中的业务优先 级，按照权值轮询法输出数据队列，发送至0LT。
[0057]最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通 过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在 形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
【主权项】
1. 一种适合融合网络的令牌桶流量整形方法，其特征在于:包括W下步骤： 1 )初始化5 种网络业务的丢失率 Eugs、ErtPS、EertPS、EnrtPS、Ebe和缓存 Bugs、BrtPS、BertPS、 BnrtPS、BBE，其中下标1165、刊？5、6刊？5、11刊？5、86分别表示：主动授权服务（加 3〇11。116(1 Grant Service,)、实时轮询服务（Real-time polling service,)、扩展实时轮询服务 (extended Real-time service,)、非实曰寸轮 i旬业务(non-real-time Polling Service,)、 尽力而为服务(Best Effort service,);初始化令牌桶参数(r，b)和数据缓存总量B，其中： r为令牌产生速率，b为令牌桶容量； 2) 建立具有自相似特性的分形布朗运动作为网络流量模型； 3) 将上游的低速率的网络业务进行流量聚合，W便提升整个网络的效率； 4) 将数据包按照网络的标准进行分类； 5) 针对不同的业务分类设置单独的令牌桶算法，考虑令牌桶输出模型与FBM自相似模型的 特点，通过丢失率e将令牌桶输出流量模型L(t) = d+b与自相似模型冷巧=mt+ 联系起来，计算出突发曲线b = b(r)，其中L(t)为令牌桶输出流量，t为数据突发时间间隔，A (t)为令牌桶输入流量，m为到达数据流量的平均速率，a为到达数据流量的方差，ZH(t)是均 值为"0"，方差为化r[ZH(t)]= Itr的高斯随机过程，H为Hurst参数； 6) 利用欧拉拉格朗日乘数法构造目标函数和代价函数来计算最佳令牌桶参数，将点 (m，0)到突发曲线的最短距离作为代价函数，将突发曲线b = b(r)作为目标函数，通过计算 求得最佳令牌桶参数(r*，b*); 7) 根据融合网络中两域之间的QoS映射规则，将两域中的绝对优先级业务转化成整个 融合网络的相对优先级业务； 8) 建立业务的相对优先级中丢失率e与缓存B的关系，根据当前业务丢失率，对不同业 务所占缓存进行动态的调整，进而动态的调整当前时刻的最佳令牌桶参数从而使 得流量整形方法保证了业务在整个网络中的QoS。2. 根据权利要求1所述的一种适合融合网络的令牌桶流量整形方法，其特征在于:在所 述步骤中采用分形布朗运动模型Z(t)，t6(-w，+?))来模拟融合网络的网络流量； 定义网络流量41(1:)，1 = 1，. . .，1(的分布其为：4:的=巧化^^贡苗/.稱，.*^1?，而4(1:)是八1 (t)累加的过程滅t) = 4仍，则可W写为：纖)=所《+ 化1：居1?，其中4(1:)表示1:时刻 /-1 的到达的网络流量，m为到达数据流量的平均速率，a为到达数据流量的方差；ZH(t)是均值 为"0"，方差化r[ZH(t)]= ItI2H的高斯随机过程;H为化rst参数并且满足网络数据通过令牌桶的数学模型定义为:L(t)=d+b，其中L(t)为令牌桶输出流量，t 为数据突发时间间隔，r为令牌产生速率，b为令牌桶容量，为了不让数据包被丢弃，则令牌 桶输入流量A(t)小于等于令牌桶的输出流量L(t)即是:A(t)<d+b = L(t)，将满足此限制 条件的参数(r，b)所组成的曲线称为突发曲线b = b(r)，根据FBM网络流量模型的特点得到 令牌桶输入的流量为分的=Wf + 0.)，将超过令牌桶输出流量1(t)=的+6的概率定义 为6 : = Pr(雌)> L(U) = Pr(nU+>&Z,,,〇) > rH-b)，庚中111为到达数据流量的平均速率，曰为 到达数据流量的方差;ZH(t)是均值为"0"，方差为Var[ZH(t)]=|tr的高斯随机过程，H为 化rst参数并且满足，r为令牌产生速率，b为令牌桶容量，t为突发时间间隔，根据 分形布朗存储服务模型将令牌产生速率r等效为服务速率，将令牌桶容量b等效为数据缓存可^得 到:其中k化)=HH(I-H)I-嘴歹(y) =户(Z, >的， 豕(y)是一个标准的高斯分布函数，根据标准高斯过程的特性及未来近似不等式，得出e的近 似值：6:，其中k化）=通过数学运算可W得到r的表达 式：f =放+ (k(H)v[^)i册。。