專利名稱：一種基于層疊網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)資源優(yōu)化調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域和模糊控制領(lǐng)域，特別是涉及層疊網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)資源調(diào)度機(jī)制。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，越靠近用戶，網(wǎng)絡(luò)需求越高，網(wǎng)絡(luò)對(duì)用戶應(yīng)用提供的傳輸服備越透明。這種透明性簡化了用戶使用網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，但也喪失了用戶駕馭網(wǎng)絡(luò)的能力。不同應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)行為期望各不相同，隨著層疊網(wǎng)絡(luò)各種應(yīng)用模式的出現(xiàn)，以及網(wǎng)格技術(shù)的發(fā)展，不同需求側(cè)重的應(yīng)用和層疊網(wǎng)絡(luò)對(duì)參與承載網(wǎng)絡(luò)控制的要求日益迫切。高效的層疊網(wǎng)絡(luò)需要下層網(wǎng)絡(luò)提供路由控制功能和拓?fù)湫畔?，針?duì)物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行優(yōu)化，如

圖1所示。面向服務(wù)的層疊網(wǎng)絡(luò)由承載節(jié)點(diǎn)構(gòu)建，其主要功能是在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和各種專用網(wǎng)絡(luò)上構(gòu)建一個(gè)層疊網(wǎng)絡(luò)，屏蔽下層物理承載網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)差異，避免傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)中各種服務(wù)只能部署在網(wǎng)絡(luò)邊緣的問題。面向服務(wù)的層疊網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)絡(luò)感知保證整個(gè)層疊網(wǎng)絡(luò)具有優(yōu)化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的適應(yīng)性。面向服務(wù)的層疊網(wǎng)絡(luò)模型提取了網(wǎng)絡(luò)中各種應(yīng)用服務(wù)的基本共性，將它們歸納為應(yīng)用層組播、大規(guī)模流媒體、應(yīng)用層QoS等基于層疊網(wǎng)的新型網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。在多服務(wù)層疊網(wǎng)模型中，將這些全網(wǎng)規(guī)模的新型網(wǎng)絡(luò)協(xié)議作為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施的服務(wù)內(nèi)容，由多服務(wù)層疊網(wǎng)直接向上層提供增強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，通過基于應(yīng)用層的層疊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)解決了傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)無法適應(yīng)所有應(yīng)用和服務(wù)需求的問題。層疊網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)流存在多元異構(gòu)特性，因此有必要對(duì)層疊網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)資源進(jìn)行高效的管理和調(diào)度。綜上所述有必要在層疊網(wǎng)絡(luò)中采用高效分層的調(diào)度方法，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)資源優(yōu)化調(diào)度和管理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是實(shí)現(xiàn)層疊網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)資源優(yōu)化調(diào)度。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為通過對(duì)層疊網(wǎng)絡(luò)上層進(jìn)行業(yè)務(wù)分配和調(diào)度，和對(duì)下層進(jìn)行路由規(guī)劃實(shí)現(xiàn)對(duì)層疊網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流的優(yōu)化管理；該方法通過建立層疊網(wǎng)絡(luò)上層主問題優(yōu)化模型和下層子問題優(yōu)化模型，并獲得可行解以及減少上層主問題優(yōu)化模型的可行域，從而提高層疊網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)資源優(yōu)化調(diào)度和管理能力；其特征在于 通過發(fā)明層疊網(wǎng)絡(luò)上層主問題優(yōu)化模型和下層子問題優(yōu)化模型相結(jié)合的方法提高傳輸過程中的業(yè)務(wù)資源管理能力，包括以下步驟A、建立層疊網(wǎng)絡(luò)上層主問題優(yōu)化模型；B、建立層疊網(wǎng)絡(luò)下層子問題優(yōu)化模型；C、構(gòu)建并獲得步驟A和B所建立的優(yōu)化模型的可行解；D、減少上層主問題優(yōu)化模型的可行域。所述步驟A中，建立層疊網(wǎng)絡(luò)上層主問題優(yōu)化模型，此模型用于業(yè)務(wù)調(diào)度和傳輸鏈路分配，在同一時(shí)間的傳輸過程中的鏈路容量約束條件為
權(quán)利要求
