專利名稱：：動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)條件下的服務(wù)質(zhì)量路由選擇方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于通信
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，特別是互連網(wǎng)動(dòng)態(tài)多約束服務(wù)質(zhì)量路由的選擇方法。
背景技術(shù)：
：隨著Internet的迅猛發(fā)展和用戶數(shù)量的急速增長(zhǎng)，各種形式的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用不斷出現(xiàn)，人們對(duì)主要的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備的性能、網(wǎng)絡(luò)安全性及穩(wěn)定性的期望越來(lái)越高。作為IP網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備，路由器技術(shù)，特別是高性能路由器技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)，越來(lái)越多的研究機(jī)構(gòu)和商業(yè)團(tuán)體開始重視路由器的發(fā)展。路由器工作在OSI/RM的網(wǎng)絡(luò)層，主要是完成不同網(wǎng)絡(luò)間的數(shù)據(jù)存貯、分組和轉(zhuǎn)發(fā)功能，決定在網(wǎng)絡(luò)之間傳輸數(shù)據(jù)時(shí)的路由去向，因此它是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)間網(wǎng)互聯(lián)必須使用的設(shè)備。路由器的基本用途是連接多個(gè)邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)，必須具有判斷網(wǎng)絡(luò)地址和選擇路徑的功能，能夠在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)環(huán)境中建立靈活的連接，并可用完全不同的數(shù)據(jù)分組和介質(zhì)訪問(wèn)方法連接各種子網(wǎng)。路由器只接收源站或其他路由器的路由信息，屬于網(wǎng)絡(luò)層的一種互聯(lián)設(shè)備。雖然路由器可以支持多種協(xié)議，例如TCP/IP、IPX/SPX和AppleTalk等協(xié)議，但是大多數(shù)路由器運(yùn)行TCP/IP，網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議為IPV4或IPV6。路由器通常連接兩個(gè)或多個(gè)由IP子網(wǎng)或點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議標(biāo)識(shí)的邏輯端口，至少擁有一個(gè)物理端口。路由器根據(jù)收到數(shù)據(jù)包中的網(wǎng)絡(luò)層地址和路由器內(nèi)部維護(hù)的路由表決定輸出端口以及下一跳地址，并且重寫鏈路層數(shù)據(jù)幀頭實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。路由器通常由動(dòng)態(tài)維護(hù)路由表來(lái)反映當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，通過(guò)與網(wǎng)絡(luò)上其他路由器交換路由和鏈路信息來(lái)維護(hù)路由表。一個(gè)典型的路由器主要由5部分組成輸入端口、輸出端口、存貯器、交換結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)處理器，如圖1所示。其中，輸入端口是物理鏈路的連接點(diǎn)也是報(bào)文的接收點(diǎn)；輸出端口的主要功能是隊(duì)列和緩沖管理，通常使用復(fù)雜的調(diào)度算法實(shí)現(xiàn)服務(wù)質(zhì)量功能等；存貯器主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)存貯功能；交換結(jié)構(gòu)完成輸入端口和輸出端口之間的互聯(lián)功能；路由處理器主要是運(yùn)行系統(tǒng)軟件和各種路由協(xié)議，實(shí)現(xiàn)維護(hù)路由表和計(jì)算轉(zhuǎn)發(fā)表等功能，其功能既可以軟件實(shí)現(xiàn)，也可以硬件實(shí)現(xiàn)。路由器的主要工作就是為經(jīng)過(guò)路由器的每個(gè)數(shù)據(jù)幀尋找一條最佳的傳輸路徑，并將該數(shù)據(jù)有效地傳送到目的節(jié)點(diǎn)?？梢?，選擇最佳路徑的方法是路由器的關(guān)鍵所在。在路由器中保存著各種傳輸路徑的相關(guān)數(shù)據(jù)一路由表，供路由選擇時(shí)使用。路由表中保存著子網(wǎng)的標(biāo)志信息、網(wǎng)上路由器的個(gè)數(shù)和下一個(gè)路由器的名字。目前，TCP/IP網(wǎng)絡(luò)全部是通過(guò)路由器互連起來(lái)的，Internet就是成千上萬(wàn)個(gè)IP子網(wǎng)通過(guò)路由器互連起來(lái)的國(guó)際性網(wǎng)絡(luò)。這種網(wǎng)絡(luò)稱為以路由器為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)，形成了以路由器為節(jié)點(diǎn)的"網(wǎng)間網(wǎng)"。