[发明专利]分布式节能路由流量调整方法

说明书

技术领域

绿色网络

背景技术

绿色网络是下一代互联网的重要研究方向，现今网络级的节能机制主要分为集中式和分布式两大类。分布式节能流量调度算法通常需要各源端路由器按照设定的规则进行独立决策，通过对收集到的链路负载信息分析，在保证网络弹性约束条件下尽可能地把流量汇聚到较少的链路上，使更多的链路有机会进入到休眠状态。

最短路径树和生成树结合的分布式节能路由流量调整算法是一种动态地根据链路负载状况决定是否需要进行路径搬移的流量调整算法。本发明的目的是在网络负载弹性和节能效率之间取得平衡，既避免了链路负载过高，又尽量提高全局节能效率。

发明内容

本发明的目的在于设计针对每条流的搬移调度算法，根据流经过的链路预算信息算出该流是否需要进行路径切换，并且动态的在网络拓扑中各条链路之间进行快速切换。

本发明的主要特征在于：

1.是在网络拓扑上依次按以下步骤实现的：

步骤(1),按以下步骤为各个入口路由器分配其在单向链路l上的空闲带宽：

步骤(1.1)，因特网服务提供商ISP为在线子图上所述单向链路l设定负载上限值X_l，

步骤(1.2)，各个入口路由器i通过链路状态通告机制LSA互相广播自身相关连的所述单向链路l上的以下信息：总带宽C_l，总负载u_l,以及节能流量p_l，i=1,2,…Z, Z为入口路由器i的总数，

步骤(1.3), 第i个入口路由器判断单向链路l上的总负载u_l是否在[X_l-α,X_l]范围内，α是一个对X_l的稳定调整阈值，取值范围为[0,1),按下式分别计算自身的带宽预算b_i,l，b_i,l为在单向链路l的第i个入口路由器的带宽预算，

X_l为单向链路l上负载的上限值，

E_l为单向链路l上设定的期望负载值，

t_i,l为以第i个路由器为入口路由器且经过单向链路l上的所有节能流量的大小总和，

p_l为单向链路l上流过的节能总流量的大小，

Z_l为最短路径树上包含单向链路l的入口路由器的集合，

步骤(2)按照步骤(1.3)得到的各个带宽预算值b_i,l,i∈Z，按以下步骤进行路径切换：

步骤(2.1)记录在线子图的各链路上的每条流在上一轮流量调整中所选择的路径，

步骤(2.2)各个入口路由器对于自身所关连的带宽预算为负值的单向链路，按照流量的绝对值大小从大到小的顺序把流经所述单向链路上的流全部或部分地移出在线子图，一直到满足步骤(1.3)得到的带宽预算值为止，并更新相关链路的带宽预算，

步骤(2.3)各个入口路由器对于自身所关连的带宽预算为正值的单向链路，检查上一轮流量调整中所使用的各条最短路径上的流，按照流量绝对值的大小从小到大的顺序全部或部分地把流搬移到各个所述带宽预算为正值的单向链路上，一直到不超过相对应的带宽预算为止，并立即更新相关单向链路的带宽预算。

本发明所提出的方法的思路在于：利用Open Shortest Path First(OSPF)路由协议现有泛洪机制，设计分布式的链路利用率信息广播和接收机制，实现全网范围的能耗感知，即每一入口路由器拥有相同的网络链路负载分布。研究根据网络流量动态实施的流调度算法，根据链路负载状况决定流是否进行搬移。设计针对每一入口路由器的链路带宽预算分配算法，动态根据链路负载状况分配预留带宽，并以此决定是否需要进行流量搬移。设计针对每条流的搬移调度算法，根据流经过的链路预算信息判断该流是否需要进行路径切换。

本发明的优点在于：

1.采用分布式算法，无需中央控制器进行集中调度；

2.无需收集精确流量需求信息，每个入口路由器根据网络链路利用率状况和自身流量需求，计算链路带宽预算；

3.每个入口路由器根据带宽预算，按“大出小进”的原则为以自己为入口的每条流动态地进行路径选择，在流搬移频率和网络节能效率之前取得良好的平衡。

附图说明

图1．分布式节能路由流量调整方法流程示意图。