[发明专利]一种在覆盖网络中实现负载均衡的QoS路由分配方法

摘要

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种覆盖网络中实现负载均衡的QoS路由分配方法，该方法引入表征路径瓶颈程度的资源公平指数，建立新的负载均衡效用函数，并采用自适应的系统负荷状态加权方法修正QoS约束项权重，可搜索最优负载均衡服务路径。本发明相对传统覆盖网络负载均衡路由方法降低了网络负载分布的波动程度RLCD(Residual Link Capacity Deviation)、RNCD(Residual Node Capacity Deviation)，能够在整体上提高QoS服务成功率(QoSSevice Success Rate，QSSR)。

主权项

一种在覆盖网络中实现负载均衡的QoS路由分配方法，其特征在于：设在已建立的某覆盖网络系统中，存在业务T请求接入，业务T的资源需求为(Bt，Ct)，其中Bt为传输资源的QoS需求，定义为所需要的传输带宽总量，Ct为计算资源的QoS需求，定义为所需要的计算能力总量；需要在现有的覆盖网络中建立一条端到端服务路径，使其能满足业务T的QoS需求，则具体路由分配步骤如下，步骤1，根据业务T的资源需求(Bt，Ct)，将覆盖网络系统中不能满足业务T的资源需求(Bt，Ct)的节点和链路剪除，由此确定有效的覆盖网络空间拓扑G＝(V，E)及其中输入源节点K、输出目标节点M，V表示覆盖网络空间拓扑G中所有点的集合，E表示覆盖网络空间拓扑G中所有边的集合；步骤2，在覆盖网络空间拓扑G中搜索输入源节点K至覆盖网络空间拓扑G中所有可达节点的最优负载均衡服务路径，所述最优负载均衡服务路径即输入源节点K到该节点所有有效路径中负载均衡权值最小的路径；搜索目标是建立以输入源节点K为源的全局路由表ROTUE[]，所述全局路由表ROTUE[]记载被搜索目标节点、输入源节点K到该搜索目标节点的最优负载均衡服务路径，及该最优负载均衡服务路径的负载均衡权值；搜索过程如下，步骤2.1，设当前搜索节点为输入源节点K，初始化待搜索节点集合D_Search＝{V‑K}，初始化全局路由表ROUTE[]中输入源节点K到所有被搜索目标节点的最优负载均衡服务路径均为NULL，最优负载均衡服务路径的负载均衡权值为∞；步骤2.2，分别以当前搜索节点的每个邻居节点为被搜索目标节点，构建由输入源节点通过当前搜索节点到被搜索目标节点间的服务路径，并进行服务路径的负载均衡权值计算；所述负载均衡权值计算方法为，设在某次搜索过程中当前的被搜索目标节点为S，输入源节点K通过当前搜索节点到被搜索目标节点S间的服务路径记为P，计算服务路径P的传输资源代价权值ΔB(P)和计算资源代价权值ΔC(P)、服务路径P的传输资源公平指数fB(P)和计算资源公平指数fc(P)、覆盖网络空间拓扑G的全局计算资源公平指数Gc和全局传输资源公平指数Gb，综合计算结果得到服务路径P的负载均衡权值w(P)；每以一个被搜索目标节点计算出服务路径P的负载均衡权值w(P)后，比较全局路由表ROUTE[]中所存该被搜索目标节点所对应最优负载均衡服务路径的负载均衡权值，如果服务路径P的负载均衡权值w(P)小于之前存在全局路由表ROUTE[]中的最优负载均衡服务路径的负载均衡权值，则将服务路径P及其负载均衡权值w(P)更新到全局路由表ROUTE[]，将服务路径P作为新的输入源节点K到该搜索目标节点的最优负载均衡服务路径，将服务路径P的负载均衡权值w(P)作为新的最优负载均衡服务路径的负载均衡权值；步骤2.3，根据当前的全局路由表ROUTE[]，取具有最小负载均衡权值的相应节点S′为新的当前搜索节点，S′∈D_Search；并且使D_Search＝{D_Search‑S′}，返回步骤2.2继续开始搜索，直到所有的输入源节点K可以到达节点全部搜索完，即D_Search＝{NULL}或是输入源节点K到D_Search中所有节点间的服务路径的负载均衡权值均为∞时，进入步骤3；步骤3，基于当前的全局路由表ROUTE[]取K‑＞M的最优负载均衡服务路径为解路径，若K‑＞M的最优负载均衡服务路径不存在则搜索失败。