在"網(wǎng)間網(wǎng)"中，路由器不僅負(fù)責(zé)對(duì)IP分組的轉(zhuǎn)發(fā)，還要負(fù)責(zé)與別的路由器進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，共同確定"網(wǎng)間網(wǎng)"的路由選擇和維護(hù)路由表。路由動(dòng)作包括兩項(xiàng)基本內(nèi)容尋徑和轉(zhuǎn)發(fā)。尋徑即判定到達(dá)目的地的最佳路徑，由路由選擇方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于涉及到不同的路由選擇協(xié)議和路由選擇方法，要相對(duì)復(fù)雜一些。為了判定最佳路徑，路由選擇方法必須啟動(dòng)并維護(hù)包含路由信息的路由表，其中路由信息因依賴于所用的路由選擇方法而不盡相同。路由選擇方法將收集到的不同信息填入路由表中，根據(jù)路由表可將目的網(wǎng)絡(luò)與下一站的關(guān)系告訴路由器。路由器間互通信息進(jìn)行路由更新，更新維護(hù)路由表使之正確反映網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)渥兓⒂陕酚善鞲鶕?jù)量度來(lái)決定最佳路徑。這就是路由選擇協(xié)議，例如路由信息協(xié)議RIP、開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議OSPF和邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議BGP等。轉(zhuǎn)發(fā)即沿尋徑好的最佳路徑傳送信息分組。路由器首先在路由表中査找，判明是否知道如何將分組發(fā)送到下一個(gè)站點(diǎn)即路由器或主機(jī)，如果路由器不知道如何發(fā)送分組，通常將該分組丟棄；否則就根據(jù)路由表的相應(yīng)表項(xiàng)將分組發(fā)送到下一個(gè)站點(diǎn)，如果目的網(wǎng)絡(luò)直接與路由器相連，路由器就把分組直接送到相應(yīng)的端口上，這就是路由轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議。路由轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議和路由選擇協(xié)議是相互配合又相互獨(dú)立的概念，前者使用后者維護(hù)的路由表，同時(shí)后者要利用前者提供的功能來(lái)發(fā)布路由協(xié)議數(shù)據(jù)分組。路由算法是指路由問(wèn)題的求解方法與步驟，在路由協(xié)議中起著至關(guān)重要的作用，采用何種算法往往決定了最終的尋徑結(jié)果?；诰W(wǎng)絡(luò)處理器的路由器軟件可以分為控制平面、數(shù)據(jù)平面和管理平面三部分，控制平面的軟件運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)處理器的內(nèi)核中，主要負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的運(yùn)行，維護(hù)路由表。隨著多媒體的廣泛應(yīng)用和Internet商業(yè)化應(yīng)用的快速發(fā)展，對(duì)服務(wù)質(zhì)量提出了更高的要求，服務(wù)質(zhì)量路由則是其中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。服務(wù)質(zhì)量路由問(wèn)題涉及的度量參數(shù)包括帶寬、延時(shí)、延時(shí)抖動(dòng)、丟失率、可靠性和跳數(shù)等。根據(jù)運(yùn)算規(guī)則，這些度量參數(shù)可以分為加性度量參數(shù)、乘性度量參數(shù)和凹性度量參數(shù)，其中傳輸延時(shí)、跳數(shù)、代價(jià)屬于加性度量參數(shù)，丟失率、可靠性屬于乘性度量參數(shù)，帶寬屬于凹性度量參數(shù)，根據(jù)度量參數(shù)的組合方式可以將路由選擇方法分為單混合度量參數(shù)路由方法和多度量參數(shù)路由方法。近年來(lái)很多路由選擇方法都假設(shè)網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議獲取精確的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，然而在實(shí)際的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，節(jié)點(diǎn)所能夠獲取的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息是不精確的。具體包括以下四個(gè)方面的因素1)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)本質(zhì)，即網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)是時(shí)刻變化的；2)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)是由不同速率的子網(wǎng)絡(luò)互連而成的，各子網(wǎng)絡(luò)性能存在差異；3)為了保證子網(wǎng)的靈活性和自治性，子網(wǎng)的內(nèi)在屬性、隸屬關(guān)系以及運(yùn)行機(jī)制等信息是隱藏的；4)由于狀態(tài)參數(shù)取決于已有的數(shù)學(xué)模型，并不代表網(wǎng)絡(luò)設(shè)備真正的復(fù)雜性，因此節(jié)點(diǎn)和鏈路參數(shù)本身并不精確。