j = Iif move；00 move J (15)
[0090] 公式（15)中，L表示网络中可用链路的数量，movei、movej分别表示第i个move 过程、第j个move过程，Cu用来标识move ;和move ^是否兼容，若二者兼容则c ^值为1，否 则值为〇。只有在极端条件下才有可能move过程数量和可用链路的数量相等，即通过move 可以睡眠网络中的所有链路，L是个i、j可取的上限数字。
[0091] 根据上面定义，若Iiiovei被执行后，move 仍可以被执行，则move ;和move 兼容。 具体判断过程可以是：根据公式（8)和（9)的定义确定moveJP move 的锁节点集；根据公 式（10)的定义判断movejP move.j是否兼容。当且仅当Iiiovei的出口节点不在move.j的锁 节点集，Hiove j的出口节点不在move ;的锁节点集中，则move ;和move 兼容；否则，move ;和 Iiiovej不兼容。
[0092] 第三步，将本发明要解决的问题：在保证用户QoS的基础上，找出尽量多的可睡链 路；抽象为一个满足背包条件最大团问题。
[0093] 在获得兼容矩阵C的基础上，可以得到一个无向图H :
[0094] H = H(M，F) (16)
[0095] 其中，M表示图G中第一步得到的所有可能move过程，设得到K个move过程，K为 正整数，可取的最大值为L。F表示move过程之间的兼容关系，用连接边来表示。F根据矩 阵C来获得，两个move过程相连表示兼容，不相连表示不兼容。通过图来将原来用数字表 示的问题转化成为寻找最大团的问题。用F表示两个move过程之间不兼容。这样将会得 到H的补图/7。
[0097] 如果考虑QoS (时延），本发明方法要解决的问题被抽象为一个满足背包条件最大 团问题，定义如下：
[0099] 其中，i表示第i个move过程，q;表示第i个move过程能睡眠的链路数量，X ;表 示第i个move过程是否执行，x_j表示第j个move过程是否执行，（MPT⑴）min表示第i个 move过程的修改路径树的链路权值和在可选的move过程中最小。MPT (i)表示第i个move 过程的修改路径树的链路权值和。（i，j)表示第i个节点和第j个在补图言中互联，第二 行表示不兼容的两个move过程无法同时执行。
[0100] 对于一个move过程，修改路径树MPT是指入口节点的修改路径树，出口节点的路 径树并未改变，因此一个move过程的修改路径树是指该move过程中入口节点的修改路径 树。
[0101] 第四步，求解所述的最大团问题，将获得的可睡链路置于睡眠态。
[0102] 本发明核心问题可由（20)直接解出。而该问题为最大团问题，同时也是一个 NP-hard问题。而满足背包条件的最大团问题仍是一个NP-hard问题。因此最优解不能直 接求得。本发明以此为理论依据，提供了如图10所示的方法求得该问题次优解。
[0103] 步骤4. 1，输入无向加权图G (V，E，W)。寻找策略运行初始节点Uini是所有网络节 点中，相邻链接点最多的节点。
[0104] 步骤4. 2,以L为入口节点；找到所有可能的以i "为入口节点的move过程。从中 找到修改路径树的链路权值和最小的move过程作为第一个move过程，放入到解集中。在 初始情况中可能有很多个可以执行的move，为保证QoS，则选择MPT权值和最小的作为算法 的起点。
[0105] 设刚放入解集劣的move过程为当前move过程
[0106] 步骤4. 3,更新入口节点集合及出口节点集合。对于刚放入解集<的move过程，在 入口节点集合中去除该move过程的入口节点及出口节点。在出口节点集合中，去除该move 过程的入口节点、出口节点以及该move过程的锁节点集。
[0107] 入口节点集合和出口节点集合初始都包含无向图G中所有节点。
[0108] 步骤4. 4,找所有与刚放入解集S,的move过程兼容的move过程。再从中选择修改 路径树的链路权值和最小的move过程，放入解集Sfs
[0109] 步骤4. 5,判断出口节点集合是否为空，若出口节点集合不为空，则跳转步骤4. 3 继续执行。若出口节点集合为空，则结束算法并输出解集<。
[0110] 根据所得到的解集<:可获取可睡链路，从而进一步来设置网络路由，以达到节省 网络能源的目的。
【主权项】
