本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域,特別涉及一種用于通信網(wǎng)絡(luò)中的流量工程的方法和控制器。
背景技術(shù):
網(wǎng)絡(luò)流量工程(trafficengineering,te)是一種方法來控制網(wǎng)絡(luò)流量,以獲得網(wǎng)絡(luò)整體性的某些特定目標(biāo),如優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)利用率,均衡化網(wǎng)絡(luò)利用率,減少網(wǎng)絡(luò)擁塞程度,減少網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的技術(shù)。
要達(dá)到網(wǎng)絡(luò)的這種整體性目標(biāo),te的最常用的實(shí)現(xiàn)方法是先對全網(wǎng)中所有源和目的地連接需求進(jìn)行估計(或者統(tǒng)計),進(jìn)一步利用各種路由機(jī)制(或網(wǎng)絡(luò)協(xié)議),根據(jù)te目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模日益增長,原有的te的方法計算復(fù)雜度巨大,要執(zhí)行te的所有步驟,其可行性很低。舉例來說,在互聯(lián)網(wǎng)中使用的最典型的路由協(xié)議都是基于以下兩種機(jī)理產(chǎn)生的:
距離向量(distancevector)路由協(xié)議,例如,路由信息協(xié)議(routinginformationprotocol,rip),邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議(bordergatewayprotocolbgp);和鏈路狀態(tài)(linkstate)路由協(xié)議,例如,開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議(openshortestpathfirst,ospf)。
然而,現(xiàn)有的路由協(xié)議的計算復(fù)雜度可以是很大的(特別是對于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)),如距離向量路由使用貝爾曼福特(bellman-ford)算法,有o(|v|*|e|)的復(fù)雜性,其中|v|是節(jié)點(diǎn)數(shù)(numberofnode),以及|e|是邊數(shù)(numberofedge);而鏈路狀態(tài)協(xié)議通常使用一些dijkstra算法的變種,有o(|e|+|v|log|v|)的復(fù)雜性,在這些路由協(xié)議中,計算最好的路徑的方法是把短期鏈路成本設(shè)置為離目的地的距離有關(guān)的成本,但te還需要進(jìn)行多次反復(fù)運(yùn)行這些算法去更新這短期鏈路成本,去實(shí)現(xiàn)前述的某些特定的全網(wǎng)的控制目標(biāo),可見其復(fù)雜度是很大的。實(shí)際應(yīng)用時,網(wǎng)絡(luò)流量工程師一般會手動試錯法去更新這短期鏈路成本,該流程是非常復(fù)雜的,在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)上是不可能實(shí)施的?,F(xiàn)有的一些te是用多協(xié)議標(biāo)簽交換(multiprotocollabelswitching,mpls)方法去實(shí)現(xiàn),然而,需要建立鏈路標(biāo)簽的成本,盡管mpls反復(fù)運(yùn)行的不再是現(xiàn)有的路由協(xié)議,但要實(shí)現(xiàn)te優(yōu)化目標(biāo),亦需要反復(fù)更新標(biāo)簽。盡管這僅是一些例子,實(shí)際的te實(shí)現(xiàn)取決于網(wǎng)絡(luò)流量工程師,例如在選擇網(wǎng)絡(luò)流量工程師可以引入上述協(xié)議的某些變體,如改變鏈路成本或目標(biāo),或允許多個路徑,以實(shí)現(xiàn)其te的目標(biāo),當(dāng)中要反復(fù)運(yùn)行這些算法亦是不能避免的。隨著網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模的升級,如果要完成te的每一步,即由估計全網(wǎng)連路流量需求,到按te目標(biāo)做全網(wǎng)路由優(yōu)化,原有te的巨大復(fù)雜性已不再適用。
再者,網(wǎng)絡(luò)流量工程所要的全網(wǎng)連路流量需求,是基于網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)數(shù)據(jù)而估計的,如果運(yùn)行te的算法速度慢,即使網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)數(shù)據(jù)采樣頻率高,隨著網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的改變,te所用的有效網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息實(shí)際上是有限的(稀疏的)。然而,現(xiàn)有te技術(shù)都是基于網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)數(shù)據(jù)是充足而且是不變的假設(shè)。這種只有稀疏的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)數(shù)據(jù)的情況,按照原有的基于全網(wǎng)絡(luò)的算法難以實(shí)現(xiàn)te控制。
基本上,所有網(wǎng)絡(luò)都有te問題,由于軟件定義網(wǎng)絡(luò)(softwaredefinednetwork,sdn)是一個未來網(wǎng)絡(luò)的重要的可建結(jié)構(gòu),下面以sdn網(wǎng)絡(luò)舉例說明現(xiàn)有的te問題。sdn把控制平面(controlplane)跟數(shù)據(jù)平面(dataplane)分離。因sdn控制器對網(wǎng)絡(luò)的可控性較強(qiáng)(因跟以前分布式網(wǎng)絡(luò)不同,sdn采用集中式控制器的結(jié)構(gòu)(architecture)),所以sdn上的te的效能都比現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)為佳。但要達(dá)到sdnte的(潛在)最佳效能(至少要優(yōu)于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的te效能),現(xiàn)有技術(shù)是同樣是需要全網(wǎng)狀態(tài)的。
就sdn網(wǎng)絡(luò)而言。sdn的結(jié)構(gòu)是集中式的(使得其te的效能都比現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)為佳),在進(jìn)行te控制前,需要估計全網(wǎng)流量需求。但如果要將全網(wǎng)絡(luò)te所需的相關(guān)訊息都采樣,并反饋(feedback)到sdn控制器上,所需的測量數(shù)據(jù)反饋開銷會很大。而且這些信息的有效性一般都低于te的運(yùn)算時間(因為正如前文所述,sdn控制器的高運(yùn)算復(fù)雜度因為所需運(yùn)算量大,在有運(yùn)算結(jié)果前,網(wǎng)絡(luò)場景起變化是正常的)。并且,現(xiàn)有的sdn的技術(shù)需要完全的網(wǎng)絡(luò)訊息(故一般都要密集式采樣),還有需要假設(shè)這些網(wǎng)絡(luò)訊息在tecontrol的運(yùn)算過程中保持為不變量(即常數(shù))。按照原有的基于全網(wǎng)絡(luò)的算法難以實(shí)現(xiàn)te控制。
為了減少大量不必要的采樣(measurement)和反饋(feedback),并能實(shí)時實(shí)現(xiàn)te目標(biāo),如何在低采樣和低反饋開銷的環(huán)境下,同時建立一些一般性的而又可用到這些低采樣和低反饋的數(shù)據(jù)并可以通過低復(fù)雜度算法實(shí)現(xiàn)的te優(yōu)化題,做到等同于全網(wǎng)sdn在全可觀環(huán)境下te的預(yù)期效果成為重中之重的問題。
因此,在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)下,如何實(shí)現(xiàn)在有限采樣下的te成為亟待解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于通信網(wǎng)絡(luò)中的流量工程的方法和控制器,該方法能夠?qū)崿F(xiàn)有限采樣下的te。
第一方面,提供了一種用于通信網(wǎng)絡(luò)中的流量工程的方法,該通信網(wǎng)絡(luò)包括控制器和多個節(jié)點(diǎn),該多個節(jié)點(diǎn)包括靈活節(jié)點(diǎn)和非靈活節(jié)點(diǎn),該靈活節(jié)點(diǎn)與該控制器直接連接,該非靈活節(jié)點(diǎn)與該控制器間接相連,該方法包括:
該控制器從該靈活節(jié)點(diǎn)中確定至少一個采樣節(jié)點(diǎn)和流量采樣的時間頻率,
該控制器通知該至少一個采樣節(jié)點(diǎn)以該時間頻率進(jìn)行流量采樣,并接收每一次采樣的所有采樣節(jié)點(diǎn)的流量采樣數(shù)據(jù);
該控制器根據(jù)每一次采樣的該流量采樣數(shù)據(jù)和該通信網(wǎng)絡(luò)中的鏈路利用率高于第一預(yù)設(shè)值或低于第二預(yù)設(shè)值的鏈路的總流量信息確定流量工程所需要的參數(shù)信息;
該控制器根據(jù)該參數(shù)信息進(jìn)行流量工程控制。
因此,通過確定出的至少一個采樣節(jié)點(diǎn)以時間頻率進(jìn)行流量采樣,該控制器通知該至少一個采樣節(jié)點(diǎn)以時間頻率采樣數(shù)據(jù),并接收每一次采樣的所有采樣節(jié)點(diǎn)的流量采樣數(shù)據(jù);并根據(jù)該流量采用數(shù)據(jù)確定流量工程所需要的參數(shù)信息,最后根據(jù)該參數(shù)信息進(jìn)行流量工程控制。實(shí)現(xiàn)了在有限采樣下的高效高性能te控制。
應(yīng)理解,該流量采樣數(shù)據(jù)包括該通信網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)過或起始于每一個采樣節(jié)點(diǎn)到該通信網(wǎng)絡(luò)中的每一個目的節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)流量。
應(yīng)理解,控制器可以按照現(xiàn)有的通知采用節(jié)點(diǎn),例如可以通過流表下發(fā)的方式等,本發(fā)明實(shí)施例并不對此做限定,同樣的,也可以按照現(xiàn)有的方式實(shí)現(xiàn)控制器獲取采用節(jié)點(diǎn)發(fā)送的采樣數(shù)據(jù),本發(fā)明實(shí)施例并不對此做限定。
流量工程控制的目的是實(shí)現(xiàn)一些te目標(biāo)。例如:降低網(wǎng)絡(luò)擁塞程度、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)利用率、平衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載等??刂破骺梢酝ㄟ^降低通信網(wǎng)絡(luò)中的鏈路的最大利用率來實(shí)現(xiàn)部分的te目標(biāo)。
結(jié)合第一方面,在第一方面的一種實(shí)現(xiàn)方式中,該流量采樣數(shù)據(jù)包括該通信網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)過或起始于每一個采樣節(jié)點(diǎn)到該通信網(wǎng)絡(luò)中的每一個目的節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)流量。
結(jié)合第一方面及其上述實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的另一種實(shí)現(xiàn)方式中,該控制器從該靈活節(jié)點(diǎn)中確定至少一個采樣節(jié)點(diǎn)和流量采樣的時間頻率,包括:
該控制器根據(jù)該通信網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)的預(yù)估總流量確定該至少一個采樣節(jié)點(diǎn)和流量采樣的時間頻率。
結(jié)合第一方面及其上述實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的另一種實(shí)現(xiàn)方式中,該控制器根據(jù)該通信網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)的預(yù)估總流量確定該至少一個采樣節(jié)點(diǎn)和流量采樣的時間頻率,包括:
該控制器根據(jù)以下公式確定該至少一個采樣節(jié)點(diǎn)的個數(shù)和該時間頻率:
|cs|=γ11|c|
v*ts=γ12log(|cs|)
或者
|cs|=log(γ21|c|)
v*ts=γ22|cs|,
其中,|cs|表示該采樣節(jié)點(diǎn)的個數(shù),ts表示該采樣頻率,v表示該預(yù)估總流量,c表示該通信網(wǎng)絡(luò)中靈活節(jié)點(diǎn)的集合,|c|表示該通信網(wǎng)絡(luò)中靈活節(jié)點(diǎn)的個數(shù),γ11,γ12,γ21,γ22為預(yù)設(shè)常數(shù)參數(shù),且0<γ11<1,0<log(γ21|c|)<|c|,
在確定該采樣節(jié)點(diǎn)個數(shù)后,該控制器在該靈活節(jié)點(diǎn)集合中隨機(jī)選取|cs|個節(jié)點(diǎn)作為該采樣節(jié)點(diǎn)的集合;
應(yīng)理解,在本發(fā)明實(shí)施例中,隨機(jī)的機(jī)率不受限制性,例如可以是同等機(jī)率,也可以是按節(jié)點(diǎn)的被訪問的歷史次數(shù)的比例作為機(jī)率的決定,也可以是按節(jié)點(diǎn)的度的比例作為機(jī)率的決定,本發(fā)明實(shí)施例并不對此做限定。
或者,該控制器,對每一個目的節(jié)點(diǎn)d,根據(jù)以下公式確定該至少一個采樣節(jié)點(diǎn)的個數(shù)和該時間頻率:
|csd|=γ11d|c|
vd*tsd=γ12dlog(|csd|)
或者
|csd|=log(γ21d|c|)