服務(wù)質(zhì)量路由問(wèn)題的研究可以分為兩類，一類是為服務(wù)質(zhì)量業(yè)務(wù)尋找能夠同時(shí)滿足多種服務(wù)質(zhì)量約束的可行路徑，另一類是為服務(wù)質(zhì)量業(yè)務(wù)尋找能夠同時(shí)滿足多種服務(wù)質(zhì)量約束的最優(yōu)路徑。不論是帶優(yōu)化的服務(wù)質(zhì)量路由問(wèn)題還是不帶優(yōu)化的服務(wù)質(zhì)量路由問(wèn)題均為NP-Complete問(wèn)題?，F(xiàn)有技術(shù)中有幾種動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)條件下的服務(wù)質(zhì)量路由選擇方法，分別如下1)基于多路徑方法的備份路由方法該方法根據(jù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)請(qǐng)求同時(shí)選擇多條路徑，互為備份作為工作路徑的候選路徑，即通過(guò)提高路徑的數(shù)量來(lái)提高路由選擇的成功率。這種基于多路徑的備份路徑方法具有很大的隨機(jī)性，并且由于沒有考慮不同請(qǐng)求業(yè)務(wù)的特殊性和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的動(dòng)態(tài)本質(zhì)，不能根據(jù)約束的不同而進(jìn)行有效的解決帶有多約束的服務(wù)質(zhì)量路由問(wèn)題。比較典型的基于多路徑方法的備份路由方法有多路徑動(dòng)態(tài)路由算法，如文獻(xiàn)帕特里克A，沃佛克，瑟格'普羅特肯.輻射網(wǎng)絡(luò)公司，CN1449610,2003.10.15,WOOl/95641,2001.12.13;基于深度優(yōu)先的多約束可行路徑搜索算法，如文獻(xiàn)LiZ,Garcia-Luna-AcevesJJ.Findingmulti-constrainedfeasiblepathsbyusingdepth-firstsearch.WirelessNetworks,Volume:13Issue:3，2007Pages:323-34。2)基于綜合權(quán)值模型的動(dòng)態(tài)服務(wù)質(zhì)量路由方法該方法模型簡(jiǎn)單，易于理解，但是實(shí)用性不強(qiáng)。常用的模型有模糊數(shù)學(xué)、多參數(shù)加權(quán)、動(dòng)態(tài)聚類等。這種方法的特點(diǎn)就是缺乏分析和數(shù)據(jù)處理發(fā)現(xiàn)可用于路由的規(guī)律進(jìn)行有效地路徑選擇，使得本來(lái)就非常有限的信息經(jīng)過(guò)聚合后信息量更少，因此基于綜合權(quán)值模型的路由算法其路由的成功率不高。比較典型的基于綜合權(quán)值模型的動(dòng)態(tài)服務(wù)質(zhì)量路由算法有基于資源優(yōu)化的服務(wù)質(zhì)量路徑選擇模糊算法，如文獻(xiàn)李漢兵，喻建平，謝維信.基于資源優(yōu)化的服務(wù)質(zhì)量路徑選擇模糊算法.計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展,2000,(3):372-375;基于動(dòng)態(tài)聚類的多目標(biāo)規(guī)劃無(wú)線傳感網(wǎng)路由算法，如文獻(xiàn)孟利民，周凱，徐志江.浙江工業(yè)大學(xué)，基于動(dòng)態(tài)聚類的多目標(biāo)規(guī)劃無(wú)線傳感網(wǎng)路由算法.CN101119303,2008.02.06。3)基于現(xiàn)代智能優(yōu)化方法的動(dòng)態(tài)服務(wù)質(zhì)量路由方法智能計(jì)算方法如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法、進(jìn)化計(jì)算、螞蟻算法、粒子群方法等大量用于求解動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的路由問(wèn)題求解，能夠獲得某些NP-hard問(wèn)題的近優(yōu)解。這種方法由于需要多次迭代運(yùn)算，其運(yùn)算時(shí)間長(zhǎng)、算法收斂速度慢，具有很大的局限性，同時(shí)不能快速判斷解的存在性。比較典型的基于現(xiàn)代智能優(yōu)化方法的動(dòng)態(tài)服務(wù)質(zhì)量路由算法有一種基于螞蟻算法的分布式自組網(wǎng)動(dòng)態(tài)路由方法，如文獻(xiàn)鄭相全，郭偉，毛玉明，等.電子科技大學(xué)，CN1642131,2005.07.20;基于蟻群系統(tǒng)的多約束動(dòng)態(tài)QoS多播路由算法，如文獻(xiàn)GuiZhi-bo，WuXiao-quan,Multi-constraineddynamicQoSmulticastroutingdesignusingantcolonysystem.JournalofChinaUniversitiesofPostsandTelecommunications,v12，n4,Dec.2005,57-60,65。4)基于鏈路度量參數(shù)假設(shè)的動(dòng)態(tài)服務(wù)質(zhì)量路由方法這種方法假設(shè)鏈路度量參數(shù)服從某種已知的數(shù)學(xué)分布，以最大概率滿足給定約束為目標(biāo)，度量參數(shù)包括帶寬、延遲等鏈路度量參數(shù)，考慮了鏈路帶寬和延時(shí)的限制條件。這種方法充分利用了分布函數(shù)的特性，推出了給定路徑滿足延時(shí)要求概率的公式。這種方法的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是假定參數(shù)服從某種分布，根據(jù)所假定參數(shù)分布的特性進(jìn)行路由計(jì)算，其算法設(shè)計(jì)往往只針對(duì)設(shè)定參數(shù)的分布特性，具有很大的局限性，不能解決參數(shù)多樣及非特定分布的動(dòng)態(tài)參數(shù)下的路由問(wèn)題。