專利名稱：運(yùn)用模糊理論進(jìn)行資源預(yù)留的本地策略控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種進(jìn)行傳輸網(wǎng)絡(luò)資源預(yù)留時(shí)的本地策略控制方法，尤其涉及傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)，光同步數(shù)字傳送網(wǎng)以及自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)(AS0N)中資源預(yù)留的本地控制策略。
技術(shù)背景在目前數(shù)據(jù)網(wǎng)以及光同步數(shù)字傳送網(wǎng)提供的數(shù)據(jù)通信服務(wù)(如FTP和E-Mail等)和多媒 體服務(wù)(如視頻會(huì)議、IP電話和遠(yuǎn)程教育等)里，給用戶提供更好的服務(wù)質(zhì)量(QoS)是非 常必要的。因此在使用上述的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)時(shí)，必須為相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)資源(如帶寬)提供合理的資 源預(yù)留，RSVP協(xié)議很好地完成了這個(gè)功能。運(yùn)用RSVP進(jìn)行資源預(yù)留，主要與三個(gè)控制參數(shù) 有關(guān)，gp: FLOWSPEC、 ADSPEC和SENDER—TSPEC，這些參數(shù)由RSVP協(xié)議用來傳送QoS要求以 及相關(guān)策略信息，RSVP協(xié)議把這些參數(shù)統(tǒng)稱為對(duì)象。SENDER-TSPEC對(duì)象描述了由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提 供商(ISP)向傳輸網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備以及用戶提供服務(wù)的能力，如網(wǎng)絡(luò)帶寬流量信息，該對(duì)象在 傳輸過程不能被修改。ADSPEC對(duì)象用于由傳輸網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備(如路由器，交換機(jī)等)向用戶 發(fā)送網(wǎng)絡(luò)性能信息(如延遲，帶寬)，該對(duì)象提供給用戶的信息是計(jì)算和綜合了相關(guān)參數(shù)之 后形成的。FLOWSPEC對(duì)象則由用戶產(chǎn)生，并發(fā)送給傳輸網(wǎng)絡(luò)路徑中沿途的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及服務(wù) 提供商，為了獲取相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。FLOWSPEC對(duì)象指明了用戶所要求的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)類型和服務(wù) 參數(shù)等，它由ADSPEC和SENDERJTSPEC通過相關(guān)的本地策略綜合形成，因此該對(duì)象包括了資 源預(yù)留所需要的信息。因此在網(wǎng)絡(luò)資源預(yù)留的過程中，本地控制策略是非常重要的，而RSVP協(xié)議并沒有提供策 略模型，因此如何合理地選擇本地控制策略進(jìn)行資源預(yù)留，為用戶提供更好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)是必 須要考慮的問題。 發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，本發(fā)明提供一種能夠根據(jù)當(dāng)前資源與本地應(yīng)用的要求 對(duì)策略選擇過程進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)的運(yùn)用模糊理論進(jìn)行資源預(yù)留的本地策略控制方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案 一種運(yùn)用模糊理論進(jìn)行資源預(yù)留的本地策 略控制方法，包括如下步驟-歩驟A，資源預(yù)留進(jìn)程從服務(wù)提供商獲取其提供的流量信息，該流量信息組成了 