br>[0094] 步骤3. 3、判断是否存在负载链路标记，采用路径反馈机制在候选路径中选择路径 进行流量迀移，如果选择路径成功，则进行流量迀移，并执行步骤4,否则需要对链路或者路 由器进行唤醒操作。
[0095] 步骤4 :根据决策结果进行网络的拓扑更新；
[0096] 步骤4. 1、根据休眠链路和休眠路由器信息，查找候选路径集合，把包含休眠链路 的候选路径从候选路径集合中删除，添加到休眠候选路径集合中，同时需要对候选路径集 合中包括休眠链路的路径进行标记；
[0097] 步骤4. 2、根据负载过重链路信息，在候选路径集合中把包含负载过重的链路的路 径删除；
[0098] 步骤4. 3、根据故障链路和故障路由器信息，查找候选路径集合，对包含故障链路 的候选路径进行删除；
[0099] 步骤4. 4、根据新加入链路信息，将新加入链路添加到候选路径集合中；
[0100] 步骤4. 5、根据唤醒链路信息，将唤醒链路从休眠候选路径中删除，将其增加到候 选路径集合中，并进行标记。
[0101] 步骤5 :返回执行步骤1，对网络进行实时控制。
【主权项】
1. 一种网络动态拓扑控制系统，其特征在于：在边界路由器中实现，包括链路信息收 集模块、 流量预测模块、智能决策模块、拓扑更新模块， 链路信息收集模块：定期收集链路休眠信息、链路负载过重信息、路由器休眠信息和拓 扑改变信息，，链路休眠信息和链路负载过重信息发送至流量预测模块，路由器休眠信息和 拓扑改变信息发送至智能决策模块； 流量预测模块：根据链路休眠信息和链路负载过重信息，使用三次动态指数预测算法 进行链路流量预测，得到链路流量预测值，使用马尔科夫预测算法进行休眠时间预测或负 载时间预测，得到休眠时间预测值或负载时间预测值，使用自回归预测算法再次进行休眠 时间预测或负载时间预测，得到休眠时间预测值或负载时间预测值，同时记下休眠链路标 记或负载链路标记，并将各预测值和各链路标记发送至智能决策模块； 智能决策模块：根据流量预测模块发送的休眠时间预测值、休眠链路标记、负载链路标 记，链路信息收集模块收集的拓扑改变信息、路由器休眠信息，采用路径反馈机制和混合蛙 跳算法进行决策，确定休眠链路、休眠路由器、负载过重链路流量转移、故障链路流量转移， 作为决策结果发送至拓扑更新模块； 拓扑更新模块：根据智能决策模块发送的决策结果，进行网络的拓扑更新。2. -种利用权利要求1所述的网络动态拓扑控制系统进行网络动态拓扑控制的方法， 其特征在于：包括以下步骤： 步骤1 :定期收集网络状态信息，包括链路休眠信息、链路负载过重信息、路由器休眠 信息和拓扑改变信息，拓扑改变信息包括故障链路标记和新加入链路标记； 步骤2 :根据链路休眠信息、链路负载过重信息进行链路流量预测、休眠时间预测、负 载时间预测，得到链路流量预测值、休眠时间预测值、负载时间预测值、休眠链路标记、负载 链路标记； 步骤3 :根据休眠时间预测值、休眠链路标记、负载链路标记、拓扑改变信息、路由器休 眠信息采用路径反馈机制和混合蛙跳算法进行决策，确定休眠链路、休眠路由器、负载过重 链路的流量转移、故障链路的流量转移； 步骤4 :根据决策结果进行网络的拓扑更新； 步骤5 :返回执行步骤1，对网络进行实时控制。3. 根据权利要求2所述的一种网络动态拓扑控制方法，其特征在于：所述步骤1定期 收集网络状态信息，具体步骤如下： 步骤1. 1、收集链路流量信息，比较链路流量与休眠流量阈值，若链路流量低于休眠流 量阈值，则该链路流量作为链路休眠信息，执行步骤2,否则执行步骤1. 2,收集路由器流量 信息，比较路由器流量与路由器流量阈值，若路由器流量低于路由器流量阈值，执行步骤3， 否则返回步骤I. 1，收集故障链路标记，执行步骤3,收集新加入链路标记，执行步骤4 ; 步骤1. 2、比较链路流量与负载流量阈值，若链路流量高于负载流量阈值，则执行步骤 1.3,否则返回步骤1.1; 步骤1. 3、比较路径流量占链路流量的比重是否高于比重阈值，若路径流量占链路流 量的比重高于比重阈值，则该链路流量作为链路负载过重信息，执行步骤2,否则返回步骤 Ll04. 根据权利要求2所述的一种网络动态拓扑控制方法，其特征在于：所述步骤2根据 链路休眠信息、链路负载过重信息进行链路流量预测、休眠时间预测、负载时间预测，具体 步骤如下： 步骤2. 1、对链路休眠信息，采用三次动态指数预测算法预测链路流量，并执行步骤 2. 2 ;对于链路负载过重信息，采用三次动态指数预测算法预测链路流量，并执行步骤2. 3 ; 步骤2. 