比較典型的基于鏈路度量參數(shù)假設(shè)的動(dòng)態(tài)QoS路由算法有基于不精確狀態(tài)條件下的帶寬-延時(shí)受約束的路徑選擇方法，如文獻(xiàn)KorkmazTurgay，KrunzMarwan.Bandwidth-delayconstrainedpathselectionunderinaccuratestateinformation.IEEE/ACMTransactionsonNetworking,Volume:vll,Issue:n3，June2003,pp384-398;帶有不確定路由參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)QoS路由算法，如文獻(xiàn)LorenzDeanH.，Orda，Ariel.QoSroutinginnetworkswithuncertainparameters.ProceedingsIEEEINFOCOM,v1,1998，p3-10.。以上這些方法在路由選擇針對(duì)性、路由計(jì)算時(shí)間、路由算法實(shí)用性等方面都不能很好地滿足動(dòng)態(tài)服務(wù)質(zhì)量路由選擇的需求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)條件下的服務(wù)質(zhì)量路由選擇方法，以實(shí)現(xiàn)在動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中為服務(wù)質(zhì)量參數(shù)可變、服務(wù)質(zhì)量特定的數(shù)據(jù)通信提供快速的進(jìn)行路由計(jì)算、選擇和能滿足用戶實(shí)時(shí)服務(wù)質(zhì)量需求的動(dòng)態(tài)路由協(xié)議，使得網(wǎng)絡(luò)中能夠根據(jù)用戶需求計(jì)算最大概率滿足服務(wù)質(zhì)量約束的路由并建立通信鏈接，解決動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)條件下的服務(wù)質(zhì)量路由選擇問(wèn)題。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的步驟A，測(cè)量網(wǎng)絡(luò)中所有通信鏈路度量參數(shù)，獲取這些度量參數(shù)的屬性和變化情況；步驟B，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的初始拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)中任一通信鏈路的鏈路參數(shù)的屬性和變化情況，確定每條鏈路上多個(gè)服務(wù)質(zhì)量度量參數(shù)的權(quán)值變化區(qū)間和分布函數(shù)；根據(jù)連接請(qǐng)求的服務(wù)質(zhì)量要求確定各度量參數(shù)的約束值，并據(jù)此建立約束向量；步驟C，按照多路徑方法構(gòu)建備選路徑的集合，根據(jù)備選路徑上各鏈路度量參數(shù)的屬性和分布區(qū)間，計(jì)算備選路徑各度量參數(shù)的區(qū)間；步驟D，根據(jù)備選路徑上各鏈路度量參數(shù)的分布函數(shù)，通過(guò)參數(shù)假設(shè)和參數(shù)估計(jì)確定備選路徑度量參數(shù)的分布規(guī)律及其數(shù)學(xué)表達(dá)式；步驟E，根據(jù)步驟D所確定的備選路徑度量參數(shù)的分布規(guī)律及其數(shù)學(xué)表達(dá)式和對(duì)應(yīng)步驟B中度量參數(shù)的約束向量，計(jì)算備選路徑滿足約束的概率，并選擇約束滿足概率最大的路徑作為工作路由。本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)1)本發(fā)明由于以實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)處理為基礎(chǔ)，分析鏈路度量參數(shù)的分布特點(diǎn)，通過(guò)參數(shù)假設(shè)和參數(shù)估計(jì)，獲得鏈路服務(wù)質(zhì)量度量參數(shù)的分布規(guī)律及其數(shù)學(xué)表達(dá)式，而不是直接假設(shè)參數(shù)服從某種己知的函數(shù)分布，因此服務(wù)質(zhì)量問(wèn)題求解直接與網(wǎng)絡(luò)背景緊密相關(guān)，具有明顯的針對(duì)性。2)本發(fā)明由于是在建立鏈路度量參數(shù)分布規(guī)律和數(shù)學(xué)表達(dá)式的基礎(chǔ)上計(jì)算路徑滿足約束的概率，從而選擇約束滿足概率最大的路徑作為工作路由，而不是局限于具有特定數(shù)學(xué)分布的鏈路度量參數(shù)，具有普適性。3)本發(fā)明由于基于對(duì)實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)的分析與處理，通過(guò)確定鏈路度量參數(shù)分布的數(shù)學(xué)表達(dá)式和備選路徑度量參數(shù)的分布規(guī)律及其數(shù)學(xué)表達(dá)式，并通過(guò)約束滿足概率的計(jì)算確定備選路徑的優(yōu)劣，方法理論基礎(chǔ)可靠、運(yùn)行穩(wěn)定，具有較高的路由成功概率，同時(shí)路由方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。