[发明专利]面向SDN网络的效用带宽分配方法

说明书

本发明公开了一种面向SDN网络的效用带宽分配方法，主要解决现有技术的带宽分配方案分配粒度粗以及对网络的带宽资源利用率低的问题。其实现方案是：收集网络业务信息和链路带宽信息；根据这些信息使用业务效用函数建立基于网络效用的带宽分配模型；求解该带宽分配模型得到分配给各业务的带宽；根据得到的带宽分配结果在交换机中设定各类业务数据包的转发速率，并转发数据包。本发明使用的业务效用函数不依赖于用户的满意度反馈结果，即使用基于业务特征的业务效用函数，保证了用户间的公平性要求，并将网络效用最大化作为带宽分配模型的优化目标，实现了对网络中带宽资源的充分利用，可用于SDN网络中的带宽分配。

技术领域

本发明属于通信网络技术领域，特别涉及一种效用带宽分配方法，可用于SDN网络中的带宽分配。

背景技术

随着网络规模的复杂程度和业务流量类型的快速增长，不断变化的差异化服务质量QoS要求使得网络管理系统需要实现的分配方式变得越来越复杂。各种应用流量如话音流、视频流、交互数据流、流媒体流、批量文本数据传输流等，这些业务应用对带宽分配资源的延迟和吞吐量提出了不同的QoS要求。

网络资源分配问题是整个网络运行稳定性、利用率的基础。软件定义网络SDN通过解耦网络的数据和控制平面集中控制网络的带宽资源，使网络对带宽资源分配变得更加灵活，为差异化应用服务质量提供了细粒度的带宽资源分配方式。传统带宽分配系统方案面临的问题是用有限的网络带宽去满足QoS的带宽需求。因此，如何对网络带宽资源进行更加合理有效地管理与分配就变得更加重要。

为了解决传统的带宽分配方案较少地考虑用户体验而一味地追求公平性的缺陷，清华大学的宋亚楠发表了名为“基于效用的网络资源分配研究”的学位论文，公开了基于效用函数簇的带宽资源分配模型，给出了业务效用函数簇曲线和相应的数学表达公式，实现了旨在最大化网络效用的带宽分配算法，然而上述分析仅限于理论研究，并没有考虑实际部署时所需的网络支撑条件。

申请公布号为“CN108881067A”，名称为“一种基于应用感知确保业务公平性的带宽分配方法和系统”的专利申请，公开了一种基于应用感知确保业务公平性的带宽分配方法和系统。该方法包括：根据用户对终端业务的满意度获取相应业务的效用函数，根据所获取的效用函数判断网络单元的负载状态，根据该负载状态为网络单元分配带宽，采用最大最小原则对所述网络单元对应的业务进行带宽分配，获取业务的效用值，根据业务效用值，用效用函数的反函数计算业务的分配带宽。该发明有利于提升各终端业务间的公平性，但其存在的不足在于效用函数的获取依赖于用户的满意度反馈，没有考虑可能存在的用户为了恶意抢占带宽资源而给出不符合客观情况的满意度反馈，有失用户间的公平性需求。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术存在的不足，提出一种面向SDN网络的效用带宽分配方式，以对SDN网络中的带宽资源进行基于业务效用特征的有效分配，达到网络效用收益的最大化，保证用户间的公平性。

为实现上述目的，本发明面向SDN网络的效用带宽分配方法，包括如下步骤：

(1)收集网络业务信息以及链路带宽信息；

(2)根据网络业务信息以及链路带宽信息，建立基于网络效用的带宽分配模型：

max

s.t.:

x_mini≤x_i≤x_maxi