一種電力通信網(wǎng)絡中路由器服務等級的自適應分級方法
【專利摘要】一種電力通信網(wǎng)絡中路由器服務等級的自適應分級方法，屬于電力通信網(wǎng)絡管理和優(yōu)化【技術(shù)領域】。首先利用延時和丟包率兩個指標區(qū)分網(wǎng)絡中不同業(yè)務的服務等級；其次利用延時、丟包率模型，定義網(wǎng)絡吞吐量與能耗的模型，建立電力通信網(wǎng)絡能效與服務質(zhì)量等級的約束關(guān)系，以網(wǎng)絡能效最大化作為優(yōu)化目標，并將網(wǎng)絡服務質(zhì)量等級和遺傳算法的約束條件作為約束，建立面向多粒度多業(yè)務電力通信的服務等級自適應分級方法；利用遺傳算法通過快速迭代尋優(yōu)進行求解。本發(fā)明在保證一定的電力通信網(wǎng)絡服務質(zhì)量前提下最大化網(wǎng)絡能效，做到網(wǎng)絡能效與服務質(zhì)量的折中，針對電力通信網(wǎng)絡中不同業(yè)務的不同大小的數(shù)據(jù)流為每一個電力通信網(wǎng)絡配置最優(yōu)的服務質(zhì)量等級。
【專利說明】 —種電力通信網(wǎng)絡中路由器服務等級的自適應分級方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于電力通信網(wǎng)絡管理和優(yōu)化【技術(shù)領域】，具體涉及一種電力通信網(wǎng)絡中路由器服務等級的自適應分級方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電力通信網(wǎng)絡是電力系統(tǒng)不可或缺的重要組成部分，是保證電網(wǎng)有效，安全，正常運行的基礎。電力通信網(wǎng)絡隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展，不同于其他的產(chǎn)業(yè)，電力系統(tǒng)的各組成部分通常比較分散且對實時性，健壯性要求很高。隨著信息與通信技術(shù)的快速發(fā)展，電力通信網(wǎng)絡用戶數(shù)量呈指數(shù)式增長，網(wǎng)絡業(yè)務需求快速增加。為了滿足新的業(yè)務和應用需求，電力通信網(wǎng)絡正由提供單一的數(shù)據(jù)服務類型向提供復雜的、多粒度、多業(yè)務服務轉(zhuǎn)變。
[0003]隨著電力通信網(wǎng)絡的異構(gòu)化、復雜化，網(wǎng)絡管理和優(yōu)化變得異常重要。對多粒度、多業(yè)務的服務類型提出了區(qū)分服務的要求，以滿足不同的應用需要。因此，如何進行服務等級有效劃分，對提高電力通信網(wǎng)絡性能異常重要，已成為電力通信網(wǎng)絡的研究重點。通過恰當?shù)姆盏燃墑澐?，以保證提供高吞吐量、高轉(zhuǎn)發(fā)速率、高安全性、低延時和低丟包率的網(wǎng)絡服務，改善網(wǎng)絡性能，提升網(wǎng)絡效率。同時，隨著網(wǎng)絡規(guī)模的擴大，網(wǎng)絡能耗快速遞增，但由于網(wǎng)絡冗余設計準則，網(wǎng)絡規(guī)模的劇增并沒有導致網(wǎng)絡效率的提高，因此現(xiàn)有電力通信網(wǎng)絡存在低效率高能耗問題。而網(wǎng)絡的能效與網(wǎng)絡服務等級是一對矛盾的實體，當前的一些能效的網(wǎng)絡方案，常以犧牲網(wǎng)絡服務等級為代價，從而導致網(wǎng)絡性能大大下降。因此，提出一種在保障網(wǎng)絡服務質(zhì)量的前提下使網(wǎng)絡能效達到最大的服務等級劃分方案具有重要的現(xiàn)實意義。
[0004]經(jīng)過多年的研究，網(wǎng)絡服務等級劃分問題取得了很大的進展。R.Gomes等人提出了一種在虛擬網(wǎng)絡環(huán)境中基于服務等級的實時流量分級代理策略，目的是根據(jù)業(yè)務的服務等級需求將業(yè)務轉(zhuǎn)發(fā)至具有充分資源的虛擬網(wǎng)絡之中。T.Szymanski等人總結(jié)了在具有大吞吐量，高資源利用率和服務等級保證的未來骨干網(wǎng)絡中的數(shù)字視頻多點廣播傳輸問題。文章認為未來網(wǎng)絡路由器只需在目前所存在的路由器基礎上稍做改進。Jin等人研究了多個用戶請求同一業(yè)務的服務等級情況，通過將一個服務等級分為四個子等級，提出了多用戶服務等級選擇的全局最優(yōu)解決方案。