圖1現(xiàn)有采用網(wǎng)絡(luò)處理器的路由器結(jié)構(gòu)圖2是本發(fā)明的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)條件下的服務(wù)質(zhì)量路由選擇方法流程圖；圖3是本發(fā)明針對(duì)非統(tǒng)一均勻分布的路徑權(quán)值的概率密度曲線；圖4是本發(fā)明針對(duì)非統(tǒng)一均勻分布的路徑權(quán)值的概率分布曲線；圖5是本發(fā)明實(shí)施例使用的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽鈭D。具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)對(duì)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)中鏈路服務(wù)質(zhì)量度量參數(shù)分析，確定鏈路各服務(wù)質(zhì)量度量參數(shù)的分布規(guī)律及其相應(yīng)的概率密度和概率分布函數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，結(jié)合不同鏈路請(qǐng)求各服務(wù)質(zhì)量參數(shù)的約束限制確定各備選路徑的約束滿足概率，從而選擇一條最大可能滿足多個(gè)服務(wù)質(zhì)量約束的最優(yōu)路徑。參見圖2，本實(shí)施提供的基于參數(shù)估計(jì)的動(dòng)態(tài)服務(wù)質(zhì)量路由方法，包括以下步驟步驟201，測(cè)量網(wǎng)絡(luò)中所有通信鏈路度量參數(shù)，獲取這些度量參數(shù)的屬性和變化情況。服務(wù)質(zhì)量路由選擇問(wèn)題涉及的度量參數(shù)包括帶寬、延時(shí)、延時(shí)抖動(dòng)、丟失率、可靠性和跳數(shù)等.根據(jù)運(yùn)算規(guī)則，這些度量參數(shù)可以分為加性度量參數(shù)、乘性度量參數(shù)和凹性度量參數(shù)，其中傳輸延時(shí)、跳數(shù)、代價(jià)屬于加性度量參數(shù)，丟失率、可靠性屬于乘性度量參數(shù)，帶寬屬于凹性度量參數(shù)。步驟202，確定每條鏈路上多個(gè)服務(wù)質(zhì)量度量參數(shù)的權(quán)值變化區(qū)間和分布函數(shù)。(1)根據(jù)測(cè)量的通信鏈路度量參數(shù)，對(duì)其的運(yùn)算屬性進(jìn)行分類，并確定度量參數(shù)的最大值和最小值以及分布情況；P)根據(jù)通信鏈路度量參數(shù)的分布情況，對(duì)測(cè)量的度量參數(shù)進(jìn)行分析和處理，確定各服務(wù)質(zhì)量度量參數(shù)在最大值和最小值區(qū)間上的分布類型；(3)基于分布類型假設(shè)和不同的置信水平，采用統(tǒng)計(jì)分析方法和給定分布函數(shù)的假設(shè)檢驗(yàn)方法確定各服務(wù)質(zhì)量度量參數(shù)的分布參數(shù)，進(jìn)而得到各服務(wù)質(zhì)量度量參數(shù)的分布函數(shù)。步驟203，根據(jù)連接請(qǐng)求的服務(wù)質(zhì)量要求確定各度量參數(shù)的約束值和約束向量°針對(duì)帶寬、延時(shí)、延時(shí)抖動(dòng)、丟失率、可靠性和跳數(shù)等不同的度量參數(shù)，均有不同的服務(wù)質(zhì)量要求，即所對(duì)應(yīng)的約束值是不同的，這些不同的約束值組成的向量成為約束向量。步驟204，構(gòu)建備選路徑的集合。對(duì)于最優(yōu)路徑選擇問(wèn)題而言，存在多條候選路徑，這些路徑的集合稱為備選路徑集S一am&ctote。本發(fā)明根據(jù)K最優(yōu)路徑算法建立iV條備選路徑，構(gòu)成備選路徑的集合。步驟205，計(jì)算一條備選路徑各度量參數(shù)的區(qū)間。(1)計(jì)算一條備選路徑各度量參數(shù)區(qū)間的下限和上限，其計(jì)算公式為—c朋^^e)=S。一—咖淑她wj^.);(1)『《(P—ca打a'fa'afe)=2^e/)_caraM;te(a〃)；(2)式中，；？一ca打c&ate表示備選路《圣，(;一ca打必c/加e)禾口—ca"cz't/afe)分別為p_cam^a&的度量參數(shù)的下限和上限，wj)表示路徑/>—c朋AW加e上鏈路a々的變化區(qū)間的下限，wja》表示路徑—cawife^e上鏈路^的變化區(qū)間的上限，f,y表示網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的編號(hào)，/，7、1,2，…in;(2)根據(jù)計(jì)算所得到的下限和上限，確定備選路徑/—cflmZ/^^各度量參數(shù)的區(qū)間為[R—c朋淑她),(/一ca"淑她)]。步驟206，確定備選路徑度量參數(shù)的分布規(guī)律及其數(shù)學(xué)表達(dá)式。(1)根據(jù)備選路徑上各鏈路度量參數(shù)的分布函數(shù)，確定備選路徑在區(qū)間[『i—c朋淑afe),K(/一am淑她)]上的分布；(2)根據(jù)備選路徑在所述區(qū)間上的分布確定其分布的類型；(3)在設(shè)定的置信水平下，根據(jù)所確定的參數(shù)分布類型通過(guò)參數(shù)估計(jì)確定其分布規(guī)律及其相應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。步驟207，比較約束值與備選路徑度量參數(shù)區(qū)間的上下限。將度量參數(shù)約束值與備選路徑上各對(duì)應(yīng)度量參數(shù)區(qū)間的上下限進(jìn)行比較，判斷度量參數(shù)約束值的約束情形，其判斷的結(jié)果分為如下三種情況(1)度量參數(shù)約束值大于備選路徑上對(duì)應(yīng)度量參數(shù)區(qū)間的上限；(2)度量參數(shù)約束值小于備選路徑上對(duì)應(yīng)度量參數(shù)區(qū)間下限；(3)度量參數(shù)約束值介于備選路徑上對(duì)應(yīng)度量參數(shù)區(qū)間上下限之間。