2、若链路流量预测值低于休眠流量阈值，使用马尔科夫预测算法预测链路休眠 时间，并执行步骤2. 4,否则返回步骤1 ; 步骤2. 3、若流量预测值高于负载流量阈值，则使用马尔科夫预测算法对链路进行负载 时间预测，并执行步骤2. 5,否则返回步骤1 ; 步骤2. 4、使用自回归预测算法对链路进行休眠时间预测，比较马尔科夫预测算法预测 得到的链路休眠时间预测值和自回归预测算法预测的休眠时间预测值，较小的值作为休眠 时间预测值，并执行步骤2. 6; 步骤2. 5、使用自回归预测算法对链路进行负载时间预测，比较马尔科夫预测算法预测 得到的链路负载时间预测值和自回归预测算法预测的负载时间预测值，较小的值作为负载 时间预测值，并执行步骤2. 7; 步骤2. 6、判断休眠时间预测值是否满足约束条件，是则执行步骤3,否则返回步骤1 ; 约束条件如下T(T1-T2)XPdT2XP 2S 0 XT1XP3，其中T1表示链路的休眠时间，T2表示 每条链路苏醒所需要的状态转换时间，？:表示链路休眠时的待机功耗，P 2表示链路苏醒过 程的苏醒功耗，P表示链路休眠时的节能效果，取值范围为[〇，1]，P3表示链路正常工作时 的链路功耗； 步骤2. 7、若负载时间预测值大于链路负载时间阈值，则执行步骤3,否则返回步骤1。5. 根据权利要求2所述的一种网络动态拓扑控制方法，其特征在于：所述步骤3休眠 时间预测值、休眠链路标记、负载链路标记、拓扑改变信息、路由器休眠信息采用路径反馈 机制和混合蛙跳算法进行决策，确定休眠链路、休眠路由器、负载过重链路的流量转移、故 障链路的流量转移，具体步骤如下： 步骤3. 1、判断是否存在链路故障链路标记，若存在故障链路标记，采用路径反馈机制 确定流量迀移的路径，如果选择路径成功，则进行流量迀移，并执行步骤4,否则需要进行链 路唤醒操作，然后执行步骤3. 2 ; 步骤3. 2、判断是否存在休眠链路标记，若存在休眠链路标记，采用路径反馈机制和混 合蛙跳算法对链路和路由器进行优化，确定休眠路径，开始休眠，并执行步骤4,否则执行步 骤3. 3,链路休眠时间为休眠时间预测值，路由器休眠时间为该路由器的所有成功进行休眠 时间预测链路中最短的链路休眠时间预测值，休眠时间过后进行唤醒操作； 步骤3. 3、判断是否存在负载链路标记，采用路径反馈机制在候选路径中选择路径进行 流量迀移，若选择路径成功，则进行流量迀移，并执行步骤4,否则需要对链路或者路由器进 行唤醒操作。6. 根据权利要求2所述的一种网络动态拓扑控制方法，其特征在于：所述步骤4根据 决策结果进行网络的拓扑更新，具体步骤如下： 步骤4. 1、根据休眠链路和路由器信息，查找候选路径集合，把包含休眠链路的候选路 径从候选路径集合中删除，添加到休眠候选路径集合中，同时需要对候选路径集合中包括 休眠链路的路径进行标记； 步骤4. 2、根据负载链路信息，在候选路径集合中把包含负载过重的链路的路径删除； 步骤4. 3、根据故障链路和路由器信息，查找候选路径集合，对包含故障链路的候选路 径进行删除； 步骤4. 4、根据新加入链路信息，将新加入链路添加到候选路径集合中； 步骤4. 5、根据唤醒链路信息，将唤醒链路从休眠候选路径中删除，将其增加到候选路 径集合中，并进行标记。7.根据权利要求5所述的一种网络动态拓扑控制方法，其特征在于：所述步骤3. 2,具 体步骤如下： 步骤3.2. 1、判断是否存在路由器休眠信息，若存在路由器休眠信息，采用混合蛙跳算 法对链路和路由器进行优化，确定休眠路径，否则执行步骤3. 2. 2 ; 步骤3. 2. 2、若不存在路由器休眠信息，采用路径反馈机制确定休眠路径。
【专利摘要】一种网络动态拓扑控制系统及方法，属于网络技术领域。本发明提出动态拓扑控制系统，包括链路信息收集模块、流量预测模块、智能决策模块和拓扑更新模块。该系统首先通过链路信息收集模块收集链路流量信息和拓扑改变信息，然后进行流量预测和时间预测，并将预测信息和拓扑改变信息发送至智能决策模块，结合路径反馈机制和混合蛙跳算法来进行休眠唤醒决策，选出最优休眠链路和路由器，并对拓扑改变做相应的处理。动态拓扑控制系统能够对网络拓扑的动态变化进行管理，网络正常运行，节能效果良好。
【IPC分类】H04L12/751
【公开号】CN105007225
【申请号】CN201510467842
【发明人】王兴伟, 刘小锋, 刘金阳, 黄敏
【申请人】东北大学
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年7月31日