vd*tsd=γ22d|csd|,
其中,|csd|表示對應(yīng)該目的節(jié)點(diǎn)d的采樣節(jié)點(diǎn)的個數(shù),tsd表示對應(yīng)該目的節(jié)點(diǎn)d的采樣頻率,vd表示到該目的節(jié)點(diǎn)d的預(yù)估總流量,c表示該通信網(wǎng)絡(luò)中靈活節(jié)點(diǎn)的集合,|c|表示該通信網(wǎng)絡(luò)中靈活節(jié)點(diǎn)的個數(shù),γ11d,γ12d,γ21d,γ22d為預(yù)設(shè)常數(shù)參數(shù),且0<γ11d<1,0<log(γ21d|c|)<|c|,
在確定該采樣節(jié)點(diǎn)個數(shù)后,該控制器針對每一個目的節(jié)點(diǎn)d,在預(yù)先基于靈活節(jié)點(diǎn)的拓?fù)渖傻挠邢蚍茄h(huán)圖dag中的路徑中選取的|csd|個節(jié)點(diǎn),作為該采樣節(jié)點(diǎn)的集合,或在所述靈活節(jié)點(diǎn)集合中隨機(jī)選取|csd|個節(jié)點(diǎn),作為所述采樣節(jié)點(diǎn)的集合。
例如每一個選取的采樣節(jié)點(diǎn)都是從dag中的獨(dú)立的路徑中選取出來的,例如從所有目的節(jié)點(diǎn)d的dag共同的部分中選取共同的|cs|個節(jié)點(diǎn),換句話說,每一個目的節(jié)點(diǎn)d的dag圖可以為同一個dag圖,也可以為不同的dag圖,本發(fā)明實(shí)施例并不限于此。
結(jié)合第一方面及其上述實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的另一種實(shí)現(xiàn)方式中,該流量工程所需要的參數(shù)信息包括每一個靈活節(jié)點(diǎn)到該通信網(wǎng)絡(luò)中的每一個目的節(jié)點(diǎn)的注入業(yè)務(wù)流量和該通信網(wǎng)絡(luò)中的鏈路利用率高于預(yù)設(shè)值的鏈路中不可控的業(yè)務(wù)量,
該控制器根據(jù)每一次采樣的該流量采樣數(shù)據(jù)和該通信網(wǎng)絡(luò)中的鏈路利用率高于第一預(yù)設(shè)值或低于第二預(yù)設(shè)值的鏈路的總流量信息確定流量工程所需要的參數(shù)信息,包括根據(jù)以下公式(1)確定流量工程所需要的參數(shù)信息:
限制條件為:
icurrent=iud=δi+ilastiteration
其中,e表示該通信網(wǎng)絡(luò)中所有鏈路集合,n表示該通信網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的集合,c表示該通信網(wǎng)絡(luò)中所有靈活節(jié)點(diǎn)的集合;
其中,w表示采樣節(jié)點(diǎn),u表示靈活節(jié)點(diǎn),d表示目的節(jié)點(diǎn),δi是指上次采樣時靈活節(jié)點(diǎn)u的注入流量ilastiteration與當(dāng)前采樣時靈活節(jié)點(diǎn)u的注入流量iud的差,vec(δi)表示把所有元件δi(對于所有的u)組成向量。
e表示該通信網(wǎng)絡(luò)中的鏈路利用率高于第一預(yù)設(shè)值的一個鏈路或低于第二預(yù)設(shè)值的一個鏈路,f(e)表示鏈路e的總流量,g(e)表示鏈路e中不可控的業(yè)務(wù)量,
wwd表示該通信網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)過或起始于采樣節(jié)點(diǎn)w到該通信網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)d的業(yè)務(wù)流量,iud表示靈活節(jié)點(diǎn)u到目的節(jié)點(diǎn)d的注入業(yè)務(wù)流量,
從節(jié)點(diǎn)u發(fā)出一個包去目的地d,經(jīng)過鏈路e的總份額表示為αe(u,d),經(jīng)過采樣節(jié)點(diǎn)w的總份額表示為βw(u,d),且當(dāng)w被u發(fā)出的包經(jīng)過表示成u≤w。
上述描述了通過求解l0范數(shù)最小化確定流量工程所需要的參數(shù)信息,本發(fā)明實(shí)施例中,還可以通過其他替代的方式來確定流程工程所需要的參數(shù)信息,例如,可以通過求解l1范數(shù)最小化、加權(quán)l(xiāng)1范數(shù)最小化或者通過求解lp范數(shù)最小化來確定流量工程所需要的參數(shù)信息,其中,0<p≤1。下面分別進(jìn)行詳細(xì)說明。
結(jié)合第一方面及其上述實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的另一種實(shí)現(xiàn)方式中,該流量工程所需要的參數(shù)信息包括每一個靈活節(jié)點(diǎn)到該通信網(wǎng)絡(luò)中的每一個目的節(jié)點(diǎn)的注入業(yè)務(wù)流量和該通信網(wǎng)絡(luò)中的鏈路利用率高于預(yù)設(shè)值的鏈路中不可控的業(yè)務(wù)量,
該控制器根據(jù)每一次采樣的該流量采樣數(shù)據(jù)和該通信網(wǎng)絡(luò)中的鏈路利用率高于第一預(yù)設(shè)值或低于第二預(yù)設(shè)值的鏈路的總流量信息確定流量工程所需要的參數(shù)信息,包括根據(jù)以下公式(2)、公式(3)和公式(4)中的任意一個確定流量工程所需要的參數(shù)信息:
限制條件為:
icurrent=iud=δi+ilastiteration
其中,e表示該通信網(wǎng)絡(luò)中所有鏈路集合,n表示該通信網(wǎng)絡(luò)中所有靈活節(jié)點(diǎn)的集合,c表示該通信網(wǎng)絡(luò)中所有靈活節(jié)點(diǎn)的集合;
其中,w表示采樣節(jié)點(diǎn),u表示靈活節(jié)點(diǎn),d表示目的節(jié)點(diǎn),δi是指上次采樣時靈活節(jié)點(diǎn)u的注入流量ilastiteration與當(dāng)前采樣時靈活節(jié)點(diǎn)u的注入流量iud的差,vec(δi)表示把所有元件δi(對于所有的u)組成向量。
e表示該通信網(wǎng)絡(luò)中的鏈路利用率高于第一預(yù)設(shè)值的一個鏈路或低于第二預(yù)設(shè)值的一個鏈路,f(e)表示鏈路e的總流量,g(e)表示鏈路e中不可控的業(yè)務(wù)量,
wwd表示該通信網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)過或起始于采樣節(jié)點(diǎn)w到該通信網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)d的業(yè)務(wù)流量,iud表示靈活節(jié)點(diǎn)u到目的節(jié)點(diǎn)d的注入業(yè)務(wù)流量,
從節(jié)點(diǎn)u發(fā)出一個包去目的地d,經(jīng)過鏈路e的總份額表示為αe(u,d),經(jīng)過采樣節(jié)點(diǎn)w的總份額表示為βw(u,d),且當(dāng)w被u發(fā)出的包經(jīng)過表示成u≤w;
限制條件為:
icurrent=iud=δi+ilastiteration
其中,m表示權(quán)重,
限制條件為:
icurrent=iud=δi+ilastiteration
結(jié)合第一方面及其上述實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的另一種實(shí)現(xiàn)方式中,所述控制器根據(jù)每一次采樣的所述流量采樣數(shù)據(jù)和所述通信網(wǎng)絡(luò)中的鏈路利用率高于第一預(yù)設(shè)值或低于第二預(yù)設(shè)值的鏈路的總流量信息確定流量工程所需要的參數(shù)信息,包括根據(jù)凸優(yōu)化方法(其中還可以包括剃度算法)求解公式(2)和公式(3),和以連續(xù)凸優(yōu)化逼近法(continuousconvexoptimizationapproximation)(其中可以包括連續(xù)使用剃度算法)求解公式(4)中的任意一個確定流量工程所需要的參數(shù)信息。
結(jié)合第一方面及其上述實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的另一種實(shí)現(xiàn)方式中,該控制器根據(jù)該參數(shù)信息進(jìn)行流量工程控制,包括:該控制器根據(jù)該參數(shù)信息最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的所有路徑的成本。
結(jié)合第一方面及其上述實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的另一種實(shí)現(xiàn)方式中,該控制器根據(jù)該參數(shù)信息最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的所有路徑的成本,包括該控制器根據(jù)以下公式(5)所述通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)成本:
限制條件為:
其中,e表示所述鏈路,e表示所有鏈路的集合,c表示靈活節(jié)點(diǎn)的集合,u表示靈活節(jié)點(diǎn),d表示目的節(jié)點(diǎn),n表示所有節(jié)點(diǎn)的集合,iud表示靈活節(jié)點(diǎn)u到目的節(jié)點(diǎn)d的注入業(yè)務(wù)流量,pud表示所有從u至d的可行路徑的集合,
應(yīng)注意,可行路徑的示例是按傳統(tǒng)的方法,例如在ospf(開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議)中,如果u’是路徑中的一點(diǎn)而且是傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)(非靈活節(jié)點(diǎn)),路徑p中u’的下一節(jié)點(diǎn)便是往d的最短路徑中的下一節(jié)點(diǎn),可行路徑的另一個示例可以是網(wǎng)絡(luò)管理員自定義的路徑集合。
p∈pud表示p表示pud中的一條可行路徑。x(p)表示路徑p的流量。
即按所有鏈路e的可控帶寬的利用率構(gòu)造的一個函數(shù),即設(shè)定所有鏈路e的可控帶寬的利用率
結(jié)合第一方面及其上述實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的另一種實(shí)現(xiàn)方式中,所述控制器根據(jù)所述參數(shù)信息最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的所有路徑的成本,包括所述控制器根據(jù)以下公式(6)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的所有路徑的最大成本:
限制條件為:
其中,e表示所述鏈路,e表示所有鏈路的集合,c表示靈活節(jié)點(diǎn)的集合,u表示靈活節(jié)點(diǎn),d表示目的節(jié)點(diǎn),n表示所有節(jié)點(diǎn)的集合,iud表示靈活節(jié)點(diǎn)u到目的節(jié)點(diǎn)d的注入業(yè)務(wù)流量,pud表示所有從u至d的可行路徑的集合,p∈pud表示p表示pud中的一條可行路徑。x(p)表示路徑p的流量。
結(jié)合第一方面及其上述實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的另一種實(shí)現(xiàn)方式中,所述控制器根據(jù)所述參數(shù)信息最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中所有路徑的成本,包括所述控制器根據(jù)公式(5-11)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)成本:
限制條件為:
0≤he(θ)≤1
其中,e表示所述鏈路,e表示所有鏈路的集合,c表示靈活節(jié)點(diǎn)的集合,u表示靈活節(jié)點(diǎn),d表示目的節(jié)點(diǎn),n表示所有節(jié)點(diǎn)的集合,iud表示靈活節(jié)點(diǎn)u到目的節(jié)點(diǎn)d的注入業(yè)務(wù)流量,pud表示所有從u至d的可行路徑的集合,p∈pud表示p表示pud中的一條可行路徑,x(p)表示路徑p的流量,λ表示最大的網(wǎng)絡(luò)吞吐量比例,
其中,根據(jù)權(quán)重參數(shù)γe和γp的不同權(quán)重情況,he(θ)可以為以下中的任意一種:
和
也就是說,在構(gòu)造表示網(wǎng)絡(luò)成本的
針對上述四種情況,公式(5-11)可以變換成如下公式(5-12)、(5-13)、(5-14)和(5-15)。
限制條件為:
限制條件為:
限制條件為:
限制條件為:
結(jié)合第一方面及其上述實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的另一種實(shí)現(xiàn)方式中,所述控制器根據(jù)所述參數(shù)信息最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中所有路徑的成本,包括所述控制器根據(jù)公式(5-21)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)成本:
限制條件為:
0≤he(θ)≤1
其中,e表示所述鏈路,e表示所有鏈路的集合,c表示靈活節(jié)點(diǎn)的集合,u表示靈活節(jié)點(diǎn),d表示目的節(jié)點(diǎn),n表示所有節(jié)點(diǎn)的集合,iud表示靈活節(jié)點(diǎn)u到目的節(jié)點(diǎn)d的注入業(yè)務(wù)流量,pud表示所有從u至d的可行路徑的集合,p∈pud表示p表示pud中的一條可行路徑,x(p)表示路徑p的流量,λ表示最大的網(wǎng)絡(luò)吞吐量比例,
其中,根據(jù)權(quán)重參數(shù)γe和γp的不同權(quán)重情況,he(θ)可以為以下中的任意一種:
和
也就是說,在構(gòu)造表示網(wǎng)絡(luò)成本
針對上述四種情況,公式(5-21)可以變換成如下公式(5-22)、(5-23)(5-24)和(5-25)。
限制條件為:
限制條件為:
限制條件為:
限制條件為:
1≤θ
結(jié)合第一方面及其上述實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的另一種實(shí)現(xiàn)方式中,所述控制器根據(jù)所述參數(shù)信息最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中所有路徑的成本,包括所述控制器根據(jù)公式(6-11)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)成本:
