一种算力网络流量调度方法、系统、装置及存储介质

本发明涉及算力网络，尤其涉及一种算力网络流量调度方法、系统、装置及存储介质。

背景技术：

1、算力网络是新兴的将数据中心、云计算、与大数据等相关网络技术一体化的新型网络架构，是未来算网融合的演进方向。同时也是融合与演进创新型网络技术良好的应用场景。目前，基于算力网络的业务流量及其差异化需求在不断增长。传统流量工程通常基于最短路的内部网关协议，利用其开放式最短路径优先协议（open shortest path first，ospf）或中间系统到中间系统协议（intermediate system to intermediate system，is-is）实现底层的数据转发。

2、然而应用该路由方式会导致算力网络中流量分布极不均衡，热点链路过载，而其他大量链路的利用率很低的问题。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明的实施例提供了一种算力网络流量调度方法，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。

2、本发明的第一个方面提供了一种算力网络流量调度方法，所述方法的步骤包括：

3、基于算力网络构建算力网络模型，所述算力网络模型中包括对应算力网络的多个节点，所述节点用于转发流量；

4、所述算力网络模型获取流量组合，所述流量组合中包括多条流量，将每条流量拆分为多个子流量；

5、对于每个子流量的传输路径生成中间节点，基于每个子流量的中间节点得到对于每个子流量的传输路径，初始化得到全局路径；

6、在每轮次全局路径的优化过程中，获取当前全局路径中最大链路利用率所处的链路，修改传输路径经过该链路的子流量的中间节点，更新全局路径；

7、当达到预设的全局路径优化条件后，输出最终应用于算力网络的全局路径。

8、采用上述方案，本方案首先将每条流量拆分为多个子流量，每条子流量可以从不同的路径传输，初步降低了流量对于单个链路的负载；进一步地，本方案在每次生成全局路径后，对于负载最高的链路，修改经过该链路的子流量的中间节点，使原经过该链路的子流量修改传输路径，进一步降低对于该链路的负载，使全局的链路的负载更为均衡，使算力网络中流量分布更为均衡，防止热点链路过载，提升其他大量链路的利用率。

9、在本发明的一些实施方式中，所述链路为任一子流量的传输路中相邻两个节点构成的路径，所述获取当前全局路径中最大链路利用率所处的链路，修改传输路径经过该链路的子流量的中间节点，更新全局路径的步骤包括：

10、计算每个链路的链路利用率，获取当前全局路径中最大链路利用率所处的链路；

11、计算传输路径经过当前全局路径中最大链路利用率所处的链路的子流量中所需带宽最大的子流量，修改该子流量的中间节点，生成对于该子流量的新的传输路径，得到更新后的全局路径。

12、在本发明的一些实施方式中，在计算每个链路的链路利用率的步骤中，基于如下公式计算链路利用率：

13、

14、其中，表示链路利用率，表示链路负载，表示链路容量。

15、在本发明的一些实施方式中，在修改该子流量的中间节点，生成对于该子流量的新的传输路径，得到更新后的全局路径的步骤中，删除该子流量在原传输路径中全部链路上的流量，并将该流量增加到该子流量的新的传输路径的各个链路中。

16、在本发明的一些实施方式中，所述获取当前全局路径中最大链路利用率所处的链路，修改传输路径经过该链路的子流量的中间节点，更新全局路径的步骤还包括：

17、每次得到全局路径后，将当前的最大链路利用率与全局最大链路利用率比较；

18、若当前的最大链路利用率小于全局最大链路利用率，则将当前的最大链路利用率作为新的全局最大链路利用率，并将更新后的全局路径作为下一次更新的基础或应用于算力网络的全局路径；

19、若当前的最大链路利用率不小于全局最大链路利用率，则放弃此次路径的更新，将更新前的全局路径作为下一次更新的基础或应用于算力网络的全局路径。

20、在本发明的一些实施方式中，在基于每个子流量的中间节点得到对于每个子流量的传输路径的步骤中，基于预设的传输协议生成每个子流量传输起始的节点到中间节点，及中间节点到子流量传输结束的节点的路径。

21、在具体实施过程中，采用开放式最短路径优先协议或中间系统到中间系统协议生成每个子流量传输起始的节点到中间节点，及中间节点到子流量传输结束的节点的路径。

22、在本发明的一些实施方式中，在将每条流量拆分为多个子流量的步骤中，随机生成拆分比例参数，基于拆分比例参数将每条流量拆分为多个子流量。

23、在本发明的一些实施方式中，若将每条流量拆分为2个子流量，则在随机生成拆分比例参数，基于拆分比例参数将每条流量拆分为多个子流量的步骤中，根据如下公式基于拆分比例参数将每条流量拆分为多个子流量：

