专利名称：一种基于迟滞调度的网络流量冲突避免方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及计算机网络与通信领域，尤其涉及一种基于迟滞调度的网络流量冲突避免方法及系统。
背景技术：
目前，在互联网业务路由技术研究方面，一个日益突出的趋势就是在底层物理网络上构筑覆盖网络(Overlay Networking)来进行业务流量的传输优化。通过覆盖网路由(Overlay Routing)技术可以有效弥补底层网络协议的缺点，争取最大化利用网络中的带宽和冗余路径。覆盖网节点自身需维护和建立相应的路由表项，同时探测网络状况并找出比IP协议层所选择的性能更好的最优路径。而传统互联网中网络运营商(InternetService Provider)常采用另一种流量优化方式即流量工程(Traffic Engineering, TE)。TE的提出通常是为了 ISP的某一个优化目标而对底层的物理网络进行的一种流量分配、调整、规划行为。不同ISP的优化目标可能不同。有的ISP为了通过全网的流量均衡来实现所有路径利用的最大化，而有的ISP则是为了实现全网的端到端平均时延最小。当覆盖网节点改变它的逻辑路由的时候，首先产生的直接结果就是改变了下层不同路径产生负载流量。因为上层覆盖网节点倾向于选择服务性能最优的路径，因此整体覆盖网流量将集中流向最优路径，结果反而造成延迟小、可靠性高的网络链路发生流量拥塞和过载现象。而底层的TE探测到物理网络上流量状况的改变后，会随即建立新的流量分发模型，改变流量分配策略以应对新的流量需求。此时，由于TE改变了流量策略会反作用于链路的延迟状况。而新的网络状况会因为覆盖网的定期链路性能探测而被获知。接着，覆盖网络会重启路径决策过程，更新当 前路况状况下新的路由表。整个的交互过程可以清楚的表现在
图1中，图1是覆盖网与流量工程直接的作用原理图。由于这种覆盖网路由优化和底层TE的流量均衡策略的服务目标不同，二者之间会发生频繁的独自优化行为，这不仅会造成覆盖网路由优化和TE无法实现最佳的优化目标，而且会使得网络损耗增加并发生严重的网络振荡现象，这一冲突过程就是覆盖网路由技术实施时所面临的一个常见问题一网络流量的垂直冲突现象。
发明内容
本发明的发明目的在于，提供一种解决垂直冲突问题，避免现有覆盖网系统在大规模部署应用时因为与TE的优化冲突问题而造成频繁的抖动现象，保证覆盖网能提供正常的服务性能。为达到以上目的，本发明提供了一种基于迟滞调度的网络流量冲突避免方法，包括步骤1，在探测周期内对缺省路径进 行路径性能检测，当覆盖网的缺省路径能满足网络传输性能需求时，执行步骤2，否则执行步骤3 ；步骤2,所述缺省路径传输流量；
步骤3，利用转移量计算函数计算在所述缺省路径上需要进行转移的转移流量，该转移流量为该缺省路径传输流量中的部分流量，然后执行步骤4 ；步骤4，对备用路径进行路径性能检测，根据所述备用路径的负载能力将所述转移流量分配到所述备用路径上进行传输，然后在下一个探测周期内重复上述步骤。进一步的，所述步骤I包括步骤11，计算缺省路径的性能衡量值pd，所述性能衡量值Pd的计算公式为
权利要求
1.一种基于迟滞调度的网络流量冲突避免方法，其特征在于，包括 步骤1，在探测周期内对缺省路径进行路径性能检测，当覆盖网的缺省路径能满足网络传输性能需求时，执行步骤2，否则执行步骤3 ； 步骤2，所述缺省路径传输流量； 步骤3，利用转移量计算函数计算在所述缺省路径上需要进行转移的转移流量，该转移流量为该缺省路径传输流量中的部分流量，然后执行步骤4 ； 步骤4，对备用路径进行路径性能检测，根据所述备用路径的负载能力将所述转移流量分配到所述备用路径上进行传输，然后在下一个探测周期内重复上述步骤。
2.如权利要求1所述的网络流量冲突避免方法，其特征在于，所述步骤I包括 步骤11，计算缺省路径的性能衡量值Pd，所述性能衡量值Pd的计算公式为
3.如权利要求1所述的网络流量冲突避免方法，其特征在于，所述步骤3中的所述转移量计算函数为 ,
4.如权利要求1所述的网络流量冲突避免方法，其特征在于，所述步骤4中 若所述备用路径有剩余负载带宽时，则根据所述备用路径的负载能力根据转移量计算函数将所述转移流量分配到有剩余负载带宽的备用路径上； 若所述备用路径负载带宽为零时，则根据所述备用路径的综合性能指标计算分配到所述备用路径上的转移流量，其计算公式为其中
5.如权利要求4所述的网络流量冲突避免方法，其特征在于，所述步骤4中 当所述有剩余负载带宽的备用路径只有一条时，直接将所述转移流量分配到该条备用路径上，若所述缺省路径发生断开时，该转移流量为该缺省路径传输的全部流量。
6.如权利要求4所述的网络流量冲突避免方法，其特征在于，所述步骤4中当所述有剩余负载带宽的备用路径为多条时，则采取以下步骤分配所述转移流量 步骤41，对多条备用路径根据其负载能力进行缺省路径相对性能衡量值排序； 步骤42，选择衡量值最大的第一备用路径，若该第一备用路径的剩余负载带宽大于等于所述转移流量，则将所述转移流量分配到该第一备用路径上，分配结束，若有剩余转移流量则执行步骤43 ； 步骤43，按照衡量值从大到小的规则依次选择备用路径，按所述步骤42的方法继续分配所述剩余转移流量，直到所述转移流量全部分配结束； 若多条备用路径分配结束，仍然有剩余流量，则根据所述备用路径的综合性能指标计算并分配所述剩余流量。