限制條件為:
0≤ke(λ)≤λ
其中,e表示所述鏈路,e表示所有鏈路的集合,c表示靈活節(jié)點(diǎn)的集合,u表示靈活節(jié)點(diǎn),d表示目的節(jié)點(diǎn),n表示所有節(jié)點(diǎn)的集合,iud表示靈活節(jié)點(diǎn)u到目的節(jié)點(diǎn)d的注入業(yè)務(wù)流量,pud表示所有從u至d的可行路徑的集合,p∈pud表示p表示pud中的一條可行路徑,x(p)表示路徑p的流量,
結(jié)合第一方面及其上述實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的另一種實(shí)現(xiàn)方式中,所述控制器根式(6-11)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)成本,包括:
所述控制器將所述ke(λ)作為常數(shù),并采用低復(fù)雜度的最大并發(fā)分?jǐn)?shù)流算法求解公式(6-11)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)成本。
也就是說,控制器可以根據(jù)把(6-11)中的ke(λ)看成一個常數(shù)(即當(dāng)前迭代參數(shù)),以低復(fù)雜度的最大并發(fā)分?jǐn)?shù)流算法最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)成本。其中,最大并發(fā)分?jǐn)?shù)流算法中的短期鏈路成本會跟這當(dāng)前迭代參數(shù)有關(guān),例如,短期路徑成本與鏈路的利用率成正比或正相關(guān)。
結(jié)合第一方面及其上述實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的另一種實(shí)現(xiàn)方式中,
所述控制器根據(jù)所述參數(shù)信息最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中所有路徑的成本,包括所述控制器根據(jù)公式(6-12)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的所有路徑的最大成本:
限制條件為:
0≤ke(λ)≤λ
其中,e表示所述鏈路,e表示所有鏈路的集合,c表示靈活節(jié)點(diǎn)的集合,u表示靈活節(jié)點(diǎn),d表示目的節(jié)點(diǎn),n表示所有節(jié)點(diǎn)的集合,iud表示靈活節(jié)點(diǎn)u到目的節(jié)點(diǎn)d的注入業(yè)務(wù)流量,pud表示所有從u至d的可行路徑的集合,p∈pud表示p表示pud中的一條可行路徑,x(p)表示路徑p的流量,
結(jié)合第一方面及其上述實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的另一種實(shí)現(xiàn)方式中,
所述控制器以下公式:公式(6-12)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)成本,包括:
所述控制將ke(λ)作為常數(shù),并采用低復(fù)雜度的最大并發(fā)分?jǐn)?shù)流算法求解公式(6-12)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的所有路徑的最大成本。
也就是說,控制器可以根據(jù)把(6-12)中的ke(λ)看成一個常數(shù)(即當(dāng)前迭代參數(shù)),以低復(fù)雜度的最大并發(fā)分?jǐn)?shù)流算法最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)成本。其中,最大并發(fā)分?jǐn)?shù)流算法中的短期鏈路成本會跟這當(dāng)前迭代參數(shù)有關(guān),例如,短期路徑成本與鏈路的利用率成正比或正相關(guān)。
結(jié)合第一方面及其上述實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的另一種實(shí)現(xiàn)方式中,所述控制器根據(jù)所述參數(shù)信息最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中所有路徑的成本,包括所述控制器根據(jù)公式(6-21)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)成本:
限制條件為:
0≤ke(λ)≤1
其中,e表示所述鏈路,e表示所有鏈路的集合,c表示靈活節(jié)點(diǎn)的集合,u表示靈活節(jié)點(diǎn),d表示目的節(jié)點(diǎn),n表示所有節(jié)點(diǎn)的集合,iud表示靈活節(jié)點(diǎn)u到目的節(jié)點(diǎn)d的注入業(yè)務(wù)流量,pud表示所有從u至d的可行路徑的集合,p∈pud表示p表示pud中的一條可行路徑,x(p)表示路徑p的流量,λ表示均衡網(wǎng)絡(luò)下的網(wǎng)絡(luò)吞吐量相關(guān)參數(shù),
結(jié)合第一方面及其上述實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的另一種實(shí)現(xiàn)方式中,所述控制器公式(6-21)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)成本,包括:
所述控制器將所述ke(λ)作為常數(shù),并采用低復(fù)雜度的最大并發(fā)分?jǐn)?shù)流算法(fractionalmaximumconcurrentflow)求解公式(6-21)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)成本。
也就是說,控制器可以根據(jù)把(6-21)中的ke(λ)看成一個常數(shù)(即當(dāng)前迭代參數(shù)),即采取其任意一種,以低復(fù)雜度的最大并發(fā)分?jǐn)?shù)流算法最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)成本。其中,最大并發(fā)分?jǐn)?shù)流算法中的短期鏈路成本會跟這當(dāng)前迭代參數(shù)有關(guān),例如,短期路徑成本與鏈路的利用率成正比或正相關(guān)。
結(jié)合第一方面及其上述實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的另一種實(shí)現(xiàn)方式中,所述控制器根據(jù)所述參數(shù)信息最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中所有路徑的成本,包括所述控制器根據(jù)公式(6-22)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的所有路徑的最大成本:
限制條件為:
0≤ke(λ)≤1
其中,e表示所述鏈路,e表示所有鏈路的集合,c表示靈活節(jié)點(diǎn)的集合,u表示靈活節(jié)點(diǎn),d表示目的節(jié)點(diǎn),n表示所有節(jié)點(diǎn)的集合,iud表示靈活節(jié)點(diǎn)u到目的節(jié)點(diǎn)d的注入業(yè)務(wù)流量,pud表示所有從u至d的可行路徑的集合,p∈pud表示p表示pud中的一條可行路徑,x(p)表示路徑p的流量,λ表示均衡網(wǎng)絡(luò)下的網(wǎng)絡(luò)吞吐量相關(guān)參數(shù),
ke(λ)=γeλ;
結(jié)合第一方面及其上述實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的另一種實(shí)現(xiàn)方式中,所述控制器根據(jù)公式(6-22)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)成本,包括:
所述控制器將所述ke(λ)作為常數(shù),并采用改進(jìn)的最大并發(fā)分?jǐn)?shù)流算法求解公式(6-22)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)成本,
也就是說,控制器根據(jù)把(6-22)中的ke(λ)看成一個常數(shù)(即當(dāng)前迭代參數(shù)),以一個改版的最大并發(fā)分?jǐn)?shù)流算法(即把原版的最大并發(fā)分?jǐn)?shù)流算法中的短期鏈路成本看成正值,在此之上,設(shè)置一個新的跟這當(dāng)前迭代參數(shù)有關(guān)的短期鏈路成本,并把它看成負(fù)值)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)成本。
因此,通過上述方案,本發(fā)明實(shí)例,能夠?qū)崿F(xiàn)快速te控制,并且能夠以低復(fù)雜度的算法去實(shí)現(xiàn)不同現(xiàn)有技術(shù)認(rèn)為高復(fù)雜度的現(xiàn)有te控制問題。換句話說,本發(fā)明實(shí)施例提出并解決更普遍性的te控制問題,使實(shí)時te可以實(shí)現(xiàn)。
第二方面,提供了一種通信網(wǎng)絡(luò)中的控制器,該控制器能夠?qū)崿F(xiàn)第一方面及其實(shí)現(xiàn)方式中的任一實(shí)現(xiàn)方式,該控制器中的各個模塊的操作和/或功能,分別用于實(shí)現(xiàn)的第一方面及其實(shí)現(xiàn)方式中的相應(yīng)方法特征,為了簡潔,在此不再贅述。
第三方面,提供了一種通信網(wǎng)絡(luò)中的控制器,該控制器包括存儲指令的存儲器和處理器,其中,該處理器執(zhí)行該指令進(jìn)行如第一方面及其各種實(shí)現(xiàn)方式中的任一種用于通信網(wǎng)絡(luò)中的流量工程的方法。
第四方面,提供了一種處理裝置,該處理裝置應(yīng)用于通信系統(tǒng)中。該處理裝置可以為一個或多個處理器或芯片。在其他可能情況下,該處理裝置也可以為通信系統(tǒng)中的實(shí)體裝置或虛擬裝置。該處理裝置被配置用于執(zhí)行上述第一方面及其各種實(shí)現(xiàn)方式中的任一種用于通信網(wǎng)絡(luò)中的流量工程的方法。
第五方面,提供了一種計算機(jī)程序產(chǎn)品,該計算機(jī)程序產(chǎn)品包括:計算機(jī)程序代碼,當(dāng)該計算機(jī)程序代碼被通信設(shè)備的計算單元、處理單元或處理器運(yùn)行時,使得該通信設(shè)備執(zhí)行上述第一方面及其各種實(shí)現(xiàn)方式中的任一種用于通信網(wǎng)絡(luò)中的流量工程的方法。
第六方面,提供了一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì),該計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存儲有程序,該程序使得通信設(shè)備執(zhí)行上述第一方面及其各種實(shí)現(xiàn)方式中的任一種用于通信網(wǎng)絡(luò)中的流量工程的方法。
基于上述技術(shù)方案,本發(fā)明實(shí)施例通過確定出的至少一個采樣節(jié)點(diǎn)以時間頻率進(jìn)行流量采樣,該控制器通知該至少一個采樣節(jié)點(diǎn)以時間頻率采樣數(shù)據(jù),并接收每一次采樣的所有采樣節(jié)點(diǎn)的流量采樣數(shù)據(jù);并根據(jù)該流量采用數(shù)據(jù)確定流量工程所需要的參數(shù)信息,最后根據(jù)該參數(shù)信息進(jìn)行流量工程控制。實(shí)現(xiàn)了在有限采樣下的te控制。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案,下面將對本發(fā)明實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面所描述的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例可使用的sdn網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的用于通信網(wǎng)絡(luò)中的流量工程的方法示意流程圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于通信網(wǎng)絡(luò)中的流量工程的方法示意流程圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的通信網(wǎng)絡(luò)中控制器設(shè)備的示意框圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的通信網(wǎng)絡(luò)中控制器設(shè)備的示意框圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例,而不是全部實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
應(yīng)理解,本發(fā)明實(shí)例可以應(yīng)用于各種通信網(wǎng)絡(luò)(尤指通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層),例如:ip網(wǎng)絡(luò)(ipnetwork),基于多協(xié)議標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)(mpls-basednetwork),自組織網(wǎng)絡(luò)(ad-hocnetwork),信息中心網(wǎng)絡(luò)(informationcentricnetwork),內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)(contentdistributionnetwork),sdn,而且應(yīng)理解,本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案可以兼容于各種通信系統(tǒng)的技術(shù)(尤指通信系統(tǒng)的接入層)(即不依賴于特定通信系統(tǒng)的技術(shù))例如可以兼容以下通信系統(tǒng)的技術(shù):不同的無線通信系統(tǒng),包括全球移動通訊(globalsystemofmobilecommunication,gsm)系統(tǒng)、碼分多址(codedivisionmultipleaccess,cdma)系統(tǒng)、寬帶碼分多址(widebandcodedivisionmultipleaccess,wcdma)系統(tǒng)、通用分組無線業(yè)務(wù)(generalpacketradioservice,gprs)、長期演進(jìn)(longtermevolution,lte)系統(tǒng)、lte頻分雙工(frequencydivisionduplex,fdd)系統(tǒng)、lte時分雙工(timedivisionduplex,tdd)、通用移動通信系統(tǒng)(universalmobiletelecommunicationsystem,umts)或全球互聯(lián)微波接入(worldwideinteroperabilityformicrowaveaccess,wimax)通信系統(tǒng)及固定線路網(wǎng)絡(luò)(簡稱固網(wǎng))等。下面僅以sdn網(wǎng)絡(luò)(及以固網(wǎng)技術(shù)),舉例進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例可使用的sdn網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)示意圖。如圖1所示的sdn網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中包括控制器和節(jié)點(diǎn)1至15,其中,節(jié)點(diǎn)2、9、14直接與控制器連接,為靈活節(jié)點(diǎn);節(jié)點(diǎn)1、3、4、5、6、7、8、10、11、12、13、15間接與該控制器間接相連,為非靈活節(jié)點(diǎn)。