步驟208，計(jì)算一條備選路徑滿足各約束的概率。根據(jù)步驟207的判斷結(jié)果，計(jì)算備選路徑滿足各約束的概率(1)對(duì)于度量參數(shù)約束值大于備選路徑上對(duì)應(yīng)度量參數(shù)區(qū)間的上限，則相應(yīng)的約束滿足概率為1.0;(2)對(duì)于度量參數(shù)約束值小于備選路徑上對(duì)應(yīng)度量參數(shù)區(qū)間下限，則相應(yīng)的約束滿足概率為0;(3)對(duì)于度量參數(shù)約束值介于備選路徑上對(duì)應(yīng)度量參數(shù)區(qū)間上下限之間，則相應(yīng)的約束滿足概率計(jì)算公式為0,if『K—c朋Wctoe)<Co朋《；0，if『丄(_p—cawcZ/ciafe)>Cora《；(3)《F(Com^，)=f。"/(x)血，Otherwise.式中，為路徑/—ca^/Wa/e上的弧，w(a》為^的權(quán)值，x為w(a》的和，/(x)為x的密度函數(shù)，Cora《為p_am的第A個(gè)約束的值，F(xiàn)(Co朋《)為基于區(qū)間[『iO一,Cora化)]對(duì)/O)的積分值，pra*O—為p—ccmcfetoe滿足第個(gè)約束的概率。步驟209，計(jì)算一條備選路徑滿足多約束的概率。根據(jù)步驟208的計(jì)算結(jié)果，計(jì)算備選路徑滿足多約束的概率(1)如果存在某個(gè)約束的滿足概率為0，則該路徑滿足多約束的概率直接為0，確定該路徑為不可行路徑；(2)如果各約束的滿足概率均不為0，計(jì)算多約束滿足概率的計(jì)算公式為/ra(/—ca"d/(i她)=n〖=2/^</(;—cfl"G^/她)，(4)式中，《表示約束的數(shù)量，Jpra(/一cam//^^)表示理論的約束滿足概率。步驟210，計(jì)算所有N條備選路徑的多約束滿足概率，并判斷是否滿足循環(huán)結(jié)束條件。重復(fù)步驟205-209，計(jì)算每條備選路徑的約束滿足概率，并根據(jù)備選路徑的數(shù)目對(duì)所循環(huán)的次數(shù)進(jìn)行判斷，當(dāng)循環(huán)次數(shù)達(dá)到備選路徑數(shù)目N時(shí)循環(huán)停止，則執(zhí)行步驟211，否則繼續(xù)循環(huán)執(zhí)行步驟205-209。步驟211，選取工作路由。根據(jù)上述循環(huán)計(jì)算結(jié)果選取約束滿足概率最大的路由作為工作路由，如果所有路徑滿足多約束的概率均為0，則工作路由不存在。本發(fā)明的效果，可以通過(guò)以下仿真進(jìn)一步說(shuō)明1)仿真條件仿真實(shí)驗(yàn)基于圖5中的實(shí)施例進(jìn)行，該實(shí)施例包括6個(gè)節(jié)點(diǎn)a、b、c、d、e、f和各節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的9條通信鏈路，每條鏈路上包括兩個(gè)滿足加性的服務(wù)質(zhì)量度量參數(shù)，假設(shè)服從均勻分布，每條鏈路上參數(shù)的變化區(qū)間如圖5標(biāo)示。2)仿真過(guò)程(2.1)按照仿真條件，設(shè)置仿真的初始條件。(2.2)對(duì)于圖5網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械拿織l鏈路^，其權(quán)值w(^.)e[^,K]，其中Re[20，40]，[80,100]。(2.3)隨機(jī)產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求和相關(guān)的約束值和約束向量，具體為如下2組；①C薩^=200,C謹(jǐn)化)2=220;②C"o似^=200,=160;(2.4)根據(jù)節(jié)點(diǎn)跳數(shù)產(chǎn)生N條最優(yōu)路徑構(gòu)成備選路徑集合S—ow&^^為①—/;②a—"e—/;③C(~>(i—C—/;(Da~>d~>e—/。(2.5)確定每條路徑p—am&'<iafe的K個(gè)服務(wù)質(zhì)量度量值w^p—cams^a^的參數(shù)屬性并進(jìn)行區(qū)間計(jì)算(/^A《尺)；(2.6)根據(jù)仿真初始條件中各鏈路的服務(wù)質(zhì)量度量參數(shù)區(qū)間上下限和參數(shù)的分布屬性，確定各路徑;—c""AWa&各度量參數(shù)的區(qū)間上下限，如表l所示；(2.7)假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中每條鏈路的服務(wù)質(zhì)量度量參數(shù)均為服從不同[『i,環(huán)；]均勻分布的隨機(jī)數(shù)，具有r跳，r22，且為加性的服務(wù)質(zhì)量度量參數(shù)，其路徑權(quán)值的概率密度曲線如圖3所示；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中每條鏈路的服務(wù)質(zhì)量度量參數(shù)均為服從不同[『i，wy均勻分布的隨機(jī)數(shù)、具有r跳(r22)、且為加性的服務(wù)質(zhì)量度量參數(shù)，其路徑權(quán)值的概率分布曲線如圖4所示。根據(jù)圖3和圖4中的數(shù)據(jù)處理結(jié)果，在置信水平設(shè)定為0.95時(shí)，通過(guò)參數(shù)假設(shè)和估計(jì)確定路徑的服務(wù)質(zhì)量度量參數(shù)的分布函數(shù)及其數(shù)學(xué)表達(dá)式為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>根據(jù)上節(jié)分析的結(jié)果，可以對(duì)式(3)進(jìn)一步進(jìn)行改進(jìn)為式(6)，關(guān)鍵參數(shù)如表1所示。