[发明专利]一种基于流特征的数据中心网络路由交换系统及方法

权利要求书

1.一种基于流特征的数据中心网络路由交换系统，其特征在于：包括数据流检测模块、网络状态管理模块和数据流调度模块；

所述数据流检测模块，实时采集数据中心网络接收的数据流的TCP缓存值，根据检测到的所述TCP缓存值对数据流进行第一次筛选，并将第一次筛选结果传输至所述数据流调度模块；

进行第一次筛选时，若该数据流的TCP缓存值未超过预设的阈值，则判定该数据流为第一数据流，否则判定该数据流为第二数据流；

所述数据流调度模块，接收所述第一次筛选结果和当前网络状态信息，采用数据流选择算法对所述第二数据流进行第二次筛选，根据第二次筛选结果将所述第二数据流划分为数据流Ⅰ和数据流Ⅱ；

采用数据流选择算法对所述第二数据流进行第二次筛选的具体步骤为：

步骤3.1，确定目标函数

设置目标函数F为数据中心网络中每条链路上通过的第二数据流集合的吞吐量，目标函数F的计算公式为：

目标函数F的约束条件为：

x_i∈{0,1}i＝1,2,…,n

其中，f_i表示所述数据流调度模块检测到的第i条第二数据流；参数x_i＝1表示第i条第二数据流f_i被选中，参数x_i＝0表示第i条第二数据流f_i未被选中；b_i表示第i条第二数据流f_i的吞吐量；B_j表示第j条链路的可用带宽；

步骤3.2，求解目标函数

采用粒子群优化算法求解目标函数F，获得第二数据流的筛选方案；

步骤3.3，获得待调度的第二数据流

根据所述筛选方案将所述第二数据流分为被选中的第二数据流集合和未被选中的第二数据流集合；设置被选中的第二数据流集合为所述数据流Ⅰ，未被选中的第二数据流集合为所述数据流Ⅱ，将所述数据流Ⅱ作为待调度的第二数据流；

结合所述当前网络状态信息，对所述数据流Ⅱ的传输路径进行动态调整，并将动态调整结果发送至所述网络状态管理模块；

所述网络状态管理模块，接收所述数据流调度模块发送的动态调整结果，并将所述动态调整结果发送至边缘层的交换机，边缘层的交换机根据所述动态调整结果控制数据流Ⅱ的转发；实时检测数据中心网络的当前网络状态信息，根据所述动态调整结果更新当前网络状态信息，并将更新后的当前网络状态信息传输至所述数据流调度模块。

2.根据权利要求1所述的基于流特征的数据中心网络路由交换系统，其特征在于：所述数据流检测模块设置在应用层的主机中，所述网络状态管理模块和所述数据流调度模块设置在控制层的控制器中。

3.根据权利要求1所述的基于流特征的数据中心网络路由交换系统，其特征在于：所述数据流调度模块对所述数据流Ⅱ的传输路径进行动态调整，计算出新传输路径；对所述数据流Ⅱ的新传输路径进行编码，生成相应的段列表，并将所述段列表发送至所述网络状态管理模块；

所述网络状态管理模块接收所述段列表，并将所述段列表发送至边缘层的交换机；边缘层的交换机根据所述段列表控制所述数据流Ⅱ的转发。