下面結(jié)合圖1的場景,首先定義對本發(fā)明實(shí)施例中的一些跟te有關(guān)的流量數(shù)據(jù)的術(shù)語和符號:
在圖1中,該sdn網(wǎng)絡(luò)可以被建模為一個圖g=(n,e),所有節(jié)點(diǎn)的集合被表示為n,而所有鏈路的集合被表示為e;在集合n中,當(dāng)中有一子集合c,稱為sdn轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備(sdn-forwardingelement,簡稱sdn-fe;即靈活節(jié)點(diǎn)(flexiblenode)或1類節(jié)點(diǎn))),它們是直接連接到sdn控制器(sdncontroller,簡稱sdn-)的節(jié)點(diǎn);其他節(jié)點(diǎn)均稱為非靈活節(jié)點(diǎn)或2類節(jié)點(diǎn),所組成的集合被表示為d.即靈活節(jié)點(diǎn)集合為c,和非靈活節(jié)集合為d。在圖1中,節(jié)點(diǎn)上的號碼代表節(jié)點(diǎn)的編號,集合n包含所有節(jié)點(diǎn),即節(jié)點(diǎn)1到節(jié)點(diǎn)15,而集合c包括{2,9,14},這三個節(jié)點(diǎn),集合d包括{1,3,4,5,6,7,8,10,11,12,13,15}。
從源節(jié)點(diǎn)行進(jìn)到目的地節(jié)點(diǎn)而不經(jīng)過靈活節(jié)點(diǎn)的流被稱為不可控流(uncontrollabletraffic),
其他業(yè)務(wù)必須經(jīng)過至少一個靈活節(jié)點(diǎn)(或始發(fā)于靈活節(jié)點(diǎn)(即靈活節(jié)點(diǎn)是業(yè)務(wù)的源節(jié)點(diǎn))),因靈活節(jié)點(diǎn)的可控性,這些業(yè)務(wù)也稱可控流(controllabletraffic)。
對應(yīng)于每一鏈路e,總流量表示為f(e),不可控的部分表示為g(e)。
tsd表示從n中的源節(jié)點(diǎn)s到n中的目的節(jié)點(diǎn)的總流量。
wud表示經(jīng)過或起始與c中的節(jié)點(diǎn)u到n中的目的節(jié)點(diǎn)d的總流量。
iud表示由c中的節(jié)點(diǎn)u注入到到n中的目的節(jié)點(diǎn)d的總流量。
根據(jù)上述定義,可以肯定的是wud≥tud.。
圖2為根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的用于通信網(wǎng)絡(luò)中的流量工程的方法,該通信網(wǎng)絡(luò)例如可以為如圖1中的sdn網(wǎng)絡(luò),本發(fā)明實(shí)施例并不限于此,該通信網(wǎng)絡(luò)包括控制器和多個節(jié)點(diǎn),該多個節(jié)點(diǎn)包括靈活節(jié)點(diǎn)和非靈活節(jié)點(diǎn),該靈活節(jié)點(diǎn)與該控制器直接連接,該非靈活節(jié)點(diǎn)與該控制器間接相連,該方法可以由控制器執(zhí)行,該方法包括:
210,控制器從該靈活節(jié)點(diǎn)中確定至少一個采樣節(jié)點(diǎn)和流量采樣的時間頻率。
220,該控制器通知該至少一個采樣節(jié)點(diǎn)以該時間頻率進(jìn)行流量采樣,并接收每一次采樣的所有采樣節(jié)點(diǎn)的流量采樣數(shù)據(jù)。
230,該控制器根據(jù)每一次采樣的該流量采樣數(shù)據(jù)和該通信網(wǎng)絡(luò)中的鏈路利用率高于第一預(yù)設(shè)值或低于第二預(yù)設(shè)值的鏈路的總流量信息確定流量工程所需要的參數(shù)信息。
240,該控制器根據(jù)該參數(shù)信息進(jìn)行流量工程控制。
因此,本發(fā)明實(shí)施例通過確定出的至少一個采樣節(jié)點(diǎn)以時間頻率進(jìn)行流量采樣,該控制器通知該至少一個采樣節(jié)點(diǎn)以時間頻率采樣數(shù)據(jù),并接收每一次采樣的所有采樣節(jié)點(diǎn)的流量采樣數(shù)據(jù);并根據(jù)該流量采用數(shù)據(jù)確定流量工程所需要的參數(shù)信息,最后根據(jù)該參數(shù)信息進(jìn)行流量工程控制。實(shí)現(xiàn)了在有限采樣下的te控制。
應(yīng)理解,應(yīng)理解第一預(yù)設(shè)預(yù)設(shè)大于第二預(yù)設(shè)值。該流量采樣數(shù)據(jù)包括該通信網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)過或起始于每一個采樣節(jié)點(diǎn)到該通信網(wǎng)絡(luò)中的每一個目的節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)流量。
應(yīng)理解,在220中,控制器可以按照現(xiàn)有的通知采用節(jié)點(diǎn),例如可以通過流表下發(fā)的方式等,本發(fā)明實(shí)施例并不對此做限定,同樣的,也可以按照現(xiàn)有的方式實(shí)現(xiàn)控制器獲取采用節(jié)點(diǎn)發(fā)送的采樣數(shù)據(jù),本發(fā)明實(shí)施例并不對此做限定。
可選地,作為另一實(shí)施例,在210中,該控制器根據(jù)該通信網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)的預(yù)估總流量確定該至少一個采樣節(jié)點(diǎn)和流量采樣的時間頻率。
進(jìn)一步地,作為另一實(shí)施例,在210中,該控制器根據(jù)以下公式確定該至少一個采樣節(jié)點(diǎn)的個數(shù)和該時間頻率:
|cs|=γ11|c|
v*ts=γ12log(|cs|)
或者
|cs|=log(γ21|c|)
v*ts=γ22|cs|,
其中,|cs|表示該采樣節(jié)點(diǎn)的個數(shù),ts表示該采樣頻率,v表示該預(yù)估總流量,c表示該通信網(wǎng)絡(luò)中靈活節(jié)點(diǎn)的集合,|c|表示該通信網(wǎng)絡(luò)中靈活節(jié)點(diǎn)的個數(shù),γ11,γ12,γ21,γ22為預(yù)設(shè)常數(shù)參數(shù),且,0<γ11<1,0<log(γ21|c|)<|c|,
在確定該采樣節(jié)點(diǎn)個數(shù)后,該控制器在該靈活節(jié)點(diǎn)集合中隨機(jī)選取|cs|個節(jié)點(diǎn)作為該采樣節(jié)點(diǎn)的集合。
應(yīng)理解,在本發(fā)明實(shí)施例中,隨機(jī)的機(jī)率不受限制性,例如可以是同等機(jī)率,也可以是按節(jié)點(diǎn)的被訪問的歷史次數(shù)的比例作為機(jī)率的決定,也可以是按節(jié)點(diǎn)的度的比例作為機(jī)率的決定,本發(fā)明實(shí)施例并不對此做限定。
或者,該控制器,對每一個目的節(jié)點(diǎn)d,根據(jù)以下公式確定該至少一個采樣節(jié)點(diǎn)的個數(shù)和該時間頻率:
|csd|=γ11d|c|
vd*tsd=γ12dlog(|csd|)
或者
|csd|=log(γ21d|c|)
vd*tsd=γ22d|csd|,
其中,|csd|表示對應(yīng)該目的節(jié)點(diǎn)d的采樣節(jié)點(diǎn)的個數(shù),tsd表示對應(yīng)該目的節(jié)點(diǎn)d的采樣頻率,vd表示到該目的節(jié)點(diǎn)d的預(yù)估總流量,c表示該通信網(wǎng)絡(luò)中靈活節(jié)點(diǎn)的集合,|c|表示該通信網(wǎng)絡(luò)中靈活節(jié)點(diǎn)的個數(shù),γ11d,γ12d,γ21d,γ22d為預(yù)設(shè)常數(shù)參數(shù),且0<γ11d<1,0<log(γ21d|c|)<|c|。
該控制器針對每一個目的節(jié)點(diǎn)d,在預(yù)先基于靈活節(jié)點(diǎn)的拓?fù)渖傻挠邢蚍茄h(huán)圖(directedacyclicgraph,dag)中的路徑中選取的|csd|個節(jié)點(diǎn),作為該采樣節(jié)點(diǎn)的集合,或在所述靈活節(jié)點(diǎn)集合中隨機(jī)選取|csd|個節(jié)點(diǎn),作為所述采樣節(jié)點(diǎn)的集合。
例如每一個選取的采樣節(jié)點(diǎn)都是從dag中的獨(dú)立的路徑中選取出來的,例如從所有目的節(jié)點(diǎn)d的dag共同的部分中選取共同的|csd|個節(jié)點(diǎn),換句話說,每一個目的節(jié)點(diǎn)d的dag圖可以為同一個dag圖,也可以為不同的dag圖,本發(fā)明實(shí)施例并不限于此。
可選地,作為另一實(shí)施例,該流量工程所需要的參數(shù)信息包括每一個靈活節(jié)點(diǎn)到該通信網(wǎng)絡(luò)中的每一個目的節(jié)點(diǎn)的注入業(yè)務(wù)流量和該通信網(wǎng)絡(luò)中的鏈路利用率高于預(yù)設(shè)值的鏈路中不可控的業(yè)務(wù)量,
在230中,控制器根據(jù)以下公式(1)確定流量工程所需要的參數(shù)信息:
限制條件為:
icurrent=iud=δi+ilastiteration
其中,e表示該通信網(wǎng)絡(luò)中所有鏈路集合,n表示該通信網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的集合,c表示該通信網(wǎng)絡(luò)中所有靈活節(jié)點(diǎn)的集合;
其中,w表示采樣節(jié)點(diǎn),u表示靈活節(jié)點(diǎn),d表示目的節(jié)點(diǎn),δi是指上次采樣時靈活節(jié)點(diǎn)u的注入流量ilastiteration與當(dāng)前采樣時靈活節(jié)點(diǎn)u的注入流量iud的差,vec(δi)表示把所有元件δi(對于所有的u)組成向量。
從節(jié)點(diǎn)u發(fā)出一個包去目的地d,經(jīng)過鏈路e的總份額表示為αe(u,d),經(jīng)過采樣節(jié)點(diǎn)w的總份額表示為βw(u,d),且當(dāng)w被u發(fā)出的包經(jīng)過表示成u≤w。
上述描述了通過求解l0范數(shù)最小化確定流量工程所需要的參數(shù)信息,本發(fā)明實(shí)施例中,還可以通過其他替代的方式來確定流程工程所需要的參數(shù)信息,例如,可以通過求解l1范數(shù)最小化、加權(quán)l(xiāng)1范數(shù)最小化或者通過求解lp范數(shù)最小化來確定流量工程所需要的參數(shù)信息,其中,0<p≤1。下面分別進(jìn)行詳細(xì)說明。
可替代的,在230中,控制器根據(jù)以下公式(2)、公式(3)和公式(4)中的任意一個確定流量工程所需要的參數(shù)信息:
其中,公式(2)表示求解l1范數(shù)最小化,即
限制條件為:
icurrent=iud=δi+ilastiteration
其中,e表示該通信網(wǎng)絡(luò)中所有鏈路集合,n表示該通信網(wǎng)絡(luò)中所有靈活節(jié)點(diǎn)的集合,c表示該通信網(wǎng)絡(luò)中所有靈活節(jié)點(diǎn)的集合;
其中,w表示采樣節(jié)點(diǎn),u表示靈活節(jié)點(diǎn),d表示目的節(jié)點(diǎn),δi是指上次采樣時靈活節(jié)點(diǎn)u的注入流量ilastiteration與當(dāng)前采樣時靈活節(jié)點(diǎn)u的注入流量iud的差,vec(δi)表示把所有元件δi(對于所有的u)組成向量。
e表示該通信網(wǎng)絡(luò)中的鏈路利用率高于第一預(yù)設(shè)值的一個鏈路或低于第二預(yù)設(shè)值的一個鏈路,f(e)表示鏈路e的總流量,g(e)表示鏈路e中不可控的業(yè)務(wù)量,
wwd表示該通信網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)過或起始于采樣節(jié)點(diǎn)w到該通信網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)d的業(yè)務(wù)流量,iud表示靈活節(jié)點(diǎn)u到目的節(jié)點(diǎn)d的注入業(yè)務(wù)流量,
從節(jié)點(diǎn)u發(fā)出一個包去目的地d,經(jīng)過鏈路e的總份額表示為αe(u,d),經(jīng)過采樣節(jié)點(diǎn)w的總份額表示為βw(u,d),且當(dāng)w被u發(fā)出的包經(jīng)過表示成u≤w;minδi||vec(δi)||l1表示vec(δi)的最小l1范數(shù)。
公式(3)表示求解加權(quán)l(xiāng)1范數(shù)最小化,即
初始化設(shè)定權(quán)重m=1
重復(fù)求解以下公式(3),直到一些(可以選擇)優(yōu)化參數(shù)不變或幾乎沒有變化,例如w,或δi不變或幾乎沒有變化,然后停止:
限制條件為:
icurrent=iud=δi+ilastiteration
其中,m表示權(quán)重,
公式(4)表示求解lp范數(shù)最小化,或加權(quán)l(xiāng)p范數(shù)最小化(其中0<p≤1,即把公式(2),或公式(3)的l1范數(shù)更改成lp范數(shù).