[0005]以上的方法在考慮服務等級指標時只考慮了網(wǎng)絡的帶寬、延時、吞吐量等，沒有考慮網(wǎng)絡能效，因此之前的算法不是高能效的服務等級劃分方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有方法存在的不足，本發(fā)明提出一種電力通信網(wǎng)絡中路由器服務等級的自適應分級方法，以達到在保證網(wǎng)絡服務等級的情況下，最大化網(wǎng)絡能效。
[0007]—種電力通信網(wǎng)絡中路由器服務等級的自適應分級方法，包括以下步驟:
[0008]步驟1、采集待傳數(shù)據(jù)流的信息，主要記錄待傳輸數(shù)據(jù)的初始發(fā)射速率；
[0009]考慮到不同業(yè)務數(shù)據(jù)流的粒度不同，即數(shù)據(jù)流的長度不同，對數(shù)據(jù)流進行等間隔采樣，獲得多個數(shù)據(jù)流片段，記錄每一個采樣點數(shù)據(jù)流片段的初始發(fā)射速率；
[0010]步驟2、在電力通信網(wǎng)絡中將待傳輸數(shù)據(jù)流從源節(jié)點發(fā)送至目的節(jié)點，具體包括如下幾個步驟:
[0011]步驟2.1:確定待分配給各電力通信網(wǎng)絡中路由器的QoS等級；
[0012]步驟2.1.1:確定各電力通信網(wǎng)絡的延時和丟包率；
[0013]時變電力通信網(wǎng)絡具有延時和丟包率特性，根據(jù)每一個電力通信網(wǎng)絡所能提供的不同延時和丟包率特性對電力通信網(wǎng)絡的服務質(zhì)量等級進行劃分，建立滿足電力通信網(wǎng)絡要求的延時和丟包率數(shù)學模型，對不同時刻每個網(wǎng)絡的延時和丟包率進行預測；
[0014]用于計算各電力通信網(wǎng)絡的延時和丟包率的公式如下:
[0015](I)計算各電力通信網(wǎng)絡延時的公式如下:
【權(quán)利要求】
1.一種電力通信網(wǎng)絡中路由器服務等級的自適應分級方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟1、采集待傳數(shù)據(jù)流的信息，主要記錄待傳輸數(shù)據(jù)的初始發(fā)射速率； 考慮到不同業(yè)務數(shù)據(jù)流的粒度不同，即數(shù)據(jù)流的長度不同，對數(shù)據(jù)流進行等間隔采樣，獲得多個數(shù)據(jù)流片段，記錄每一個采樣點數(shù)據(jù)流片段的初始發(fā)射速率； 步驟2、在電力通信網(wǎng)絡中將待傳輸數(shù)據(jù)流從源節(jié)點發(fā)送至目的節(jié)點，具體包括如下幾個步驟: 步驟2.1:確定待分配給各電力通信網(wǎng)絡中路由器的QoS等級； 步驟2.1.1:確定各電力通信網(wǎng)絡的延時和丟包率； 時變電力通信網(wǎng)絡具有延時和丟包率特性，根據(jù)每一個電力通信網(wǎng)絡所能提供的不同延時和丟包率特性對電力通信網(wǎng)絡的服務質(zhì)量等級進行劃分，建立滿足電力通信網(wǎng)絡要求的延時和丟包率數(shù)學模型，對不同時刻每個網(wǎng)絡的延時和丟包率進行預測； 用于計算各電力通信網(wǎng)絡的延時和丟包率的公式如下: (1)計算各電力通信網(wǎng)絡延時的公式如下:
【文檔編號】H04L12/26GK103580958SQ201310552682
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】馬偉哲, 孟凡博, 趙宏昊, 王芝茗, 葛維春, 金鑫, 趙慶杞, 邵喆鑫, 周麗明, 張興華, 林志超, 王健, 陳巖松, 劉楊 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司本溪供電公司, 遼寧郵電規(guī)劃設計院有限公司, 遼寧省醫(yī)療器械檢驗所