑-流關(guān)聯(lián)矩陣，用于刻畫路徑P和隸屬于類別k的流S的映射關(guān)系，若隸屬 于業(yè)務(wù)類別k的流S選擇路徑P傳輸數(shù)據(jù)時，《=1 ^否則< =9。 m'ax.mteG. " ~ S'" ^ (y );.) .皮
[0030] 主優(yōu)化模型具體為：SUbj奶t份運心/，々'/多個子優(yōu)化模型具體為： if策 van地1錯.掉>0，々./，矣，. MMOiize W - Si。捧U.) 'W滬一 S峭說UO S心賊4《W 及護滬嚴(yán)F variables > (I V'v g , /：> b
[0031] 半分布式多級管理結(jié)構(gòu)包含鏈路協(xié)調(diào)模塊、聚合流量分配模塊、離散分布的數(shù)據(jù) 中屯、，鏈路協(xié)調(diào)模塊在每條鏈路上為各個聚合流量計算帶寬，將聚合帶寬發(fā)送給聚合流量 分配模塊，并從各個聚合流量分配模塊處接收最優(yōu)拉格朗日乘子，對聚合帶寬進行優(yōu)化;聚 合流量分配模塊保存聚合流的效用函數(shù)、各流的權(quán)重及聚合流與路徑的映射關(guān)系，每個聚 合流量均對應(yīng)有聚合流量分配模塊，并從鏈路協(xié)調(diào)模塊接收聚合帶寬，確定聚合流量內(nèi)部 各流在路徑上的發(fā)送速率，該發(fā)送速率通過求解子優(yōu)化模型得到，并將各個聚合流量在各 個路徑的發(fā)送速率傳輸至數(shù)據(jù)中屯、。鏈路協(xié)調(diào)模塊是網(wǎng)絡(luò)中的集中式實體，擁有網(wǎng)絡(luò)的拓 撲信息，特別的，在數(shù)據(jù)中屯、網(wǎng)絡(luò)中，它保存有鏈路的物理帶寬信息和鏈路與路徑的關(guān)系信 息，但沒有目標(biāo)函數(shù)和流與路徑的關(guān)系信息。鏈路協(xié)調(diào)模塊首先在每一條鏈路上為各聚合 流量計算帶寬，聚合流量內(nèi)部的流共享此帶寬;然后，它將該聚合帶寬發(fā)送給二層的聚合流 量分配模塊，聚合流量分配模塊W此信息為基礎(chǔ)，為各流確定發(fā)送速率，此類消息見圖5中 的消息1和圖6所示；同時，鏈路協(xié)調(diào)模塊從各聚合流量分配模塊處接收最優(yōu)的拉格朗日乘 子，W此信息對聚合帶寬調(diào)優(yōu)，此類消息見圖5中的消息2和圖6,運里的拉格朗日因子為后 文所述的迭代過程中的最優(yōu)子梯度;聚合流量分配模塊保存有聚合流的效用函數(shù)、各流的 權(quán)重和聚合流與路徑的映射關(guān)系信息，其中權(quán)重和路徑映射信息來源于數(shù)據(jù)中屯、中的終端 主機，網(wǎng)絡(luò)中的每個聚合流量均對應(yīng)有聚合流量分配模塊，它從鏈路協(xié)調(diào)模塊通過圖5中的 1類消息接收聚合帶寬，然后確定聚合流量內(nèi)部各流在各條路徑上的發(fā)送速率，此速率通過 解決圖4所示中的子問題而得到，運一過程中產(chǎn)生的拉格朗日因子，亦即最優(yōu)子梯度通過圖 5中的2類消息發(fā)送給鏈路協(xié)調(diào)模塊，用于對聚合帶寬調(diào)優(yōu)。求得的各路徑發(fā)送速率通過圖5 所示的第3類消息發(fā)送給數(shù)據(jù)中屯、中的終端服務(wù)器。
[0032] 采用子梯度下降算法迭代求解包含:步驟3.1、鏈路協(xié)調(diào)模塊下發(fā)聚合帶寬分配信 息至聚合流量分配模塊;步驟3.2、聚合流量分配模塊計算鏈路發(fā)送速率，并向鏈路協(xié)調(diào)模 塊發(fā)送子梯度信息，子梯度是指聚合帶寬的變化率，即聚合帶寬在相鄰兩次迭代求解過程 中的更新量;步驟3.3、鏈路協(xié)調(diào)模塊根據(jù)子梯度信息，更新聚合帶寬，計算網(wǎng)絡(luò)效用；步驟 3.4、判斷網(wǎng)絡(luò)效用是否已經(jīng)最大化，若是，則結(jié)束，否則返回步驟3.1。
[0033] 本發(fā)明并不局限于上述【具體實施方式】，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可據(jù)此做出多種變化， 但任何與本發(fā)明等同或者類似的變化都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種面向相似性能需求的聚合流量傳輸方法，具體包含如下步驟： 步驟1.根據(jù)流量傳輸性能需求進行流量分類、聚合，并建立基于網(wǎng)絡(luò)效用最大化分類 流量傳輸模型； 步驟2.根據(jù)流量聚合類別，將網(wǎng)絡(luò)效用最大化分類流量傳輸模型分解為主優(yōu)化模型和 多個子優(yōu)化模型，形成優(yōu)化模型求解的半分布式多級管理結(jié)構(gòu)； 步驟3 .