限制條件為:
icurrent=iud=δi+ilastiteration
應(yīng)理解,在240中,流量工程控制的目的是實(shí)現(xiàn)一些te目標(biāo)。例如:降低網(wǎng)絡(luò)擁塞程度、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)利用率、平衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載等。控制器可以通過降低通信網(wǎng)絡(luò)中的鏈路的最大利用率來實(shí)現(xiàn)部分的te目標(biāo)。
相應(yīng)地,作為另一實(shí)施例,在240中,該控制器根據(jù)該參數(shù)信息最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的所有路徑的成本。
進(jìn)一步地,作為另一實(shí)施例,在240中,該控制器根據(jù)以下公式(5)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)成本:
限制條件為:
其中,e表示所述鏈路,e表示所有鏈路的集合,c表示靈活節(jié)點(diǎn)的集合,u表示靈活節(jié)點(diǎn),d表示目的節(jié)點(diǎn),n表示所有節(jié)點(diǎn)的集合,iud表示靈活節(jié)點(diǎn)u到目的節(jié)點(diǎn)d的注入業(yè)務(wù)流量,pud表示所有從u至d的可行路徑的集合,應(yīng)注意,可行路徑的示例是按傳統(tǒng)的方法,例如在開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議(ospf)中,如果u’是路徑中的一點(diǎn)而且是傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)(非靈活節(jié)點(diǎn)),路徑p中u’的下一節(jié)點(diǎn)便是往d的最短路徑中的下一節(jié)點(diǎn),可行路徑的另一個示例可以是網(wǎng)絡(luò)管理員自定義的路徑集合。
p∈pud表示p表示pud中的一條可行路徑。x(p)表示路徑p的流量。
可替代的,作為另一實(shí)施例,控制器根據(jù)以下公式(6)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的所有路徑的最大成本:
限制條件為:
其中,e表示所述鏈路,e表示所有鏈路的集合,c表示靈活節(jié)點(diǎn)的集合,u表示靈活節(jié)點(diǎn),d表示目的節(jié)點(diǎn),n表示所有節(jié)點(diǎn)的集合,iud表示靈活節(jié)點(diǎn)u到目的節(jié)點(diǎn)d的注入業(yè)務(wù)流量,pud表示所有從u至d的可行路徑的集合,p∈pud表示p表示pud中的一條可行路徑。x(p)表示路徑p的流量。
應(yīng)理解,可替代地,該控制器根據(jù)該參數(shù)信息,根據(jù)公式(5)或(6)的等量轉(zhuǎn)換的解或近似解及其實(shí)現(xiàn)方法,具體地,可以根據(jù)(5)的特殊例子,如公式(5-11)、公式(5-12)、公式(5-13)、公式(5-14)和公式(5-15);和公式(5-21)、公式(5-22)、公式(5-23)、公式(5-24)和公式(5-25);以及公式(6)的特殊例子公式(6-11)和公式(6-12);以及公式(6-21)和公式(6-22)中任一種公式最小化路徑成本。下面分別進(jìn)行描述。
可替代地,控制器根據(jù)以下公式:公式(5-11)、公式(5-12)、公式(5-13)、公式(5-14)和公式(5-15)中的任意一種最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)成本。
具體地,所述控制器根據(jù)所述參數(shù)信息最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中所有路徑的成本,包括所述控制器根據(jù)公式(5-11)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)成本:
限制條件為:
0≤he(θ)≤1
其中,e表示所述鏈路,e表示所有鏈路的集合,c表示靈活節(jié)點(diǎn)的集合,u表示靈活節(jié)點(diǎn),d表示目的節(jié)點(diǎn),n表示所有節(jié)點(diǎn)的集合,iud表示靈活節(jié)點(diǎn)u到目的節(jié)點(diǎn)d的注入業(yè)務(wù)流量,pud表示所有從u至d的可行路徑的集合,p∈pud表示p表示pud中的一條可行路徑,x(p)表示路徑p的流量,
其中,根據(jù)權(quán)重參數(shù)γe和γp的不同權(quán)重情況,he(θ)可以為以下中的任意一種:
和
也就是說,在構(gòu)造表示網(wǎng)絡(luò)成本的
針對上述四種情況,公式(5-11)可以變換成如下公式(5-12)、(5-13)、(5-14)和(5-15)。
限制條件為:
限制條件為:
限制條件為:
限制條件為:
可替代地,控制器根據(jù)以下公式:公式(5-21)、公式(5-22)、公式(5-23)、公式(5-24)和公式(5-25)中的任意一種最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)成本:
具體地,所述控制器根據(jù)所述參數(shù)信息最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中所有路徑的成本,包括所述控制器根據(jù)公式(5-21)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)成本:
限制條件為:
0≤he(θ)≤1
其中,e表示所述鏈路,e表示所有鏈路的集合,c表示靈活節(jié)點(diǎn)的集合,u表示靈活節(jié)點(diǎn),d表示目的節(jié)點(diǎn),n表示所有節(jié)點(diǎn)的集合,iud表示靈活節(jié)點(diǎn)u到目的節(jié)點(diǎn)d的注入業(yè)務(wù)流量,pud表示所有從u至d的可行路徑的集合,p∈pud表示p表示pud中的一條可行路徑,x(p)表示路徑p的流量,λ表示最大的網(wǎng)絡(luò)吞吐量比例,
其中,根據(jù)權(quán)重參數(shù)γe和γp的不同權(quán)重情況,he(θ)可以為以下中的任意一種:
和
也就是說,在構(gòu)造表示網(wǎng)絡(luò)成本
針對上述四種情況,公式(5-21)可以變換成如下公式(5-22)、(5-23)(5-24)和(5-25)。
限制條件為:
限制條件為:
限制條件為:
限制條件為:
1≤θ
可替代地,控制器根據(jù)以下公式:公式(6-11)和公式(6-12)中的任意一種最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的所有路徑的網(wǎng)絡(luò)成本。
具體地,所述控制器根據(jù)所述參數(shù)信息最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中所有路徑的成本,包括所述控制器根據(jù)公式(6-11)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)成本:
限制條件為:
0≤ke(λ)≤λ
其中,e表示所述鏈路,e表示所有鏈路的集合,c表示靈活節(jié)點(diǎn)的集合,u表示靈活節(jié)點(diǎn),d表示目的節(jié)點(diǎn),n表示所有節(jié)點(diǎn)的集合,iud表示靈活節(jié)點(diǎn)u到目的節(jié)點(diǎn)d的注入業(yè)務(wù)流量,pud表示所有從u至d的可行路徑的集合,p∈pud表示p表示pud中的一條可行路徑,x(p)表示路徑p的流量,
進(jìn)一步地,作為另一實(shí)施例,所述控制器根式(6-11)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)成本,包括:
所述控制器將所述ke(λ)作為常數(shù),并采用低復(fù)雜度的最大并發(fā)分?jǐn)?shù)流算法求解公式(6-11)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)成本。
也就是說,控制器可以根據(jù)把(6-11)中的ke(λ)看成一個常數(shù)(即當(dāng)前迭代參數(shù)),以低復(fù)雜度的最大并發(fā)分?jǐn)?shù)流算法最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)成本。其中,最大并發(fā)分?jǐn)?shù)流算法中的短期鏈路成本會跟這當(dāng)前迭代參數(shù)有關(guān),例如,短期路徑成本與鏈路的利用率成正比或正相關(guān)。
可替代地,所述控制器根據(jù)所述參數(shù)信息最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中所有路徑的成本,包括所述控制器根據(jù)公式(6-12)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的所有路徑的最大成本:
限制條件為:
0≤ke(λ)≤λ
其中,e表示所述鏈路,e表示所有鏈路的集合,c表示靈活節(jié)點(diǎn)的集合,u表示靈活節(jié)點(diǎn),d表示目的節(jié)點(diǎn),n表示所有節(jié)點(diǎn)的集合,iud表示靈活節(jié)點(diǎn)u到目的節(jié)點(diǎn)d的注入業(yè)務(wù)流量,pud表示所有從u至d的可行路徑的集合,p∈pud表示p表示pud中的一條可行路徑,x(p)表示路徑p的流量,
進(jìn)一步地,作為另一實(shí)施例,所述控制器以下公式:公式(6-12)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)成本,包括:
所述控制將ke(λ)作為常數(shù),并采用低復(fù)雜度的最大并發(fā)分?jǐn)?shù)流算法求解公式(6-12)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的所有路徑的最大成本。
也就是說,控制器可以根據(jù)把(6-12)中的ke(λ)看成一個常數(shù)(即當(dāng)前迭代參數(shù)),以低復(fù)雜度的最大并發(fā)分?jǐn)?shù)流算法最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)成本。其中,最大并發(fā)分?jǐn)?shù)流算法中的短期鏈路成本會跟這當(dāng)前迭代參數(shù)有關(guān),例如,短期路徑成本與鏈路的利用率成正比或正相關(guān)。
可替代地,控制器根據(jù)以下公式:公式(6-21)和公式(6-22)中的任意一種最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的所有路徑的最大成本。
具體地,所述控制器根據(jù)所述參數(shù)信息最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中所有路徑的成本,包括所述控制器根據(jù)公式(6-21)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)成本:
限制條件為:
0≤ke(λ)≤1
其中,e表示所述鏈路,e表示所有鏈路的集合,c表示靈活節(jié)點(diǎn)的集合,u表示靈活節(jié)點(diǎn),d表示目的節(jié)點(diǎn),n表示所有節(jié)點(diǎn)的集合,iud表示靈活節(jié)點(diǎn)u到目的節(jié)點(diǎn)d的注入業(yè)務(wù)流量,pud表示所有從u至d的可行路徑的集合,p∈pud表示p表示pud中的一條可行路徑,x(p)表示路徑p的流量,λ表示均衡網(wǎng)絡(luò)下的網(wǎng)絡(luò)吞吐量相關(guān)參數(shù),
進(jìn)一步地,作為另一實(shí)施例所述控制器根據(jù)公式(6-21)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)成本,包括:
所述控制器將所述ke(λ)作為常數(shù),并采用改進(jìn)的最大并發(fā)分?jǐn)?shù)流算法求解公式(6-21)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)成本。
也就是說,控制器可以根據(jù)把(6-21)中的ke(λ)看成一個常數(shù)(即當(dāng)前迭代參數(shù)),即采取其任意一種,以低復(fù)雜度的最大并發(fā)分?jǐn)?shù)流算法最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)成本。其中,最大并發(fā)分?jǐn)?shù)流算法中的短期鏈路成本會跟這當(dāng)前迭代參數(shù)有關(guān),例如,短期路徑成本與鏈路的利用率成正比或正相關(guān)。
可替代地,所述控制器根據(jù)所述參數(shù)信息最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中所有路徑的成本,包括所述控制器根據(jù)公式(6-22)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的所有路徑的最大成本:
限制條件為:
0≤ke(λ)≤1
其中,e表示所述鏈路,e表示所有鏈路的集合,c表示靈活節(jié)點(diǎn)的集合,u表示靈活節(jié)點(diǎn),d表示目的節(jié)點(diǎn),n表示所有節(jié)點(diǎn)的集合,iud表示靈活節(jié)點(diǎn)u到目的節(jié)點(diǎn)d的注入業(yè)務(wù)流量,pud表示所有從u至d的可行路徑的集合,p∈pud表示p表示pud中的一條可行路徑,x(p)表示路徑p的流量,λ表示均衡網(wǎng)絡(luò)下的網(wǎng)絡(luò)吞吐量相關(guān)參數(shù),
ke(λ)=γeλ;
進(jìn)一步地,作為另一實(shí)施例所述控制器根據(jù)公式(6-22)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)成本,包括:
所述控制將ke(λ)作為常數(shù),并采用改進(jìn)的最大并發(fā)分?jǐn)?shù)流算法求解公式(6-22)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的所有路徑的最大成本。
也就是說,控制器根據(jù)把(6-22)中的ke(λ)看成一個常數(shù)(即當(dāng)前迭代參數(shù)),以一個改版的最大并發(fā)分?jǐn)?shù)流算法(即把原版的最大并發(fā)分?jǐn)?shù)流算法中的短期鏈路成本看成正值,在此之上,設(shè)置一個新的跟這當(dāng)前迭代參數(shù)有關(guān)的短期鏈路成本,并把它看成負(fù)值)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)成本。
因此,通過上述方案,本發(fā)明實(shí)例,能夠?qū)崿F(xiàn)快速te控制,并且能夠以低復(fù)雜度的算法去實(shí)現(xiàn)不同現(xiàn)有技術(shù)認(rèn)為高復(fù)雜度的現(xiàn)有te控制問題。換句話說,本發(fā)明實(shí)施例提出并解決更普遍性的te控制問題,使實(shí)時te可以實(shí)現(xiàn)。
