[发明专利]基于业务区分的认知网络QoS保障方法

说明书

技术领域

本发明以认知网络为基础，提出一种基于业务区分的认知网络QoS保障方法。主要研究如何将认知网络与日趋成熟的业务识别技术、区分服务架构相结合，使得网络在实现自我感知、自我决策、自我管理、自我控制的同时，将复杂性尽量限制在边缘路由器以及域认知服务器之上，使其具备良好的可扩展性。该方法涉及到业务识别、区分服务、网络QoS、人工智能、认知网络等技术领域。

背景技术

近年来，随着网络技术和应用的迅速发展和网络接入形式的多样化，网络变得越来越复杂，对日益复杂的网络进行管理是当前通信网络面临的主要挑战之一；同时，用户对于网络服务质量(QoS)的要求越来越高。如今分布式多媒体应用不仅包括文本信息，还包括语音、图像、音频、视频等。分布式多媒体应用不但对网络有很高的带宽要求，而且要求信息传输的低延迟和低抖动等。当前网络所提供的服务质量远不能满足用户的需要；与此同时P2P流量的大量增加给网络带来巨大的负担，因此对业务进行识别尤为重要。

认知网络(Cognitive Network)是在认知无线电的基础上提出的，将认知的概念从无线单跳连接扩展至整个网络，是一种具有认知功能的网络。它能够感知网络状况并据此进行决策、推理、学习并采取适当行动。为了更好地管理和控制网络的复杂性，改善网络的QoS和用户的业务体验，认知网络试图将人工智能相关技术引入到网络中，使网络具有自管理、自学习、自优化的能力，真正实现网络的可控制、可管理、可信任。因此，认知网络的研究将会对今后大规模的复杂异质网络管理技术的发展和网络服务质量的提高起到巨大的推动作用。

然而不管是传统的网络还是最新提出的几种认知网络体系结构都存在一些问题，主要体现在：

1、传统的网络只能在网络出现问题之后才做相应的处理，存在滞后性，这种滞后性必然影响网络的QoS；

2、现有区分服务中的策略是静态且无法更改的，因此无法适应当前动态复杂的网络环境；

3、现有的几种认知网络架构未对业务进行区分，而研究表明，现在网络一半以上的流量来自P2P业务，P2P业务已经给网络的QoS造成了严重的影响，因此对业务进行区分变得尤为重要；

4、目前对认知网络的研究很少考虑与现有QoS体系架构结合，因此缺乏可行性和可扩展性。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提出一种基于业务区分的认知网络QoS保障方法。域认知服务器汇总采集到的网络QoS参数、业务信息以及网络状态信息并进行处理，将处理结果作为输入训练SVM。在实时状况下，域认知服务器根据边缘路由器和核心路由器得到的信息的处理结果来预测网络可能的状态变化。服务器根据可能发生的问题向边缘路由器下发新策略，边缘路由器根据新策略为不同的业务打上不同的DSCP标记，降低可能导致网络拥塞的业务类型的优先级，从而为网络的QoS提供了保障。该方法融合了认知网络、区分服务以及日趋成熟的业务识别技术，具备良好的可扩展性。

技术方案：

本发明基于业务区分的认知网络QoS保障方法的步骤如下：

1)数据采集：边缘路由器以及核心路由器采集数据包到达路由器的相关信息，包括数据包行为(入队列、出队列或者丢包)、行为发生的时间、当前结点、下一跳结点、数据包大小、源IP地址、目的IP地址和业务类型；

2)信息汇聚和处理：边缘路由器以及核心路由器将各自所采集的数据包到达路由器的相关信息发往该区分服务域的中心服务器即域认知服务器，域认知服务器将这些信息进行处理，计算出符合离线训练SVM所需的网络QoS参数以及网络状态参数；

3)训练SVM：根据某一时间段的符合训练SVM所需的网络QoS参数作为训练的参数，将该时间段之后的某一时刻符合训练SVM所需的网络的状态作为属性，训练SVM；

4)实时状态统计：边缘路由器以及核心路由器将各自所采集的网络实际运行过程中的参数汇聚到域认知服务器得到网络的实际QoS参数以及网络状态参数，将得到的实际QoS参数以及网络状态参数作为SVM的输入，输出是该状态之后某一时刻网络的状态；

5)下发策略：根据下一阶段网络可能的状态，域认知服务器将产生区分服务的新策略，并发送给边缘路由器；

6)边缘路由器根据策略进行调节，对不同的业务打上不同的DSCP标记，从而实现对业务的区分，转步骤1)。

优选地，步骤1)中数据采集采取抽样的方式：

a)业务类型信息采集：采用业务识别方法识别出各个数据流属于哪种类型，并记录该信息，在边缘路由器上实现；