1. 一种基于软件定义网络SDN集中控制的骨干网能耗优化方法，将IP骨干网络抽象为 无向加权图G(V，E，W)，V为网络中节点集合，E为网络中节点间链路集合，W为节点间链路 上对应的权值；其特征在于，进行下面步骤： 第一步，依据规则1~3获得无向图G中执行move机制的所有move过程； 规则1 :move过程的入口节点和出口节点必须邻接；规则2 :-个入口节点只能属于一 个move过程；规则3 :如果一个节点成为一个move过程的出口节点，那么运个节点的最短 路径树将不能再发生改变； 一个move过程具有一个入口节点和一个出口节点，设入口节点Vi、出口节点Vj，运行move机制，获得可睡链路；move机制实现过程为：首先，通过0SPF路由协议计算入口节点 和出口节点的最短路径树spt(Vi)、spt(v.j);然后，比较spt(Vi)和spt(v.j)获得入口节点 的修改路径树mpt(Vi);最后，比较spt(Vi)与mpt(Vi)得到可睡链路；Vi、v,分别为E中第i 个、第j个节点； 第二步，确定第一步获得的所有move过程的兼容矩阵C;矩阵C中元素Cii用于标识第i个move过程movei和第j个move过程moveJ是否兼容，若二者兼容CU值为1，否则值为 0 ； 若movei被执行后，moveJ仍可W被执行，则movei和moveJ兼容； 第Ξ步，根据兼容矩阵C获得无向图Η(M，巧；Μ表示第一步获得的所有move过程，每个move过程为一个节点，设共有K个move过程，K为正整数且Κ《llEll，llEll表示E中链 路总数；F表示move过程之间的兼容关系，用连接边来表示，两个move过程相连表示兼容， 不相连表示不兼容；用f表示两个move过程之间不兼容，则得到Η的补图/7(Λ./，户)： 将问题：在保证用户QoS的基础上，找出尽量多的可睡链路；抽象为如下满足背包条件 最大团问题，表示如下：其中，其中，Qi表示第i个move过程的可睡链路数量，Xi表示第i个move过程是否执 行，（i，_]'）表示第i个move过程和第j个move过程不兼容，（MPTa))mi。表示第i个move 过程的修改路径树的链路权值和在可选的move过程中最小； 第四步，求解所述的最大团问题，将获得的可睡链路置于睡眠态。2. 根据权利要求1所述的一种基于软件定义网络SDN集中控制的骨干网能耗优化方 法，其特征在于，所述的第二步中，判断movei和moveJ是否兼容的具体方法是： (1)确定movei和move.j的锁节点集； 在一个move过程中，对于一个节点，如果至少有一条经过该节点的路径发生改变，则 该节点为与该move过程相关锁节点；某move过程的锁节点集就是所有与该move过程相关 锁节点的集合； 似当且仅当movei的出口节点不在move .j的锁节点集，move .j的出口节点不在move i的 锁节点集中，则movei和moveJ兼容；否则，move i和moveJ不兼容。3.根据权利要求1所述的一种基于软件定义网络SDN集中控制的骨干网能耗优化方 法，其特征在于，所述的第四步中求解最大团问题的实现步骤如下： 步骤4. 1，输入无向加权图G(V，E，W)，寻找运行初始节点im，节点im是所有网络节点中 相邻链接点最多的节点； 步骤4.2,Wim为入口节点，找到所有Wim为入口节点的move过程，从中选取修改路 径树的链路权值和最小的move过程，作为第一个move过程放入到解集中； move过程的修改路径树是指该move过程的入口节点的修改路径树； 步骤4. 3,更新入口节点集合及出口节点集合； 对于刚放入解集.《的move过程，在入口节点集合中去除该move过程的入口节点及出 口节点，在出口节点集合中，去除该move过程的入口节点、出口节点W及该move过程的锁 节点集；入口节点集合和出口节点集合初始都包含无向图G中所有节点； 在一个move过程中，对于一个节点，如果至少有一条经过该节点的路径发生改变，则 该节点为与该move过程相关锁节点；某move过程的锁节点集就是所有与该move过程相关 锁节点的集合； 步骤4. 4,寻找所有与刚放入解集、、的move过程兼容的move过程，从中选择修改路径 树的链路权值和最小的move过程，放入解集4; 步骤4. 5,判断出口节点集合是否为空，若是，则输出解集根据解集获得可睡链 路；若不为空，则转至步骤4. 3继续执行。
【专利摘要】本发明是一种基于SDN集中控制的骨干网能耗优化方法，涉及IP骨干网节能技术领域。本发明将IP骨干网络抽象为无向加权图，获得无向图中执行move机制的所有move过程，确定获得的所有move过程的兼容矩阵C，C中元素用于标识一个move过程在执行后另一个move过程是否仍可被执行；本发明基于开放最短路径优先协议，将在保证用户QoS的基础上找出尽量多的可睡链路的问题，抽象为一个满足背包条件最大团问题；求解最大团问题，将获得的可睡链路置于睡眠态。本发明在节能的同时尽量少地改变网络拓扑，降低了计算复杂度，减少了由于执行节能策略造成的网络重计算所需时间，网络响应时间比现有策略大大减小。
【IPC分类】H04L12/753, H04L12/721
【公开号】CN105245458
【申请号】CN201510697645
【发明人】王朝炜, 彭宏玉, 梅吴杨, 王刚, 陈刚, 张英海, 崔高峰
【申请人】北京邮电大学
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年10月23日