應(yīng)理解,本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)所給出的圖2的例子,顯然可以進(jìn)行各種等價的修改或變化,這樣的修改或變化也落入本發(fā)明實(shí)施例的范圍內(nèi)。例如,在實(shí)際應(yīng)用中,可以按照圖2的方法進(jìn)行實(shí)時或非實(shí)時的流量工作控制,本發(fā)明實(shí)施例并不對此做限定。再例如,圖2中僅以sdn網(wǎng)絡(luò)為例描述了本發(fā)明實(shí)施例的流量工程的方法,但本發(fā)明實(shí)施例并不限于sdn網(wǎng)絡(luò)中。也就是說,本發(fā)明實(shí)施例的流量工程的方法還可以應(yīng)用在其他網(wǎng)絡(luò)中,當(dāng)應(yīng)用于其他網(wǎng)絡(luò)時,上述方法仍然適用,例如,應(yīng)用于其他網(wǎng)絡(luò)中,由于沒有靈活節(jié)點(diǎn)和非靈活節(jié)點(diǎn)之分,即統(tǒng)稱為節(jié)點(diǎn),因此,只要將本發(fā)明實(shí)施例中的靈活節(jié)點(diǎn)看成網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)即可實(shí)現(xiàn)流程工程控制,這樣的修改也在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
下面結(jié)合圖3的具體地例子,進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明實(shí)施例的流量工程的方法。應(yīng)注意,圖3的例子僅僅是為了幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員理解本發(fā)明實(shí)施例,而非要將本發(fā)明實(shí)施例限于所例示的具體數(shù)值或具體場景。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)所給出的圖3的例子,顯然可以進(jìn)行各種等價的修改或變化,這樣的修改或變化也落入本發(fā)明實(shí)施例的范圍內(nèi)。
圖3所示的流量工程主要分為三個大的過程:第一過程:采樣/測量(measurement);這里為有限度采樣(partialmeasurement)。
第二過程:網(wǎng)絡(luò)流量模型(networktrafficmodel)(forteinputrecovery);網(wǎng)絡(luò)流量模型主要功能為恢復(fù)輸入?yún)?shù);即利用第一步的結(jié)果去恢復(fù)第三步控制過程(controlprocess)所需的輸入?yún)?shù)。因為第一步的結(jié)果通常都不是控制過程所需要的輸入?yún)?shù)。
第三過程:控制過程(controlprocess)。其主要功能是通過第二步中所恢復(fù)出的網(wǎng)絡(luò)流量有關(guān)的輸入?yún)?shù),來進(jìn)行流量工程,即透過全網(wǎng)路由優(yōu)化,以達(dá)到te目標(biāo)。
其中,圖3中的310-340對應(yīng)上述第一過程,350對應(yīng)上述第二過程,360對應(yīng)上述第三過程。
下面對各個過程分別進(jìn)行詳細(xì)描述,具體地,圖3所示的方法可以由控制器中個各個功能模塊執(zhí)行,應(yīng)注意,本發(fā)明實(shí)施例中為了描述的方便,每一個步驟都可以由對應(yīng)的功能模塊來執(zhí)行。這里的各個功能模塊只是為了描述方便而劃分的,在實(shí)際應(yīng)用中,由相應(yīng)的實(shí)體單元來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能模塊的功能,例如,各個功能模塊都可以是處理器,可以由處理器產(chǎn)生指令完成實(shí)現(xiàn)功能模塊的功能。本發(fā)明實(shí)施例并不對此限定。下面對各個步驟分別進(jìn)行詳細(xì)描述。具體地該方法300包括:
310,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥R別。
該過程可以由拓?fù)渥R別模塊(topologyidentificationmodule)執(zhí)行,本發(fā)明的描述都是基于拓?fù)涫且阎募僭O(shè)。其中,一種獲得拓?fù)涞姆椒ㄊ峭高^鏈路層發(fā)現(xiàn)協(xié)議(linklayerdiscoveryprotocol(lldp))。本發(fā)明實(shí)施例并不對此做限定。
320,網(wǎng)絡(luò)流量預(yù)測。
該過程可以由采樣頻率和定位模塊(samplingfrequencyandlocationmodule)執(zhí)行,本發(fā)明實(shí)施例中,可選先做一次流量測量,取得在一個時間單位內(nèi)的流量總和(先從拓?fù)渥R別模塊知道網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)位置和鏈路),或做一次初步估計,例如用歷史數(shù)據(jù),作為初步估計。下文會詳加展述。
330,確定采樣頻率和采樣節(jié)點(diǎn)。
該過程可以由采樣頻率和定位模塊(samplingfrequencyandlocationmodule)執(zhí)行,采樣頻率和定位模塊會根據(jù)310獲得網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)位置和鏈路,進(jìn)而根據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量預(yù)測模塊所預(yù)測的流量,去決定采樣頻率(換言之,決定采樣時距是多少個時間單位)和(在一個采樣時距中的)采樣位置。
在指定的時刻,sdn控制器將該流量采樣需求(其決定的采樣比率),告訴sdn轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備(sdn-fe)的相關(guān)取樣裝置。
具體而言,該控制器(例如可以是采樣頻率和定位模塊)根據(jù)以下公式確定該至少一個采樣節(jié)點(diǎn)的個數(shù)和該時間頻率:
|cs|=γ11|c|
v*ts=γ12log(|cs|)
或者
|cs|=log(γ21|c|)
v*ts=γ22|cs|,
其中,|cs|表示該采樣節(jié)點(diǎn)的個數(shù),ts表示該采樣頻率,v表示該預(yù)估總流量,c表示該通信網(wǎng)絡(luò)中靈活節(jié)點(diǎn)的集合,|c|表示該通信網(wǎng)絡(luò)中靈活節(jié)點(diǎn)的個數(shù),γ11,γ12,γ21,γ22為預(yù)設(shè)常數(shù)參數(shù),且,0<γ11<1,0<log(γ21|c|)<|c|,
在確定該采樣節(jié)點(diǎn)個數(shù)后,該控制器在該靈活節(jié)點(diǎn)集合中隨機(jī)選取|cs|個節(jié)點(diǎn)作為該采樣節(jié)點(diǎn)的集合,
應(yīng)理解,在本發(fā)明實(shí)施例中,隨機(jī)的機(jī)率不受限制性,例如可以是同等機(jī)率,也可以是按節(jié)點(diǎn)的被訪問的歷史次數(shù)的比例作為機(jī)率的決定,也可以是按節(jié)點(diǎn)的度的比例作為機(jī)率的決定,本發(fā)明實(shí)施例并不對此做限定。
或者,該控制器,對每一個目的節(jié)點(diǎn)d,根據(jù)以下公式確定該至少一個采樣節(jié)點(diǎn)的個數(shù)和該時間頻率:
|csd|=γ11d|c|
vd*tsd=γ12dlog(|csd|)
或者
|csd|=log(γ21d|c|)
vd*tsd=γ22d|csd|,
其中,|csd|表示對應(yīng)該目的節(jié)點(diǎn)d的采樣節(jié)點(diǎn)的個數(shù),tsd表示對應(yīng)該目的節(jié)點(diǎn)d的采樣頻率,vd表示到該目的節(jié)點(diǎn)d的預(yù)估總流量,c表示該通信網(wǎng)絡(luò)中靈活節(jié)點(diǎn)的集合,|c|表示該通信網(wǎng)絡(luò)中靈活節(jié)點(diǎn)的個數(shù),γ11d,γ12d,γ21d,γ22d為預(yù)設(shè)常數(shù)參數(shù),且0<γ11d<1,0<log(γ21d|c|)<|c|.
該控制器針對每一個目的節(jié)點(diǎn)d,在預(yù)先基于靈活節(jié)點(diǎn)的拓?fù)渖傻挠邢蚍茄h(huán)圖(directedacyclicgraph,dag)中的路徑中選取的|csd|個節(jié)點(diǎn),作為該采樣節(jié)點(diǎn)的集合,或在所述靈活節(jié)點(diǎn)集合中隨機(jī)選取|csd|個節(jié)點(diǎn),作為所述采樣節(jié)點(diǎn)的集合。
例如每一個選取的采樣節(jié)點(diǎn)都是從dag中的獨(dú)立的路徑中選取出來的,例如從所有目的節(jié)點(diǎn)d的dag共同的部分中選取共同的|csd|個節(jié)點(diǎn),換句話說,每一個目的節(jié)點(diǎn)d的dag圖可以為同一個dag圖,也可以為不同的dag圖,本發(fā)明實(shí)施例并不限于此。
340,獲取測量數(shù)據(jù)。
該過程可以由采樣(測量)模塊(samplingmodule)執(zhí)行,為了流量工程(te)的目標(biāo),對一些跟te有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣。在sdn問題上,本發(fā)明需要按采樣頻率和定位模塊所指定的時間和采用節(jié)點(diǎn)的位置,在每一個采樣時距的時間中,對經(jīng)過流w進(jìn)行采樣。具體的采用過程,可以按照現(xiàn)有的方法進(jìn)行,本發(fā)明并不對具體的采樣方法做限定。
采樣節(jié)點(diǎn)會根據(jù)采樣頻率采樣位置去采樣。在指定的時刻,在指定的采用節(jié)點(diǎn),具體的采樣方法和流程,可采用現(xiàn)有技術(shù)執(zhí)行,例如,可以按照如下方法進(jìn)行,但本發(fā)明實(shí)施例并不限于此。
控制器將流表條目信息和采樣節(jié)點(diǎn)信息進(jìn)行匹配,生成組表條目(當(dāng)中包括采樣比率,以執(zhí)行采樣行為)和引導(dǎo)流表條目(包括流信息),并將其發(fā)送給采樣節(jié)點(diǎn),以使采用節(jié)點(diǎn)按照采用頻率采樣。
最后,采樣節(jié)點(diǎn)將采樣的測量數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器,即控制器獲得測量數(shù)據(jù)。
350,確定流量工程所需要的參數(shù)信息。
該過程可以由輸入恢復(fù)模塊(inputrecoverymodule)執(zhí)行,輸入恢復(fù)模塊從測量數(shù)據(jù),推斷出需要(或可以)用于流量控制(te)的因素的值.(它的每一次運(yùn)作時間是以一個采樣時距為單位。)
它的輸入是可用的網(wǎng)絡(luò)測量結(jié)果(即采樣模塊的輸出結(jié)果);在實(shí)施例中,在一個時間單位中,它是對于每一個目的地d和每一個sdn-fe節(jié)點(diǎn)u的經(jīng)過流,w(u,d)和每一條鏈路e的總流量totaltraffic,f(e).即在一個采樣時距中,對每一個d,w和f(e)是它的輸入。
它的輸出是te可用的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài);在實(shí)施例中,在一個時間單位中,它是對于每一個目的地d和每一個sdn-fe節(jié)點(diǎn)u的注入流,i(u,d)和每一條鏈路e的uncontrollabletraffic,g(e)。即在一個采樣時距中,對每一個d,i和g是它的輸出。
具體而言,控制器可以根據(jù)公式(1)確定流量工程所需要的參數(shù)信息:
上述描述了通過求解l0范數(shù)最小化確定流量工程所需要的參數(shù)信息,本發(fā)明實(shí)施例中,還可以通過其他替代的方式來確定流程工程所需要的參數(shù)信息,例如,可以通過求解l1范數(shù)最小化、加權(quán)l(xiāng)1范數(shù)最小化或者通過求解lp范數(shù)最小化來確定流量工程所需要的參數(shù)信息,其中,0<p≤1。下面分別進(jìn)行詳細(xì)說明。
也就是說,控制器可以根據(jù)公式(2)、公式(3)和公式(4)中的任意一個確定流量工程所需要的參數(shù)信息。
360,流量工程控制。
該過程可以由網(wǎng)絡(luò)流量工程控制模塊(tecontrolmodule)執(zhí)行,這個模塊的目標(biāo)是是實(shí)現(xiàn)一些te目標(biāo)。例如:降低網(wǎng)絡(luò)擁塞程度、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)利用率、平衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載等??刂破骺梢酝ㄟ^降低通信網(wǎng)絡(luò)中的鏈路的最大利用率來實(shí)現(xiàn)部分的te目標(biāo)。
應(yīng)理解,流程工程中的每一次運(yùn)作時間是可以一個時間單位或一個采樣時距為單位。它的輸入是可用的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)(即輸入恢復(fù)模塊的輸出結(jié)果)。它的輸出是對于每一個靈活節(jié)點(diǎn)u和目的地節(jié)點(diǎn)d,它都給出從u到d每一條路徑和其流量。
具體而言,該控制器根據(jù)該參數(shù)信息最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的所有路徑的成本。
進(jìn)一步地,該控制器根據(jù)公式(5)或(6)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的所有路徑的成本。
可替代的,作為另一實(shí)施例,控制器根據(jù)可以根據(jù)(5)的特殊例子,如公式(5-11)、公式(5-12)、公式(5-13)、公式(5-14)和公式(5-15);和公式(5-21)、公式(5-22)、公式(5-23)、公式(5-24)和公式(5-25);以及公式(6)的特殊例子公式(6-11)和公式(6-12;以及公式(6-21)和公式(6-22)中任一種公式最小化路徑成本,具體地,可以參照對應(yīng)方法實(shí)施例的各個過程,為避免重復(fù),此處不再贅述。
應(yīng)注意,本發(fā)明實(shí)施例中的控制器還可以包括其他模塊,例如,通訊模塊(communicationmodule)主要負(fù)責(zé)各模塊之間的通訊,所以可有也可沒有,因其功能也可以放進(jìn)其他模塊。
在指定的時刻,這模塊會令sdn控制器將采樣頻率和定位模塊所指定的流量采樣需求(包括采樣比率),和網(wǎng)絡(luò)流量工程控制模塊所制造的流表信息(包括引導(dǎo)流表條目),發(fā)送到指定的sdn轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備,讓其附屬的采樣設(shè)備(e.g.huawei’sutrafficornetflowdevice),執(zhí)行采樣,也可讓sdn轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備組織其可控流量(controllableflow)的引導(dǎo)流表條目(需要按網(wǎng)絡(luò)流量工程控制模塊的結(jié)果去做)和不可控流量(uncontrollableflow)的原版的引導(dǎo)流表條目.
