[发明专利]一种流量负载均衡广度优先搜索优化方法、系统、设备

说明书

本发明属于无线通信技术领域，公开了一种流量负载均衡广度优先搜索优化方法、系统、设备，所述流量负载均衡广度优先搜索优化方法包括：通过设定动态阈值，使用BFS进行路径中数据接入节点的选择并进行实时监测，若当前流量负载参数大于设定的阈值，则回溯返回上一个节点重新使用BFS进行数据接入节点的搜索，否则该节点加入路径；若当前节点并非目标节点且到目标节点无法使用BFS进行路径的选择，则将和当前节点阈值差值最小的点作为选定的数据接入节点继续进行BFS搜索，直到找到目标节点，则搜索结束并输出该条源节点到目标节点的最优路径。本发明采用集中控制思想，利用灵活的可编程能力有效提高网络状态测量能力以及网络管理的灵活性。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种流量负载均衡广度优先搜索优化方法、系统、设备。

背景技术

目前，随着5G时代的到来，移动通信产业将与各行各业深度融合，为了提升用户的体验质量，适应不断变化的用户需求，核心网提供能与用户业务需求相匹配的网络能力，从而更加灵活地分配资源。通常情况下移动网络运营商通过为网络资源分配预留空间的方式来为了满足这些关键性能指标(Key Performance Indicators，KPIs)，确保网络的服务质量(Quality of Service，QoS)。这种方法把需要分配的底层网络资源映射到虚拟网络链接和节点上，简化了网络设计。然而，随着5G组网规模的增长和用户数量的增加，部署网络功能设备的开销将会越来越大，导致出现5G底层设备管理困难、失效率高等问题。传统的网络资源部署方式比较低效，移动网络无法灵活地获取或修改待分配的传输网络资源。

作为5G系统中的重要组成部分，软件定义网络(Soft Defined Network,SDN) 在5G驱动下被引入到网络传输层，为了更好的描述本发明算法，本发明将物理层无线通信基站等设备一一映射到虚拟网络层开放式虚拟交换机(Open Virtual Switches，OVSs)通过研究虚拟网络来反应真实的物理网络状态，通过将SDN 布置在演进型NodeB(Evolved NodeB,eNodeB)组上，以一种全新的网络模式，采用集中控制的思想，将控制平面与数据平面相分离，利用灵活的可编程能力有效地提高了网络状态测量能力以及网络管理的灵活性。

5G网络资源分配优化问题是一个N-P难问题，虽然SDN实现了从设备可编程到网络可编程的转变，但随着网络中数据流量的飞速增长，如何提高业务部署和路径传输数据的效率仍然是SDN所面对且急需解决的问题。尽管传统网络中流量负载均衡技术已趋于成熟，如轮询调度算法和多协议标签交换等，但是它们无法直接用于新的5G虚拟网络范式，因此需要以全新的方式来研究基于 SDN控制的流量负载均衡问题。

由于5G网络服务在峰值速率、时延和节点能耗效率方面不断增加，为了成功有效地提供资源，必须解决一个上述所提出的流量分配的负载均衡问题，以便通过云网络分配资源，即通过高容量网络链路互连的分布式计算完成物理层到虚拟层的资源调度。通过SDN的集中控制，最优化分配虚拟资源(频谱、带宽、通信、计算等)。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)现有技术通常以为网络资源分配预留空间的方式来满足KPIs，会导致许多资源的浪费，增大网络的开销。

(2)随着5G组网规模的增长和用户数量的增加，部署网络功能设备的开销将会越来越大，导致出现5G底层设备管理困难、失效率高等问题。

(3)传统的网络资源部署方式比较低效，移动网络无法灵活地获取或修改待分配的传输网络资源。

(4)传统网络中流量负载均衡技术无法直接用于新的5G虚拟网络范式，普适性不高，构建的网络既要保证数据的真实性准确性；同时保障数据传输的效率以及网络中结点的能耗均匀化，延长网络的使用寿命技术难度较高。

解决以上问题及缺陷的难度为：由于数据传播介质的不确定性、复杂性以及需要传输的数据的维度越来越高考虑一种合适的拓扑结构具有很大的挑战。