SENDER一TSPEC對(duì)象，包含在PATH消息中，資源預(yù)留進(jìn)程將該對(duì)象提供給模糊策略庫；步驟B，網(wǎng)絡(luò)中同步數(shù)字系列設(shè)備、路由器以及主機(jī)中的應(yīng)用進(jìn)程在資源預(yù)留協(xié)議中注冊(cè)， 初始化或修改ADSPEC對(duì)象，運(yùn)載關(guān)于服務(wù)質(zhì)量控制能力和應(yīng)用自身需求的信息，將ADSPEC 對(duì)象加入到PATH消息中，資源預(yù)留進(jìn)程將該對(duì)象提供給模糊策略庫；步驟C，模糊策略庫收到SENDER—TSPEC和ADSPEC對(duì)象中的數(shù)據(jù)后，模糊策略庫通過模糊 處理算法，分析處理數(shù)據(jù)，得到FLOWSPEC對(duì)象；歩驟D，將FLOWSPEC對(duì)象包含在RESV消息中，通過資源預(yù)留進(jìn)程發(fā)送到應(yīng)用進(jìn)程，并通 知傳輸網(wǎng)中沿途各個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備的預(yù)留請(qǐng)求。優(yōu)選的在所述運(yùn)用模糊理論進(jìn)行資源預(yù)留的本地策略控制方法中，還包括歩驟E，當(dāng)節(jié)點(diǎn)設(shè)備的應(yīng)用進(jìn)程發(fā)生變化，修改了 ADSPEC對(duì)象時(shí)，執(zhí)行步驟C，模糊策 略庫實(shí)時(shí)地作出調(diào)整，并輸出相應(yīng)的FLOWSPEC參數(shù)。優(yōu)選的在所述運(yùn)用模糊理論進(jìn)行資源預(yù)留的本地策略控制方法中，步驟C包括-步驟C1，建立FLOWSPEC參數(shù)控制表；步驟C2，根據(jù)模糊策略庫收到的SENDER—TSPEC和ADSPEC對(duì)象中的數(shù)據(jù)，在所述FLOWSPEC 參數(shù)控制表査找FLOWSPEC參數(shù)輸出的模糊值；將該模糊值轉(zhuǎn)換到實(shí)際的精確值范圍內(nèi)，調(diào)整 確定FLOWSPEC參數(shù)精確值。優(yōu)選的在所述運(yùn)用模糊理論進(jìn)行資源預(yù)留的本地策略控制方法中，步驟Cl具體為步驟Cll，設(shè)置模糊條件語句，模糊條件語句的格式如"IF (SENDER—TSPEC參數(shù)偏差量 的變化情況)AND (ADSPEC參數(shù)變化率的變化情況)THEN FLOWSPEC參數(shù)控制"的類型，這里 SENDER—TSPEC參數(shù)偏差量，ADSPEC參數(shù)變化率以及FLOWSPEC參數(shù)輸出類似與日常生活中對(duì) 事物的模糊性描述，如很好，較大等等)。條件句的前件為輸入狀態(tài)，后件為控制變量，它 說明SENDER—TSPEC參數(shù)偏差量和ADSPEC參數(shù)變化率處于的某種狀態(tài)與應(yīng)該給出的FLOWSPEC 參數(shù)控制之間的關(guān)系。由于閂常生活中用于決策的大部分信息都是基于語義的方式而非數(shù)值 的方式，因此模糊控制規(guī)則是對(duì)人類行為和進(jìn)行決策分析過程最自然的描述方式。條件為 SENDER—TSPEC參數(shù)偏差量和ADSPEC參數(shù)變化率處于的狀態(tài)，控制變量為FLOWSPEC參數(shù)；歩驟C12，在條件語句的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)計(jì)算出FLOWSPEC參數(shù)控制表，設(shè)置 SENDER—TSPEC參數(shù)、ADSPEC參數(shù)和FLOWSPEC參數(shù)的精確值變化范圍，和模糊值變化范圍。 對(duì)于網(wǎng)絡(luò)帶寬，精確值變化范圍為[10M， IOOM]，模糊值變化范圍為[最小，較小，正常，較 大，最大]。優(yōu)選的在所述運(yùn)用模糊理論進(jìn)行資源預(yù)留的本地策略控制方法中，步驟C2具體為 步驟C21，在進(jìn)行資源預(yù)留時(shí)，獲取SENDER—TSPEC參數(shù)和ADSPEC參數(shù)的實(shí)際精確值，并將這兩個(gè)精確值調(diào)整到預(yù)先設(shè)置的精確值變化范圍內(nèi)；歩驟C22，將調(diào)整后的精確值轉(zhuǎn)換為模糊值；根據(jù)得到SENDER—TSPEC參數(shù)的模糊值大小，判斷其在預(yù)先設(shè)定的模糊值變化范圍中所處的位置，相應(yīng)調(diào)整ADSPEC參數(shù)變化率對(duì)應(yīng)的權(quán)