(2嘴夺巧組:说。(沈）。3. 根据权利要求2所述的一种适合融合网络的令牌桶流量整形方法，其特征在于:在所 述步骤中，利用欧拉-拉格朗日乘数法求取当前丢失率下的最佳令牌桶参数(r，b)，通过令 牌桶参数(r，b)与丢失率e的关系，给出具体的到达数据流量的平均速率m，到大流数据量的 方差曰，化rst参数H，丢失概率e，求出突发曲线b = b(r)，将点(m，0巧Ij突发曲线的最短距离 作为代价函数； 根据b = b(r)是一个单调的递减函数，当r的设置为统计意义上的数据流量到达的平均 速率，能使得数据流量的突发在一个很小的范围内，突发曲线上到点(m，0)距离最短的点 (r，b)，就为当前的丢失概率e下的最佳令牌桶参数(r，b)，定义点(m，0巧lj突发曲线上一点 的最小距离函数为： r(r，巧二^/(r--f ，最佳令牌桶参数的求解转换为求突发曲线上的点到点(m，0)的 最小值，根据朗格朗日乘数法的思想，将公式A(r，b) = W 脚品f 严m 作为目标条件，构造欧拉-朗格朗日乘数法方程组:F(r，b，A)=^(r，b)+AA(r，b)，通过计 算解出最佳令牌桶参数(r*，b*):,其中没二口…"7，严雌"，4. 根据权利要求3所述的一种适合融合网络的令牌桶流量整形方法，其特征在于:在所 述步骤中，根据融合网络不同域之间的QoS映射规则，将业务的绝对优先级转换为相对优先 级，然后依照相对优先级的QoS指标，控制共享缓存中的不同优先级业务的缓存进行动态变 化，在数据包被流量分类后进入流量整形阶段时，所有业务流量都会缓存在公用的缓存中， 根据令牌桶算法的工作原理，当令牌桶中数量不足时数据将会被缓存，建立令牌桶容量b与 数据缓存B的关系：当b不为0时，B为0;当B不为0时，b-定为0，所W在有数据包丢失时，令牌 桶容量b就为0,此外数据缓存B也影响着业务的丢失率e，当到达的数据超过数据缓存B的大 小时，数据将会被丢弃，定义-，其中A(t)为业务的到达流量，r为业务的令牌 桶产生速率，B为业务所占的缓存大小，t为时间间隔，增大缓存B能降低丢失率e; 动态的缓存调整即是：当高优先业务出现过大的丢失率时，通过占用其他低优先级业 务的缓存来增加自己的缓存，从而减少丢失率，高优先级业务首先会占用优先级最低的业 务的缓存，直到最低优先级业务的缓存到达临界值，然后依次占用倒数第二优先级业务，直 至第二优先级业务的缓存达到临界值，或者高优先级业务丢失率下降到满足业务QoS标准 的丢失率时，停止此高优先级业务的缓存调整。5.根据权利要求4所述的一种适合融合网络的令牌桶流量整形方法，其特征在于:在所 述步骤中，针对光无线融合网络中无线侧为WiMAX的网络中的动态缓存调整，定义B为数据 缓存总量，Bugs、BrtPS、BertPS、BnrtPS、Bbe分别为各个业务所占缓存大小，那么可W得到：B = Bugs + BrtPS + BertPS + BnrtPS + BBE，Wugs业务为例，UGS业务的丢失率EUGS的计算公式如下：其中AuGs(t)为UGS业务的到达流量，ruGs为UGS业务的令牌桶产 生速率，Bugs为UGS业务所占的缓存大小，t为时间间隔，利用丢失率式川GS的计算公式，将EUGS 带入式子中计算出对应的TBnpt(r^。的值，进而能得到rues的值，然后经过数学变换W及等 价替换求出Bugs的数学表达式为：*其中muGs为UGS业务流量到达的平 均速率，auGs为UGS业务流量到达的方差，5 = AW化,。、|'2"邸_|)| "(.片,巧樹,k化）= HH(I-H)I八定义业务的缓存临界值为业务QoS规定的丢失率达到最大值时的缓存值。
【专利摘要】本发明涉及一种适合融合网络的令牌桶流量整形方法，属于融合网络中的数据管理技术领域。该方法在令牌桶算法的基础上结合更符合实际的自相似网络流量，通过不同域之间的QoS映射规则，根据业务的相对优先级，来决定令牌桶参数的选择，进而，根据基于优先级的共享缓存策略，使得令牌桶参数得到动态的调整以提高整个网络业务的QoS。本发明所提出的设计方法能够在保证各业务优先级的同时，降低融合网络设备的压力，达到了提高整个融合网络业务QoS的目的。
【IPC分类】H04L12/819, H04L12/851, H04W28/24, H04L12/24
【公开号】CN105515880
【申请号】CN201610050843
【发明人】王汝言, 池文祥, 张鸿, 吴大鹏
【申请人】重庆邮电大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年1月25日