7.如权利要求1所述的网络流量冲突避免方法，其特征在于，所述步骤4中 当所述备用路径发生拥塞时，且其他备用路径有剩余负载带宽，根据转移量计算函数计算从该备用路径上需要转移的转移流量，将该转移流量根据所述其他备用路径的负载能力将所述转移流量分配到其他备用路径上，使该备用路径满足其网络传输性能需求； 当所述备用路径发生断开时，且其他备用路径有剩余负载带宽，直接将该备用路径上的流量根据转移量计算函数分配到其他备用路径上； 当所述备用路径发生拥塞或断开时，且其他备用路径的剩余负载带宽为零，则根据所述 其他备用路径的综合性能指标计算并分配所述需要转移的转移流量。
8.一种基于迟滞调度的网络流量冲突避免系统，其特征在于，包括 性能检测处理模块，在探测周期内对缺省路径进行路径性能检测，当覆盖网的缺省路径能满足网络传输性能需求时，执行缺省路径传输模块，否则执行转移流量计算模块；缺省路径传输模块，由所述缺省路径传输流量； 转移流量计算模块，利用转移量计算函数计算在所述缺省路径上需要进行转移的转移流量，该转移流量为该缺省路径传输流量中的部分流量，然后执行转移流量分配模块； 转移流量分配模块，对备用路径进行路径性能检测，根据所述备用路径的负载能力将所述转移流量分配到所述备用路径上进行传输，然后在下一个探测周期内重复上述模块的处理。
9.如权利要求8所述的网络流量冲突避免系统，其特征在于，所述性能检测处理模块包括 衡量值计算模块，计算缺省路径的性能衡量值Pd，所述性能衡量值Pd的计算公式为
10.如权利要求8所述的网络流量冲突避免系统，其特征在于，所述转移流量计算模块中的所述转移量计算函数为
11.如权利要求8所述的网络流量冲突避免系统，其特征在于，所述转移流量分配模块中 若所述备用路径有剩余负载带宽时，则根据所述备用路径的负载能力根据转移量计算函数将所述转移流量分配到有剩余负载带宽的备用路径上； 若所述备用路径负载带宽为零时，则根据所述备用路径的综合性能指标计算分配到所述备用路径上的转移流量，其计算公式为其中
12.如权利要求11所述的网络流量冲突避免系统，其特征在于，所述转移流量分配模块中 当所述有剩余负载带宽的备用路径只有一条时，直接将所述转移流量分配到该条备用路径上，若所述缺省路径发生断开时，该转移流量为该缺省路径传输的全部流量。
13.如权利要求11所述的网络流量冲突避免系统，其特征在于，所述转移流量分配模块中 当所述有剩余负载带宽的备用路径为多条时，则采取以下步骤分配所述转移流量排序模块，对多条备用路径根据其负载能力进行缺省路径相对性能衡量值排序；第一分配模块，选择衡量值最大的第一备用路径，若该第一备用路径的剩余负载带宽大于等于所述转移流量，则将所述转移流量分配到该第一备用路径上，分配结束，若有剩余转移流量则执行第二分配模块； 第二分配模块，按照衡量值从大到小的规则依次选择备用路径，按所述第一分配模块中的方法继续分配所述剩余转移流量，直到所述转移流量全部分配结束； 若多条备用路径分配结束，仍然有剩余流量，则根据所述备用路径的综合性能指标计算并分配所述剩余流量。
14.如权利要求8所述的网络流量冲突避免系统，其特征在于，所述转移流量分配模块中 当所述备用路径发生拥塞时，且其他备用路径有剩余负载带宽，根据转移量计算函数计算从该备用路径上需要转移的转移流量，将该转移流量根据所述其他备用路径的负载能力将所述转移流量分配到其他备用路径上，使该备用路径满足其网络传输性能需求； 当所述备用路径发生断开时，且其他备用路径有剩余负载带宽，直接将该备用路径上的流量根据转移量计算函数分配到其他备用路径上；当所述备用路径发生拥塞或断开时，且其他备用路径的剩余负载带宽为零，则根据所述其他 备用路径的综合性能指标计算并分配所述需要转移的转移流量。
全文摘要
本发明提供一种基于迟滞调度的网络流量冲突避免方法及系统。该方法包括步骤1，在探测周期内对缺省路径进行路径性能检测，当覆盖网的缺省路径能满足网络传输性能需求时，执行步骤2，否则执行步骤3；步骤2，所述缺省路径传输流量；步骤3，利用转移量计算函数计算在所述缺省路径上需要进行转移的转移流量，该转移流量为该缺省路径传输流量中的部分流量；步骤4，对备用路径进行路径性能检测，根据所述备用路径的负载能力将所述转移流量分配到所述备用路径上进行传输，然后在下一个探测周期内重复上述步骤。本发明解决了现有技术中的垂直冲突问题，避免了现有覆盖网系统的优化冲突问题而造成频繁的抖动现象，保证了覆盖网的正常服务性能。
文档编号H04L12/801GK103051546SQ201210536318
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月12日 优先权日2012年12月12日
发明者李彦君, 张国清, 郭庆萍 申请人:中国科学院计算技术研究所