應(yīng)理解,上述各過程的序號的大小并不意味著執(zhí)行順序的先后,各過程的執(zhí)行順序應(yīng)以其功能和內(nèi)在邏輯確定,而不應(yīng)對本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)施過程構(gòu)成任何限定。
圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的通信網(wǎng)絡(luò)中控制器設(shè)備的示意框圖。應(yīng)理解,圖4所示的控制器400能夠?qū)崿F(xiàn)圖2和圖3實(shí)施例中涉及的通信網(wǎng)絡(luò)中的流量工程的方法的各個過程,控制器400中的各個模塊的操作和/或功能,分別為了實(shí)現(xiàn)圖2和圖3中的方法實(shí)施例中的相應(yīng)流程,具體可參見上述方法實(shí)施例中的描述,為避免重復(fù),此處適當(dāng)省略詳述描述。
具體的,該通信網(wǎng)絡(luò)包括該控制器和多個節(jié)點(diǎn),該多個節(jié)點(diǎn)包括靈活節(jié)點(diǎn)和非靈活節(jié)點(diǎn),該靈活節(jié)點(diǎn)與該控制器直接連接,該非靈活節(jié)點(diǎn)與該控制器間接相連。圖4所示的控制器400包括:控制單元410、收發(fā)單元420、確定單元430和控制單元440。
控制單元410用于從該靈活節(jié)點(diǎn)中確定至少一個采樣節(jié)點(diǎn)和流量采樣的時間頻率,收發(fā)單元420用于通知該至少一個采樣節(jié)點(diǎn)以該時間頻率進(jìn)行流量采樣,并接收每一次采樣的所有采樣節(jié)點(diǎn)的流量采樣數(shù)據(jù);確定單元430用于根據(jù)每一次采樣的該流量采樣數(shù)據(jù)和該通信網(wǎng)絡(luò)中的鏈路利用率高于第一預(yù)設(shè)值或低于第二預(yù)設(shè)值的鏈路的總流量信息確定流量工程所需要的參數(shù)信息;控制單元440用于根據(jù)該參數(shù)信息進(jìn)行流量工程控制。
因此,本發(fā)明實(shí)施例通過確定出的至少一個采樣節(jié)點(diǎn)以時間頻率進(jìn)行流量采樣,該控制器通知該至少一個采樣節(jié)點(diǎn)以時間頻率采樣數(shù)據(jù),并接收每一次采樣的所有采樣節(jié)點(diǎn)的流量采樣數(shù)據(jù);并根據(jù)該流量采用數(shù)據(jù)確定流量工程所需要的參數(shù)信息,最后根據(jù)該參數(shù)信息進(jìn)行流量工程控制。實(shí)現(xiàn)了在有限采樣下的te控制。
可選地,作為另一實(shí)施例,該流量采樣數(shù)據(jù)包括該通信網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)過或起始于每一個采樣節(jié)點(diǎn)到該通信網(wǎng)絡(luò)中的每一個目的節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)流量。
可選地,作為另一實(shí)施例,該控制單元具體用于根據(jù)該通信網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)的預(yù)估總流量確定該至少一個采樣節(jié)點(diǎn)和流量采樣的時間頻率。
進(jìn)一步地,作為另一實(shí)施例,該控制單元具體用于根據(jù)以下公式確定該至少一個采樣節(jié)點(diǎn)的個數(shù)和該時間頻率:
|cs|=γ11|c|
v*ts=γ12log(|cs|)
或者
|cs|=log(γ21|c|)
v*ts=γ22|cs|,
其中,|cs|表示該采樣節(jié)點(diǎn)的個數(shù),ts表示該采樣頻率,v表示該預(yù)估總流量,c表示該通信網(wǎng)絡(luò)中靈活節(jié)點(diǎn)的集合,|c|表示該通信網(wǎng)絡(luò)中靈活節(jié)點(diǎn)的個數(shù),γ11,γ12,γ21,γ22為預(yù)設(shè)常數(shù)參數(shù),且0<γ11<1,0<log(γ21|c|)<|c|,
在確定該采樣節(jié)點(diǎn)個數(shù)后,該控制器在該靈活節(jié)點(diǎn)集合中隨機(jī)選取|cs|個節(jié)點(diǎn)作為該采樣節(jié)點(diǎn)的集合;
或者,該控制單元具體用于對每一個目的節(jié)點(diǎn)d,根據(jù)以下公式確定該至少一個采樣節(jié)點(diǎn)的個數(shù)和該時間頻率:
|csd|=γ11d|c|
vd*tsd=γ12dlog(|csd|)
或者
|csd|=log(γ21d|c|)
vd*tsd=γ22d|csd|,
其中,|csd|表示對應(yīng)該目的節(jié)點(diǎn)d的采樣節(jié)點(diǎn)的個數(shù),tsd表示對應(yīng)該目的節(jié)點(diǎn)d的采樣頻率,vd表示到該目的節(jié)點(diǎn)d的預(yù)估總流量,c表示該通信網(wǎng)絡(luò)中靈活節(jié)點(diǎn)的集合,|c|表示該通信網(wǎng)絡(luò)中靈活節(jié)點(diǎn)的個數(shù),γ11d,γ12d,γ21d,γ22d為預(yù)設(shè)常數(shù)參數(shù),且0<γ11d<1,0<log(γ21d|c|)<|c|,
在確定該采樣節(jié)點(diǎn)個數(shù)后,該控制單元針對每一個目的節(jié)點(diǎn)d,在預(yù)先基于靈活節(jié)點(diǎn)的拓?fù)渖傻挠邢蚍茄h(huán)圖dag中的路徑中選取的|csd|個節(jié)點(diǎn),作為該采樣節(jié)點(diǎn)的集合,或在所述靈活節(jié)點(diǎn)集合中隨機(jī)選取|csd|個節(jié)點(diǎn),作為所述采樣節(jié)點(diǎn)的集合。
可選地,作為另一實(shí)施例,該流量工程所需要的參數(shù)信息包括每一個靈活節(jié)點(diǎn)到該通信網(wǎng)絡(luò)中的每一個目的節(jié)點(diǎn)的注入業(yè)務(wù)流量和該通信網(wǎng)絡(luò)中的鏈路利用率高于預(yù)設(shè)值的鏈路中不可控的業(yè)務(wù)量,
該確定單元具體用于根據(jù)以下公式(1)確定流量工程所需要的參數(shù)信息:
限制條件為:
icurrent=iud=δi+ilastiteration
其中,e表示該通信網(wǎng)絡(luò)中所有鏈路集合,n表示該通信網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的集合,c表示該通信網(wǎng)絡(luò)中所有靈活節(jié)點(diǎn)的集合;
其中,w表示采樣節(jié)點(diǎn),u表示靈活節(jié)點(diǎn),d表示目的節(jié)點(diǎn),δi是指上次采樣時靈活節(jié)點(diǎn)u的注入流量ilastiteration與當(dāng)前采樣時靈活節(jié)點(diǎn)u的注入流量iud的差,vec(δi)表示把所有元件δi(對于所有的u)組成向量。
e表示該通信網(wǎng)絡(luò)中的鏈路利用率高于第一預(yù)設(shè)值的一個鏈路或低于第二預(yù)設(shè)值的一個鏈路,f(e)表示鏈路e的總流量,g(e)表示鏈路e中不可控的業(yè)務(wù)量,
wwd表示該通信網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)過或起始于采樣節(jié)點(diǎn)w到該通信網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)d的業(yè)務(wù)流量,iud表示靈活節(jié)點(diǎn)u到目的節(jié)點(diǎn)d的注入業(yè)務(wù)流量,
從節(jié)點(diǎn)u發(fā)出一個包去目的地d,經(jīng)過鏈路e的總份額表示為αe(u,d),經(jīng)過采樣節(jié)點(diǎn)w的總份額表示為βw(u,d),且當(dāng)w被u發(fā)出的包經(jīng)過表示成u≤w。
可替代地,作為另一實(shí)施例,該流量工程所需要的參數(shù)信息包括每一個靈活節(jié)點(diǎn)到該通信網(wǎng)絡(luò)中的每一個目的節(jié)點(diǎn)的注入業(yè)務(wù)流量和該通信網(wǎng)絡(luò)中的鏈路利用率高于預(yù)設(shè)值的鏈路中不可控的業(yè)務(wù)量,
該確定單元具體用于根據(jù)以下公式(2)、公式(3)和公式(4)中的任意一種確定流量工程所需要的參數(shù)信息:
限制條件為:
wcurrent=βicurrent
icurrent=iud=δi+ilastiteration
其中,e表示該通信網(wǎng)絡(luò)中所有鏈路集合,n表示該通信網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)的集合,c表示該通信網(wǎng)絡(luò)中所有靈活節(jié)點(diǎn)的集合;
其中,w表示采樣節(jié)點(diǎn),u表示靈活節(jié)點(diǎn),d表示目的節(jié)點(diǎn),δi是指上次采樣時靈活節(jié)點(diǎn)u的注入流量ilastiteration與當(dāng)前采樣時靈活節(jié)點(diǎn)u的注入流量iud的差,vec(δi)表示把所有元件δi(對于所有的u)組成向量。
e表示該通信網(wǎng)絡(luò)中的鏈路利用率高于第一預(yù)設(shè)值的一個鏈路或低于第二預(yù)設(shè)值的一個鏈路,f(e)表示鏈路e的總流量,g(e)表示鏈路e中不可控的業(yè)務(wù)量,
wwd表示該通信網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)過或起始于采樣節(jié)點(diǎn)w到該通信網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)d的業(yè)務(wù)流量,iud表示靈活節(jié)點(diǎn)u到目的節(jié)點(diǎn)d的注入業(yè)務(wù)流量,
從節(jié)點(diǎn)u發(fā)出一個包去目的地d,經(jīng)過鏈路e的總份額表示為αe(u,d),經(jīng)過采樣節(jié)點(diǎn)w的總份額表示為βw(u,d),且當(dāng)w被u發(fā)出的包經(jīng)過表示成u≤w;
限制條件為:
wcurrent=βicurrent
icurrent=iud=δi+ilastiteration
其中,m表示權(quán)重,
限制條件為:
wcurrent=βicurrent
icurrent=iud=δi+ilastiteration
可選地,作為另一實(shí)施例,該控制單元具體用于根據(jù)該參數(shù)信息最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的所有路徑的成本。
進(jìn)一步地,作為另一實(shí)施例,該控制單元,根據(jù)公式(5)或(6)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的所有路徑的成本。
可替代的,作為另一實(shí)施例,該控制單元可以根據(jù)(5)的特殊例子,如公式(5-11)、公式(5-12)、公式(5-13)、公式(5-14)和公式(5-15);和公式(5-21)、公式(5-22)、公式(5-23)、公式(5-24)和公式(5-25);以及公式(6)的特殊例子公式(6-11)和公式(6-12);以及公式(6-21)和公式(6-22)中任一種公式最小化路徑成本。具體地,可以參照對應(yīng)方法實(shí)施例的各個過程,為避免重復(fù),此處不再贅述。
因此,通過上述方案,本發(fā)明實(shí)例,能夠?qū)崿F(xiàn)快速te控制,并且能夠以低復(fù)雜度的算法去實(shí)現(xiàn)不同現(xiàn)有技術(shù)認(rèn)為高復(fù)雜度的現(xiàn)有te控制問題。換句話說,本發(fā)明實(shí)施例提出并解決更普遍性的te控制問題,使實(shí)時te可以實(shí)現(xiàn)。
圖5是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的通信網(wǎng)絡(luò)中控制器設(shè)備的示意框圖。應(yīng)理解,圖5所示的控制器500能夠?qū)崿F(xiàn)圖2和圖3實(shí)施例中涉及的通信網(wǎng)絡(luò)中的流量工程的方法的各個過程,控制器500中的各個模塊的操作和/或功能,分別為了實(shí)現(xiàn)圖2和圖3中的方法實(shí)施例中的相應(yīng)流程,具體可參見上述方法實(shí)施例中的描述,為避免重復(fù),此處適當(dāng)省略詳述描述。
具體的,該通信網(wǎng)絡(luò)包括該控制器和多個節(jié)點(diǎn),該多個節(jié)點(diǎn)包括靈活節(jié)點(diǎn)和非靈活節(jié)點(diǎn),該靈活節(jié)點(diǎn)與該控制器直接連接,該非靈活節(jié)點(diǎn)與該控制器間接相連。圖5所示的控制器500包括:處理器510和存儲器520,可選地,該處理器500還可以包括總線系統(tǒng)530。其中,處理器510和存儲器520通過總線系統(tǒng)530相連。該存儲器520用于存儲指令,該處理器510用于執(zhí)行該存儲器520存儲的指令從該靈活節(jié)點(diǎn)中確定至少一個采樣節(jié)點(diǎn)和流量采樣的時間頻率,通知該至少一個采樣節(jié)點(diǎn)以該時間頻率進(jìn)行流量采樣,并接收每一次采樣的所有采樣節(jié)點(diǎn)的流量采樣數(shù)據(jù);根據(jù)每一次采樣的該流量采樣數(shù)據(jù)和該通信網(wǎng)絡(luò)中的鏈路利用率高于第一預(yù)設(shè)值或低于第二預(yù)設(shè)值的鏈路的總流量信息確定流量工程所需要的參數(shù)信息;根據(jù)該參數(shù)信息進(jìn)行流量工程控制。
因此,本發(fā)明實(shí)施例通過確定出的至少一個采樣節(jié)點(diǎn)以時間頻率進(jìn)行流量采樣,該控制器通知該至少一個采樣節(jié)點(diǎn)以時間頻率采樣數(shù)據(jù),并接收每一次采樣的所有采樣節(jié)點(diǎn)的流量采樣數(shù)據(jù);并根據(jù)該流量采用數(shù)據(jù)確定流量工程所需要的參數(shù)信息,最后根據(jù)該參數(shù)信息進(jìn)行流量工程控制。實(shí)現(xiàn)了在有限采樣下的te控制。