24、

25、其中，表示流量组合中任一条流量的大小，和均为随机生成拆分比例参数，，和均大于0。

26、在本发明的一些实施方式中，在当达到预设的全局路径优化条件后，输出最终应用于算力网络的全局路径的步骤中，预设的所述全局路径优化条件为预设的全局路径更新轮次或到达预设的截止时间。

27、本发明的二个方面提供了一种算力网络流量调度系统，所述系统包括：

28、模型构建模块，用于基于算力网络构建算力网络模型，所述算力网络模型中包括对应算力网络的多个节点，所述节点用于转发流量；

29、流量拆分模块，所述算力网络模型获取流量组合，所述流量组合中包括多条流量，用于将每条流量拆分为多个子流量；

30、全局路径初始化模块，用于对于每个子流量的传输路径生成中间节点，基于每个子流量的中间节点得到对于每个子流量的传输路径，初始化得到全局路径；

31、全局路径更新模块，用于在每轮次全局路径的优化过程中，获取当前全局路径中最大链路利用率所处的链路，修改传输路径经过该链路的子流量的中间节点，更新全局路径；

32、全局路径应用模块，用于当达到预设的全局路径优化条件后，输出最终应用于算力网络的全局路径。

33、在本发明的一些实施方式中，所述链路为任一子流量的传输路中相邻两个节点构成的路径，所述获取当前全局路径中最大链路利用率所处的链路，修改传输路径经过该链路的子流量的中间节点，更新全局路径的步骤包括：

34、计算每个链路的链路利用率，获取当前全局路径中最大链路利用率所处的链路；

35、计算传输路径经过当前全局路径中最大链路利用率所处的链路的子流量中所需带宽最大的子流量，修改该子流量的中间节点，生成对于该子流量的新的传输路径，得到更新后的全局路径。

36、在本发明的一些实施方式中，在计算每个链路的链路利用率的步骤中，基于如下公式计算链路利用率：

37、

38、其中，表示链路利用率，表示链路负载，表示链路容量。

39、在本发明的一些实施方式中，在修改该子流量的中间节点，生成对于该子流量的新的传输路径，得到更新后的全局路径的步骤中，删除该子流量在原传输路径中全部链路上的流量，并将该流量增加到该子流量的新的传输路径的各个链路中。

40、在本发明的一些实施方式中，所述获取当前全局路径中最大链路利用率所处的链路，修改传输路径经过该链路的子流量的中间节点，更新全局路径的步骤还包括：

41、每次得到全局路径后，将当前的最大链路利用率与全局最大链路利用率比较；

42、若当前的最大链路利用率小于全局最大链路利用率，则将当前的最大链路利用率作为新的全局最大链路利用率，并将更新后的全局路径作为下一次更新的基础或应用于算力网络的全局路径；

43、若当前的最大链路利用率不小于全局最大链路利用率，则放弃此次路径的更新，将更新前的全局路径作为下一次更新的基础或应用于算力网络的全局路径。

44、在本发明的一些实施方式中，在基于每个子流量的中间节点得到对于每个子流量的传输路径的步骤中，基于预设的传输协议生成每个子流量传输起始的节点到中间节点，及中间节点到子流量传输结束的节点的路径。

45、在具体实施过程中，采用开放式最短路径优先协议或中间系统到中间系统协议生成每个子流量传输起始的节点到中间节点，及中间节点到子流量传输结束的节点的路径。

46、在本发明的一些实施方式中，在将每条流量拆分为多个子流量的步骤中，随机生成拆分比例参数，基于拆分比例参数将每条流量拆分为多个子流量。

47、在本发明的一些实施方式中，若将每条流量拆分为2个子流量，则在随机生成拆分比例参数，基于拆分比例参数将每条流量拆分为多个子流量的步骤中，根据如下公式基于拆分比例参数将每条流量拆分为多个子流量：

48、

49、其中，表示流量组合中任一条流量的大小，和均为随机生成拆分比例参数，，和均大于0。

50、在本发明的一些实施方式中，在当达到预设的全局路径优化条件后，输出最终应用于算力网络的全局路径的步骤中，预设的所述全局路径优化条件为预设的全局路径更新轮次或到达预设的截止时间。

51、本发明的第三方面还提供一种算力网络流量调度装置，该装置包括计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机指令，当所述计算机指令被处理器执行时该装置实现如前所述方法所实现的步骤。

52、本发明的第四方面还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时以实现前述算力网络流量调度方法所实现的步骤。

53、本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出并获得。

54、本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。