針對分解得到的主優(yōu)化模型和多個子優(yōu)化模型，采用子梯度下降算法迭代求 解，更新并計算網(wǎng)絡(luò)效用，直至網(wǎng)絡(luò)效用最大化。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向相似性能需求的聚合流量傳輸方法，其特征在于： 步驟1中基于網(wǎng)絡(luò)效用最大化分類流量傳輸模型具體為：>f >線々'&乂，巧中為采用關(guān)于傳輸性能指標(biāo)的凹函數(shù)的效用函數(shù)，婦聚合流量內(nèi)部帶寬約束，為物理帶寬約束，網(wǎng) 絡(luò)的邊集合為￡，可用路徑集合為·Ρ，聚合流量類別集合K，第k類聚合流量包含的流集合 為ft，為表示在路徑P上業(yè)務(wù)類別k中的流S的發(fā)送速率，公是鏈路1上分配給業(yè)務(wù)類別k的 帶寬，C1是鏈路1的總帶寬，A = [4，]W.iP|是鏈路-路徑關(guān)聯(lián)矩陣，用于刻畫鏈路1和路徑P的映 射關(guān)系，若鏈路1存在于路徑P，Aip = 1，否則Aip = 0，R =[媒Wi,是路徑-流關(guān)聯(lián)矩陣，用于刻 畫路徑P和隸屬于類別k的流S的映射關(guān)系，若隸屬于業(yè)務(wù)類別k的流S選擇路徑P傳輸數(shù)據(jù) 時，<.=1，否則 <=〇。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的面向相似性能需求的聚合流量傳輸方法，其特征在于：主優(yōu)化模型具體為：多個子優(yōu)化模型具體為：ο4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向相似性能需求的聚合流量傳輸方法，其特征在于:半分布 式多級管理結(jié)構(gòu)包含鏈路協(xié)調(diào)模塊、聚合流量分配模塊、離散分布的數(shù)據(jù)中屯、，鏈路協(xié)調(diào)模 塊在每條鏈路上為各個聚合流量計算帶寬，將聚合帶寬發(fā)送給聚合流量分配模塊，并從各 個聚合流量分配模塊處接收最優(yōu)拉格朗日乘子，對聚合帶寬進行優(yōu)化;聚合流量分配模塊 保存聚合流的效用函數(shù)、各流的權(quán)重及聚合流與路徑的映射關(guān)系，每個聚合流量均對應(yīng)有 聚合流量分配模塊，并從鏈路協(xié)調(diào)模塊接收聚合帶寬，確定聚合流量內(nèi)部各流在路徑上的 發(fā)送速率，該發(fā)送速率通過求解子優(yōu)化模型得到，并將各個聚合流量在各個路徑的發(fā)送速 率傳輸至數(shù)據(jù)中屯、。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的面向相似性能需求的聚合流量傳輸方法，其特征在于:采用子 梯度下降算法迭代求解具體包含如下步驟:步驟3.1、鏈路協(xié)調(diào)模塊下發(fā)聚合帶寬分配信息 至聚合流量分配模塊;步驟3.2、聚合流量分配模塊計算鏈路發(fā)送速率，并向鏈路協(xié)調(diào)模塊 發(fā)送子梯度信息；步驟3.3、鏈路協(xié)調(diào)模塊根據(jù)子梯度信息，更新聚合帶寬，計算網(wǎng)絡(luò)效用； 步驟3.4、判斷網(wǎng)絡(luò)效用是否已經(jīng)最大化，若是，則結(jié)束，否則返回步驟3.1。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種面向相似性能需求的聚合流傳輸方法，在流量聚合的基礎(chǔ)上，建立基于網(wǎng)絡(luò)效用最大化的分類流量傳輸模型，將原始問題依據(jù)聚合流量類別分解成多個子問題，利用子梯度下降方法求解各個子問題。本發(fā)明為具有相似傳輸性能需求的聚合流在聚合帶寬分配、路徑選取、傳輸速率分配等方面提供聯(lián)合保障，滿足各類業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸性能需求，提高網(wǎng)絡(luò)的效用，同時所提方法的操作對象是以傳輸性能分類的聚合流，對各類業(yè)務(wù)具有普遍適應(yīng)性，方法具有較強的可擴展性，半集中式的架構(gòu)方便網(wǎng)絡(luò)管理者實施快速的網(wǎng)絡(luò)管理策略部署和更新。
【IPC分類】H04L12/911, H04L12/729
【公開號】CN105577571
【申請?zhí)枴緾N201510987919
【發(fā)明人】胡宇翔, 馬騰, 黃建洋, 張校輝, 蘭巨龍, 張建輝, 劉宗海
【申請人】中國人民解放軍信息工程大學(xué)
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月25日