上述本發(fā)明實(shí)施例揭示的方法可以應(yīng)用于處理器510中,或者由處理器510實(shí)現(xiàn)。處理器510可能是一種集成電路芯片,具有信號的處理能力。在實(shí)現(xiàn)過程中,上述方法的各步驟可以通過處理器510中的硬件的集成邏輯電路或者軟件形式的指令完成。上述的處理器510可以是通用處理器、數(shù)字信號處理器(digitalsignalprocessor,dsp)、專用集成電路(applicationspecificintegratedcircuit,asic)、現(xiàn)場可編程門陣列(fieldprogrammablegatearray,fpga)或者其他可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、分立硬件組件??梢詫?shí)現(xiàn)或者執(zhí)行本發(fā)明實(shí)施例中的公開的各方法、步驟及邏輯框圖。通用處理器可以是微處理器或者該處理器也可以是任何常規(guī)的處理器等。結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例所公開的方法的步驟可以直接體現(xiàn)為硬件譯碼處理器執(zhí)行完成,或者用譯碼處理器中的硬件及軟件模塊組合執(zhí)行完成。軟件模塊可以位于隨機(jī)存取存儲器(randomaccessmemory,ram)、閃存、只讀存儲器(read-onlymemory,rom)、可編程只讀存儲器或者電可擦寫可編程存儲器、寄存器等本領(lǐng)域成熟的存儲介質(zhì)中。該存儲介質(zhì)位于存儲器520,處理器510讀取存儲器520中的信息,結(jié)合其硬件完成上述方法的步驟,該總線系統(tǒng)530除包括數(shù)據(jù)總線之外,還可以包括電源總線、控制總線和狀態(tài)信號總線等。但是為了清楚說明起見,在圖中將各種總線都標(biāo)為總線系統(tǒng)530。
可選地,作為另一實(shí)施例,該流量采樣數(shù)據(jù)包括該通信網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)過或起始于每一個采樣節(jié)點(diǎn)到該通信網(wǎng)絡(luò)中的每一個目的節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)流量。
可選地,作為另一實(shí)施例,處理器510具體用于根據(jù)該通信網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)的預(yù)估總流量確定該至少一個采樣節(jié)點(diǎn)和流量采樣的時間頻率。
進(jìn)一步地,作為另一實(shí)施例,處理器510具體用于根據(jù)以下公式確定該至少一個采樣節(jié)點(diǎn)的個數(shù)和該時間頻率:
|cs|=γ11|c|
v*ts=γ12log(|cs|)
或者
|cs|=log(γ21|c|)
v*ts=γ22|cs|,
其中,|cs|表示該采樣節(jié)點(diǎn)的個數(shù),ts表示該采樣頻率,v表示該預(yù)估總流量,c表示該通信網(wǎng)絡(luò)中靈活節(jié)點(diǎn)的集合,|c|表示該通信網(wǎng)絡(luò)中靈活節(jié)點(diǎn)的個數(shù),γ11,γ12,γ21,γ22為預(yù)設(shè)常數(shù)參數(shù),且0<γ11<1,0<log(γ21|c|)<|c|,
在確定該采樣節(jié)點(diǎn)個數(shù)后,處理器510在該靈活節(jié)點(diǎn)集合中隨機(jī)選取|cs|個節(jié)點(diǎn)作為該采樣節(jié)點(diǎn)的集合;
或者,處理器510具體用于對每一個目的節(jié)點(diǎn)d,根據(jù)以下公式確定該至少一個采樣節(jié)點(diǎn)的個數(shù)和該時間頻率:
|csd|=γ11d|c|
vd*tsd=γ12dlog(|csd|)
或者
|csd|=log(γ21d|c|)
vd*tsd=γ22d|csd|,
其中,|csd|表示對應(yīng)該目的節(jié)點(diǎn)d的采樣節(jié)點(diǎn)的個數(shù),tsd表示對應(yīng)該目的節(jié)點(diǎn)d的采樣頻率,vd表示到該目的節(jié)點(diǎn)d的預(yù)估總流量,c表示該通信網(wǎng)絡(luò)中靈活節(jié)點(diǎn)的集合,|c|表示該通信網(wǎng)絡(luò)中靈活節(jié)點(diǎn)的個數(shù),γ11d,γ12d,γ21d,γ22d為預(yù)設(shè)常數(shù)參數(shù),且0<γ11d<1,0<log(γ21d|c|)<|c|。
在確定該采樣節(jié)點(diǎn)個數(shù)后,處理器510針對每一個目的節(jié)點(diǎn)d,在預(yù)先基于靈活節(jié)點(diǎn)的拓?fù)渖傻挠邢蚍茄h(huán)圖dag中的路徑中選取的|csd|個節(jié)點(diǎn),作為該采樣節(jié)點(diǎn)的集合,或在所述靈活節(jié)點(diǎn)集合中隨機(jī)選取|csd|個節(jié)點(diǎn),作為所述采樣節(jié)點(diǎn)的集合。
可選地,作為另一實(shí)施例,該流量工程所需要的參數(shù)信息包括每一個靈活節(jié)點(diǎn)到該通信網(wǎng)絡(luò)中的每一個目的節(jié)點(diǎn)的注入業(yè)務(wù)流量和該通信網(wǎng)絡(luò)中的鏈路利用率高于預(yù)設(shè)值的鏈路中不可控的業(yè)務(wù)量,
該處理器510具體用于根據(jù)公式(1)確定流量工程所需要的參數(shù)信息。
可替代地,作為另一實(shí)施例,該流量工程所需要的參數(shù)信息包括每一個靈活節(jié)點(diǎn)到該通信網(wǎng)絡(luò)中的每一個目的節(jié)點(diǎn)的注入業(yè)務(wù)流量和該通信網(wǎng)絡(luò)中的鏈路利用率高于預(yù)設(shè)值的鏈路中不可控的業(yè)務(wù)量,
該處理器510具體用于根據(jù)公式(2)、公式(3)和公式(4)中的任意一種確定流量工程所需要的參數(shù)信息。
可選地,作為另一實(shí)施例,該處理器510具體用于根據(jù)該參數(shù)信息最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的所有路徑的成本。
進(jìn)一步地,作為另一實(shí)施例,該處理器510具體用于根據(jù)公式(5)或(6)最小化所述通信網(wǎng)絡(luò)中的所有路徑的成本。
可替代的,作為另一實(shí)施例,該控制單元可以根據(jù)(5)的特殊例子,如公式(5-11)、公式(5-12)、公式(5-13)、公式(5-14)和公式(5-15);和公式(5-21)、公式(5-22)、公式(5-23)、公式(5-24)和公式(5-25);以及公式(6)的特殊例子公式(6-11)和公式(6-12);以及公式(6-21)和公式(6-22)中任一種公式最小化路徑成本。具體地,可以參照對應(yīng)方法實(shí)施例的各個過程,為避免重復(fù),此處不再贅述。
因此,通過上述方案,本發(fā)明實(shí)例,能夠?qū)崿F(xiàn)快速te控制,并且能夠以低復(fù)雜度的算法去實(shí)現(xiàn)不同現(xiàn)有技術(shù)認(rèn)為高復(fù)雜度的現(xiàn)有te控制問題。換句話說,本發(fā)明實(shí)施例提出并解決更普遍性的te控制問題,使實(shí)時te可以實(shí)現(xiàn)。
應(yīng)理解,說明書通篇中提到的“一個實(shí)施例”或“一實(shí)施例”意味著與實(shí)施例有關(guān)的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在本發(fā)明的至少一個實(shí)施例中。因此,在整個說明書各處出現(xiàn)的“在一個實(shí)施例中”或“在一實(shí)施例中”未必一定指相同的實(shí)施例。此外,這些特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以任意適合的方式結(jié)合在一個或多個實(shí)施例中。應(yīng)理解,在本發(fā)明的各種實(shí)施例中,上述各過程的序號的大小并不意味著執(zhí)行順序的先后,各過程的執(zhí)行順序應(yīng)以其功能和內(nèi)在邏輯確定,而不應(yīng)對本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)施過程構(gòu)成任何限定。
另外,本文中術(shù)語“系統(tǒng)”和“網(wǎng)絡(luò)”在本文中常被可互換使用。本文中術(shù)語“和/或”,僅僅是一種描述關(guān)聯(lián)對象的關(guān)聯(lián)關(guān)系,表示可以存在三種關(guān)系,例如,a和/或b,可以表示:單獨(dú)存在a,同時存在a和b,單獨(dú)存在b這三種情況。另外,本文中字符“/”,一般表示前后關(guān)聯(lián)對象是一種“或”的關(guān)系。
應(yīng)理解,在本發(fā)明實(shí)施例中,“與a相應(yīng)的b”表示b與a相關(guān)聯(lián),根據(jù)a可以確定b。但還應(yīng)理解,根據(jù)a確定b并不意味著僅僅根據(jù)a確定b,還可以根據(jù)a和/或其它信息確定b。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識到,結(jié)合本文中所公開的實(shí)施例描述的各示例的單元及算法步驟,能夠以電子硬件、計算機(jī)軟件或者二者的結(jié)合來實(shí)現(xiàn),為了清楚地說明硬件和軟件的可互換性,在上述說明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行,取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對每個特定的應(yīng)用來使用不同方法來實(shí)現(xiàn)所描述的功能,但是這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。
所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到,為了描述的方便和簡潔,上述描述的系統(tǒng)、裝置和單元的具體工作過程,可以參考前述方法實(shí)施例中的對應(yīng)過程,在此不再贅述。
在本申請所提供的幾個實(shí)施例中,應(yīng)該理解到,所揭露的系統(tǒng)、裝置和方法,可以通過其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如,以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的,例如,單元的劃分,僅僅為一種邏輯功能劃分,實(shí)際實(shí)現(xiàn)時可以有另外的劃分方式,例如多個單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng),或一些特征可以忽略,或不執(zhí)行。另外,所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口、裝置或單元的間接耦合或通信連接,也可以是電的,機(jī)械的或其它的形式連接。
作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的,作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元,即可以位于一個地方,或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上。可以根據(jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例方案的目的。
另外,在本發(fā)明各個實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中,也可以是各個單元單獨(dú)物理存在,也可以是兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn),也可以采用軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。
通過以上的實(shí)施方式的描述,所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明可以用硬件實(shí)現(xiàn),或固件實(shí)現(xiàn),或它們的組合方式來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)使用軟件實(shí)現(xiàn)時,可以將上述功能存儲在計算機(jī)可讀介質(zhì)中或作為計算機(jī)可讀介質(zhì)上的一個或多個指令或代碼進(jìn)行傳輸。計算機(jī)可讀介質(zhì)包括計算機(jī)存儲介質(zhì)和通信介質(zhì),其中通信介質(zhì)包括便于從一個地方向另一個地方傳送計算機(jī)程序的任何介質(zhì)。存儲介質(zhì)可以是計算機(jī)能夠存取的任何可用介質(zhì)。以此為例但不限于:計算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括ram、rom、eeprom、cd-rom或其他光盤存儲、磁盤存儲介質(zhì)或者其他磁存儲設(shè)備、或者能夠用于攜帶或存儲具有指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的期望的程序代碼并能夠由計算機(jī)存取的任何其他介質(zhì)。此外。任何連接可以適當(dāng)?shù)某蔀橛嬎銠C(jī)可讀介質(zhì)。例如,如果軟件是使用同軸電纜、光纖光纜、雙絞線、數(shù)字用戶線(dsl)或者諸如紅外線、無線電和微波之類的無線技術(shù)從網(wǎng)站、服務(wù)器或者其他遠(yuǎn)程源傳輸?shù)模敲赐S電纜、光纖光纜、雙絞線、dsl或者諸如紅外線、無線和微波之類的無線技術(shù)包括在所屬介質(zhì)的定影中。如本發(fā)明所使用的,盤(disk)和碟(disc)包括壓縮光碟(cd)、激光碟、光碟、數(shù)字通用光碟(dvd)、軟盤和藍(lán)光光碟,其中盤通常磁性的復(fù)制數(shù)據(jù),而碟則用激光來光學(xué)的復(fù)制數(shù)據(jù)。上面的組合也應(yīng)當(dāng)包括在計算機(jī)可讀介質(zhì)的保護(hù)范圍之內(nèi)。
總之,以上所述僅為本發(fā)明技術(shù)方案的較佳實(shí)施例而已,并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),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)。