值；步驟C23，根據(jù)ADSPEC參數(shù)變化率對(duì)應(yīng)的權(quán)值調(diào)整策略表，該表是以模糊條件語句作為 基礎(chǔ)的一個(gè)二維矩陣，其中SENDER—TSPEC參數(shù)和ADSPEC參數(shù)分別為矩陣的橫向和縱向， FLOWSPEC參數(shù)為交點(diǎn)；步驟C24，根據(jù)上述得到的SENDER—TSPEC參數(shù)和ADSPEC參數(shù)模糊值，査詢?cè)摫淼玫?FLOWSPEC參數(shù)輸出的模糊值；歩驟C25，將得到的FLOWSPEC參數(shù)模糊值轉(zhuǎn)換到實(shí)際的精確值范圍內(nèi)，根據(jù)設(shè)定的實(shí)際 范圍調(diào)整FLOWSPEC參數(shù)精確值。優(yōu)選的在所述運(yùn)用模糊理論進(jìn)行資源預(yù)留的本地策略控制方法中，步驟C22具體為C221，將調(diào)整后的精確值轉(zhuǎn)換為模糊值；比如實(shí)際調(diào)整后得到的帶寬為70M，轉(zhuǎn)換為模 糊值，得到較大。C222，根據(jù)得到SENDER—TSPEC參數(shù)的模糊值大小，判斷其在步驟C12中設(shè)定的模糊值變 化范圍中所處的位置a) 如果負(fù)偏差或者正偏差很大，比如說離最小或最大很近，此時(shí)表示SENDER—TSPEC參 數(shù)偏差量較大，也就是服務(wù)提供商和用戶之間的偏差很大，這樣可以對(duì)SENDER—TSPEC 參數(shù)偏差量加以較大的權(quán)值，使得它所占的權(quán)重增加，用來消除這個(gè)偏差。b) 如果負(fù)偏差或者正偏差很小，比如說離正常很近，此時(shí)表示SENDER_TSPEC參數(shù)偏差 量較小，也就是服務(wù)提供商和用戶期望值之間的偏差很小，這樣可以對(duì)ADSPEC參數(shù) 變化率加以較大的權(quán)值，使得它所占的權(quán)重增加，用來保持當(dāng)前的現(xiàn)狀不變。有益效果本發(fā)明所述的策略方法使用范圍廣，在資源預(yù)留過程中可以根據(jù)當(dāng)前資源與 本地應(yīng)用的要求對(duì)策略選擇過程進(jìn)行實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)，因此具有很好的可擴(kuò)展性和可移植性。該 策略控制方法非常容易用計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)，算法復(fù)雜度小，并且具有良好的實(shí)時(shí)性。


圖1本地策略控制方法示意圖；圖2利用RSVP進(jìn)行資源預(yù)留時(shí)策略控制示意圖。
具體實(shí)施方式
參照附圖1，本發(fā)明所述的本地策略控制方法主要由四個(gè)部分構(gòu)成，分別是SENDER-TSPEC 參數(shù)收集、ADSPEC參數(shù)收集、模糊策略庫和FLOWSPEC參數(shù)輸出。參照附圖2，本發(fā)明運(yùn)用模糊理論進(jìn)行資源預(yù)留的本地策略控制方法如下所示-第一步，將單板，PC以及交換機(jī)組建一個(gè)簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹５诙i，以單板作為服務(wù)提供者，運(yùn)行RSVP協(xié)議進(jìn)行資源預(yù)留，通過測(cè)試工具向單板下
發(fā)所提供的帶寬信息10M，帶寬參數(shù)記錄在SENDER一TSPEC對(duì)象中，并組建PATH消息包。 第三步，交換機(jī)中的RSVP協(xié)議配置采取默認(rèn)配置，可以根據(jù)實(shí)際情況修改。 第四步，在PC機(jī)上運(yùn)行協(xié)議仿真程序，接收由單板發(fā)送到PATH消息包，獲取其中的SENDER—TSPEC參數(shù)和ADSPEC參數(shù)，第五步，在PC機(jī)上運(yùn)行模擬應(yīng)用程序，提出帶寬需求，同時(shí)帶寬需求實(shí)時(shí)發(fā)生變化，設(shè)置變化范圍為[1M 20M]，并傳遞給協(xié)議仿真程序。同時(shí)根據(jù)帶寬的變化范圍，我們?cè)谒惴ㄖ袨镾ENDER一TSPEC參數(shù)和ADSPEC參數(shù)分別設(shè)置權(quán)值0. 4， 0. 6。 