1.一種基于層疊網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)資源優(yōu)化調(diào)度方法，采用針對(duì)層疊網(wǎng)絡(luò)上層進(jìn)行業(yè)務(wù)分配和調(diào)度的方法，和對(duì)下層進(jìn)行路由規(guī)劃實(shí)現(xiàn)對(duì)層疊網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流的優(yōu)化管理方法，實(shí)現(xiàn)層疊網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)流的優(yōu)化傳輸。包括如下步驟A、建立層疊網(wǎng)絡(luò)上層主問題優(yōu)化模型；B、建立層疊網(wǎng)絡(luò)下層子問題優(yōu)化模型；c、構(gòu)建并獲得步驟A和B所建立的優(yōu)化模型的可行解； D、減少上層主問題優(yōu)化模型的可行域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，對(duì)于所述步驟A其特征在于建立層疊網(wǎng)絡(luò)上層主問題優(yōu)化模型，此模型用于業(yè)務(wù)調(diào)度和傳輸鏈路分配，在同一時(shí)間的傳輸過程中的鏈路容量約束條件為
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，對(duì)于所述步驟B其特征在于建立層疊網(wǎng)絡(luò)下層子問題優(yōu)化模型，用于進(jìn)行路徑的選擇，此步驟在滿足步驟A的條件下，判斷多路徑傳輸?shù)姆菦_突路由是否存在。如果滿足上述條件A的路由存在，則轉(zhuǎn)至步驟D。在層疊網(wǎng)絡(luò)中，若滿足上述條件A的路由不存在，則采用分布式路由算法，獲取最優(yōu)的傳輸時(shí)間和延遲懲罰。然后設(shè)置業(yè)務(wù)傳輸?shù)钠鹗紩r(shí)間和完成時(shí)間，<#歡。,/4,/4，；4以及σ u，在滿足條件(1 - ( _ \ 之后，求解優(yōu)化模型
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，對(duì)于所述步驟C其特征在于如果步驟A和B所建立的優(yōu)化模型具有不可行解，則在此步驟需構(gòu)建步驟A和B所建立的優(yōu)化模型的可行解。子步驟 a.求解層疊網(wǎng)絡(luò)下層子問題，計(jì)算最近的業(yè)務(wù)傳輸時(shí)延，如果約束條件不存在，則使用條件 H(業(yè)務(wù)到達(dá)由層疊網(wǎng)絡(luò)下層子問題的解獲得的起始節(jié)點(diǎn)的時(shí)間滯后于由層疊網(wǎng)絡(luò)上層主問題的解獲得的傳輸起始時(shí)間)，進(jìn)入子步驟b，反之，約束條件不存在，則使用條件I (業(yè)務(wù)到達(dá)由層疊網(wǎng)絡(luò)下層子問題的解終點(diǎn)的時(shí)間滯后于由上層主問題的解獲得的操作最優(yōu)解)，進(jìn)入子步驟C。子步驟b.對(duì)業(yè)務(wù)流ω進(jìn)行延遲處理使得其它業(yè)務(wù)流的約束條件被滿足，運(yùn)用= ( θ ω+1- ω+1)-( θ m+R(Fm,j,Sm+1,1))計(jì)算下一業(yè)務(wù)流ω+l的延遲時(shí)間，其中Rd.j，、^)為業(yè)務(wù)流ω的接收節(jié)點(diǎn)F^1和業(yè)務(wù)流ω+l的起始節(jié)點(diǎn)Swlil之間的最小距離，如果可行解存在，則停止計(jì)算，反之，則返回至子步驟a，如果可能的延遲為0，則轉(zhuǎn)至子步驟d。令業(yè)務(wù)流ω的傳輸完成時(shí)間的所需的最小增長時(shí)延為cL，B&wi*^-<中的最小值。使用上一次的凡+π +>+>η|(《- (;;) 111更新業(yè)務(wù)流ω的傳輸完成時(shí)間，并且使用C + minj^minjOi^K-^-H^jl更新業(yè)務(wù)流ω的傳輸時(shí)間，對(duì)于下層子問題優(yōu)化模型求解，如果可行解存在，則算法停止，反之返回至子步驟a， 如果可能的延遲時(shí)間為0，則轉(zhuǎn)至子步驟d。子步驟c，更新業(yè)務(wù)流ω的傳輸完成時(shí)間。子步驟d，最下層子問題求解，并且計(jì)算業(yè)務(wù)流ω的延遲時(shí)間cL。子步驟e，使用上一次業(yè)務(wù)流ω的傳輸完成時(shí)間θ ω+(1ω作為其下一次的傳輸完成時(shí)間θ ω。使用本次的θ a+da作
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，對(duì)于所述步驟C其特征在于對(duì)收斂域進(jìn)行評(píng)估，從步驟B 和C獲取上限與從步驟A獲取的下限之差為ε，并進(jìn)入步驟D。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，對(duì)于所述步驟D其特征在于通過使用整數(shù)削減方法排除以前獲得的可行配置，此可行配置可減少上層主問題優(yōu)化模型的的可行域。Κ/>)，</,,(0 為第r次迭代獲得的解。為使主問題獲得針對(duì)變量的不同配置，運(yùn)用整數(shù)削減方法于上層子問題，
全文摘要
本發(fā)明提供一種通過采用對(duì)層疊網(wǎng)絡(luò)上層進(jìn)行業(yè)務(wù)分配和調(diào)度，和對(duì)下層進(jìn)行路由規(guī)劃實(shí)現(xiàn)對(duì)層疊網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流的優(yōu)化管理方法。本發(fā)明的顯著效果是提出了一種滿足層疊網(wǎng)絡(luò)中信息傳輸和服務(wù)質(zhì)量要求業(yè)務(wù)調(diào)度方法，通過建立層疊網(wǎng)絡(luò)上層主問題優(yōu)化模型和下層子問題優(yōu)化模型，并獲得可行解以及減少上層主問題優(yōu)化模型的可行域，從而提高層疊網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)資源優(yōu)化調(diào)度和管理能力。
文檔編號(hào)H04L12/56GK102215168SQ20111014953
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者唐倫, 黃東 申請(qǐng)人:黃東