[发明专利]面向数据中心的在线场景低带宽开销流量调度方案

摘要

面向数据中心的在线场景低带宽开销流量调度方案，是一种互联网传输控制技术。其目的为通过合理调度各个大块传输流，使得数据中心拥有者的带宽租用开销最小，同时也保障所有大块传输流按时完成。其执行流程为1)运行控制器，实时地获得一个租用周期内所有大块传输流的源目的节点，数据量，到达和截止时间；2)在每个大块传输流到达时，以最小化额外的带宽租用开销为目标，在保障所有大块传输流都能完成的前提下，达到带宽开销的最小化。本发明可以在保障服务质量的前提下，有效降低数据中心拥有者向互联网服务供应商租用带宽的开销，降低数据中心运营成本。

主权项

一种面向数据中心的在线场景低带宽开销流量调度方案，其特征在于，在数据中心间广域网络下按照以下步骤实现：步骤(1)，将一个租用周期分为若干个传输时隙，即1,…,T，用一个有向图G＝(V,E)来表示数据中心和数据中心之间的链路，其中V是有向图的节点集合，表示所有的数据中心的集合，E是有向图的边集，表示所有的链路的集合，用五元组ri＝(si,ti,di,ai,τi)来代表一个大块传输流，其中si，ti，di，ai，τi分别代表第i个大块传输流的源节点、目的节点、数据量、到达时间以及截止时间；运行集中控制器，动态地获得每个大块传输流的源节点、目的节点、数据量、到达时间和截止时间；步骤(2)，运行OPPG算法，在每条大块传输流到达时计算它的调度方案，算法初始化时，令所有带宽值ce＝0；步骤(3)，每个大块传输流到达时，通过OPPG算法计算最小的额外带宽开销，具体步骤如下：步骤(3a)，通过深度优先搜索算法遍历该流的全部可行路径，找出在该流的持续时间[ai,ti]内带宽值ce未被完全利用的路径，使用这些有剩余带宽的路径传输该流的数据；如果ri传输完成，则算法终止，转到步骤(3e)，否则，转到步骤(3b)；步骤(3b)，先令所有Ve＝0，Ve为边e的租用价值；步骤(3c)，通过深度优先搜索算法遍历该流的全部可行路径，因为步骤2中已经利用了所有剩余带宽，所以所有可行路径在任意时刻必有一个拥塞边，即该时刻在拥塞边上使用的带宽值为ce；在遍历过程中，找出所有路径上所有时刻的拥塞边，对于某时刻某条路径上的一个拥塞边e，计算该边的带宽值ce增大一个单位后，该时刻该路径上能额外传输的数据量d，令其中，ue表示链路e的单位带宽价格；步骤(3d)，之后，选择Ve最大的边e，令ce←ce+1，以此引入新的剩余带宽，再跳转到步骤(3a)，利用剩余带宽传输剩余的流量；步骤(3e)，算法终止，得到该流的调度方案；步骤(4)，根据算法结果生成流量调度方案，进行流量调度。