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>(2.8)利用式(2)計(jì)算備選路徑滿足各約束的概率。計(jì)算結(jié)果如表1所示(2.9)根據(jù)(2.8)中計(jì)算的各約束滿足概率，計(jì)算路徑多約束滿足概率，如表1所示；(2.10)完成對(duì)路徑①-④多約束滿足概率的計(jì)算，選擇工作路由。根據(jù)表l中的數(shù)據(jù)，對(duì)于約束①路徑①和③的多約束滿足概率分別為0.6256和0.6586，因此選擇多約束滿足概率最大為0.6586的路徑③作為工作路由；對(duì)于約束②路徑②和④的多約束滿足概率分別為0.1682和0.1937，因此選擇多約束滿足概率最大為0.1937的路徑④作為工作路由。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>3)仿真結(jié)果分析當(dāng)約束限制分別取不同的值時(shí)，可對(duì)上述4條備選路徑在滿足不同約束條件下的概率進(jìn)行理論計(jì)算并進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算機(jī)模擬仿真，理論計(jì)算和數(shù)值統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表l。從表1可見，本發(fā)明在對(duì)鏈路度量參數(shù)分布規(guī)律分析的基礎(chǔ)，確定鏈路服務(wù)質(zhì)量度量參數(shù)的分布函數(shù)及其數(shù)學(xué)表達(dá)式，不僅僅局限于具有特定數(shù)學(xué)分布的鏈路度量參數(shù)，方法針對(duì)性較強(qiáng)、具有普適性；方法在線實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、計(jì)算快。同時(shí)，理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)際統(tǒng)計(jì)結(jié)果一致，驗(yàn)證了本發(fā)明的可行性。以上實(shí)施例提供的技術(shù)方案中的全部或部分內(nèi)容可以通過(guò)軟件編程實(shí)現(xiàn)，其軟件程序存儲(chǔ)在可讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)中，存儲(chǔ)介質(zhì)例如計(jì)算機(jī)中的硬盤、光盤或軟盤。以上所述僅為本發(fā)明的驗(yàn)證實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明技術(shù)思想下所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)條件下的服務(wù)質(zhì)量路由選擇方法，包括如下步驟步驟A，測(cè)量網(wǎng)絡(luò)中所有通信鏈路度量參數(shù)，獲取這些度量參數(shù)的屬性和變化情況；步驟B，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的初始拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)中任一通信鏈路的鏈路參數(shù)的屬性和變化情況，確定每條鏈路上多個(gè)服務(wù)質(zhì)量度量參數(shù)的權(quán)值變化區(qū)間和分布函數(shù)；根據(jù)連接請(qǐng)求的服務(wù)質(zhì)量要求確定各度量參數(shù)的約束值，并據(jù)此建立約束向量；步驟C，按照多路徑方法構(gòu)建備選路徑的集合，根據(jù)備選路徑上各鏈路度量參數(shù)的屬性和分布區(qū)間，計(jì)算備選路徑各度量參數(shù)的區(qū)間；步驟D，根據(jù)備選路徑上各鏈路度量參數(shù)的分布函數(shù)，通過(guò)參數(shù)假設(shè)和參數(shù)估計(jì)確定備選路徑度量參數(shù)的分布規(guī)律及其數(shù)學(xué)表達(dá)式；步驟E，根據(jù)步驟D所確定的備選路徑度量參數(shù)的分布規(guī)律及其數(shù)學(xué)表達(dá)式和對(duì)應(yīng)步驟B中度量參數(shù)的約束向量，計(jì)算備選路徑滿足約束的概率，并選擇約束滿足概率最大的路徑作為工作路由。2.如權(quán)利要求1所述的服務(wù)質(zhì)量路由選擇方法，其特征在于，步驟B所述的確定每條鏈路上多個(gè)服務(wù)質(zhì)量度量參數(shù)的變化區(qū)間和分布函數(shù)，按如下過(guò)程進(jìn)行；(Bl)根據(jù)測(cè)量的通信鏈路度量參數(shù)，對(duì)其的運(yùn)算屬性進(jìn)行分類，并確定度量參數(shù)的最大值和最小值以及分布情況；(B2)根據(jù)通信鏈路度量參數(shù)的分布情況，對(duì)測(cè)量的度量參數(shù)進(jìn)行分析和處理，確定各服務(wù)質(zhì)量度量參數(shù)在最大值和最小值區(qū)間上的分布類型；(B3)基于分布類型假設(shè)和不同的置信水平，采用統(tǒng)計(jì)分析方法和給定分布函數(shù)的假設(shè)檢驗(yàn)方法確定各服務(wù)質(zhì)量度量參數(shù)的分布參數(shù)，進(jìn)而得到各服務(wù)質(zhì)量度量參數(shù)的分布函數(shù)。3.如權(quán)利要求2所述的服務(wù)質(zhì)量路由選擇方法，其特征在于，過(guò)程B2所述的對(duì)測(cè)量的度量參數(shù)進(jìn)行分析和處理，首先設(shè)置非正常數(shù)據(jù)的判斷標(biāo)準(zhǔn)；再按照判斷標(biāo)準(zhǔn)將測(cè)量數(shù)據(jù)中的非正常數(shù)據(jù)加以剔除。4.如權(quán)利要求1所述的服務(wù)質(zhì)量路由選擇方法，其特征在于，步驟C所述的計(jì)算備選路徑各度量參數(shù)的區(qū)間，按照如下過(guò)程進(jìn)行(Cl)計(jì)算備選路徑各度量參數(shù)的下限和上限，其計(jì)算公式為『flO—c""淑她)=Z，式中，—c""cft'ctoe表示備選路徑，Co禾口『R(j—ca"淑她)分別為；—cam/Wflfe的度量參數(shù)的下限和上限，wt(atf)表示路徑/—c"mfe/a&上鏈路%的變化區(qū)間的下限，wja》表示路徑p—amcfe/"^上鏈路的變化區(qū)間的上限，/J表示網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的編號(hào)，z》、l,2，…in;(C2)根據(jù)計(jì)算所得到的下限和上限，確定備選路徑;—am&^^各度量參數(shù)的區(qū)間為[『iO_ca"&Warfe),『flO一awcZ/d加e)]。5.如權(quán)利要求l所述的服務(wù)質(zhì)量路由選擇方法，其特征在于，步驟D按照如下過(guò)程進(jìn)行根據(jù)備選路徑上各鏈路度量參數(shù)的分布函數(shù)，通過(guò)參數(shù)假設(shè)和參數(shù)估計(jì)確定鏈路參數(shù)的分布規(guī)律及其數(shù)學(xué)表達(dá)式；(Dl)根據(jù)備選路徑上各鏈路度量參數(shù)的分布函數(shù)，確定備選路徑在區(qū)間[『L(/—,『R(/_Cfl勵(lì)V/她)]上的分布；(D2)根據(jù)備選路徑在所述區(qū)間上的分布確定其分布的類型；(D3)在設(shè)定的置信水平下，根據(jù)所確定的參數(shù)分布類型通過(guò)參數(shù)估計(jì)確定其分布規(guī)律及其相應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。6.如權(quán)利要求l所述的服務(wù)質(zhì)量路由選擇方法，其特征在于，步驟E所述的計(jì)算備選路徑滿足約束的概率，按照如下過(guò)程進(jìn)行(El)將度量參數(shù)約束值與備選路徑上各度量參數(shù)區(qū)間的上下限進(jìn)行比較，如果度量參數(shù)約束值大于備選路徑上各度量參數(shù)區(qū)間的上限，則相應(yīng)的約束滿足概率為1.0;如果參數(shù)約束值小于備選路徑上各度量參數(shù)區(qū)間下限，則相應(yīng)的約束滿足概率為0;如果參數(shù)約束值介于備選路徑上各度量參數(shù)區(qū)間上下限之間，則相應(yīng)的約束滿足概率計(jì)算公式為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>式中，為路徑；—aw必Jafe上的弧，w(a》為^的權(quán)值，x為w()的和，/(x)為x的密度函數(shù)，Co"W《為/—aw^^/e的第A;個(gè)約束的值，F(xiàn)(Cora《)為基于區(qū)間[(;—cam^ctoe),Co"W《]對(duì)/(x)的積分值，pro4(p_ca"t&toe)為p—cam/Wafe滿足第A;個(gè)約束的概率；(E2)根據(jù)過(guò)程(E1)計(jì)算的備選路徑滿足各約束的概率，計(jì)算備選路徑滿足各約束向量的概率，如果存在某個(gè)約束的滿足概率為0，則該路徑滿足多約束的概率直接為0;否則計(jì)算多約束滿足概率的計(jì)算公式為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>式中，《表示約束的數(shù)量，pra(;—omrff由fe)表示約束滿足概率的理論值。全文摘要本發(fā)明公開了一種動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)條件下的服務(wù)質(zhì)量路由選擇方法。其過(guò)程包括測(cè)量網(wǎng)絡(luò)中所有通信鏈路度量參數(shù)，獲取其屬性和變化情況；根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的初始拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)中任一通信鏈路的鏈路參數(shù)的屬性和變化情況，確定每條鏈路上多個(gè)服務(wù)質(zhì)量度量參數(shù)的權(quán)值變化區(qū)間和分布函數(shù)；根據(jù)連接請(qǐng)求的服務(wù)質(zhì)量要求確定各度量參數(shù)的約束值；構(gòu)建備選路徑的集合，根據(jù)備選路徑上各鏈路度量參數(shù)的屬性和分布區(qū)間，計(jì)算備選路徑各度量參數(shù)的區(qū)間；確定備選路徑度量參數(shù)的分布規(guī)律及其數(shù)學(xué)表達(dá)式；計(jì)算備選路徑滿足約束的概率，并選擇約束滿足概率最大的路徑作為工作路由。本發(fā)明具有計(jì)算快，針對(duì)性和普適性較強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，可用于對(duì)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)條件下的服務(wù)質(zhì)量路由選擇。文檔編號(hào)H04L12/56GK101321134SQ20081015040公開日2008年12月10日申請(qǐng)日期2008年7月21日優(yōu)先權(quán)日2008年7月21日發(fā)明者劉三陽(yáng),劉立芳,齊小剛申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)