第六步，定義策略庫中的規(guī)則如下(1) 如果PC中的模擬應(yīng)用程序提供的帶寬需求遠(yuǎn)大于單板中下發(fā)的帶寬能力，并且模 擬應(yīng)用程序還需要更大的帶寬，那么提出預(yù)留帶寬請(qǐng)求則相應(yīng)的減小。(2) 如果PC中的模擬應(yīng)用程序提供的帶寬需求與在單板中下發(fā)的帶寬能力相差很小， 并且模擬應(yīng)用程序不需要更大的帶寬，那么提出預(yù)留帶寬請(qǐng)求則保持不變。(3) 如果PC中的模擬應(yīng)用程序提供的帶寬需求遠(yuǎn)小于單板中下發(fā)的帶寬能力，并且模 擬應(yīng)用程序需要更大的帶寬，那么提出預(yù)留帶寬請(qǐng)求則相應(yīng)的增大。由于模擬程序的帶寬需求實(shí)時(shí)地發(fā)生變化，因此得出的實(shí)際帶寬預(yù)留不僅要滿足模擬程 序的要求，同時(shí)也要盡可能地符合單板提供的帶寬能力。通過以上的設(shè)置，當(dāng)帶寬需求在所 規(guī)定的范圍內(nèi)變化時(shí)，仿真得到最終穩(wěn)定的FL0WSPEC參數(shù)的時(shí)間控制在5秒以內(nèi)，同時(shí)得出 的帶寬預(yù)留值與單板提供的帶寬能力比較，波動(dòng)不超過5%。同時(shí)，也仿真了不采取策略控 制的情形，也就是在用戶希望得到多少帶寬就為其預(yù)留多少帶寬的情況下，得出的帶寬預(yù)留 值與單板提供的帶寬能力比較，波動(dòng)在20%左右，表示在這種情況下帶寬使用是不合理的。 因此，通過上述的仿真比較，運(yùn)用本發(fā)明的策略控制方法，可以在短時(shí)間內(nèi)合理地得到理想 帶寬預(yù)留值。綜上所述，該方法可以靈活地運(yùn)用在不同環(huán)境中，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源以及 數(shù)據(jù)資源進(jìn)行預(yù)留的過程，都可以在本地決策過程中根據(jù)當(dāng)前資源與本地應(yīng)用的實(shí)際需求進(jìn) 行合理地策略控制和調(diào)節(jié)，因此具有很好的可擴(kuò)展性和可移植性。
權(quán)利要求
1、一種運(yùn)用模糊理論進(jìn)行資源預(yù)留的本地策略控制方法，包括如下步驟步驟A，資源預(yù)留進(jìn)程從服務(wù)提供商獲取其提供的流量信息，該流量信息組成了SENDER_TSPEC對(duì)象，包含在PATH消息中，資源預(yù)留進(jìn)程將該對(duì)象提供給模糊策略庫；步驟B，網(wǎng)絡(luò)中同步數(shù)字系列設(shè)備、路由器以及主機(jī)中的應(yīng)用進(jìn)程在資源預(yù)留協(xié)議中注冊(cè)，初始化或修改ADSPEC對(duì)象，運(yùn)載關(guān)于服務(wù)質(zhì)量控制能力和應(yīng)用自身需求的信息，將ADSPEC對(duì)象加入到PATH消息中，資源預(yù)留進(jìn)程將該對(duì)象提供給模糊策略庫；步驟C，模糊策略庫收到SENDER_TSPEC和ADSPEC對(duì)象中的數(shù)據(jù)后，模糊策略庫通過模糊處理算法，分析處理數(shù)據(jù)，得到FLOWSPEC對(duì)象；步驟D，將FLOWSPEC對(duì)象包含在RESV消息中，通過資源預(yù)留進(jìn)程發(fā)送到應(yīng)用進(jìn)程，并通知傳輸網(wǎng)中沿途各個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備的預(yù)留請(qǐng)求。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的運(yùn)用模糊理論進(jìn)行資源預(yù)留的本地策略控制方法，其特征在于還包括步驟E，當(dāng)節(jié)點(diǎn)設(shè)備的應(yīng)用進(jìn)程發(fā)生變化，修改了 ADSPEC對(duì)象時(shí)，執(zhí)行歩驟C，模糊策 略庫實(shí)時(shí)地作出調(diào)整，并輸出相應(yīng)的FLOWSPEC參數(shù)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的運(yùn)用模糊理論進(jìn)行資源預(yù)留的本地策略控制方法，其特征在于步驟C包括步驟Cl ，建立FL0WSPEC參數(shù)控制表；步驟C2，根據(jù)模糊策略庫收到的SENDER—TSPEC和ADSPEC對(duì)象中的數(shù)據(jù)，在所述FL0WSPEC 參數(shù)控制表査找FLOWSPEC參數(shù)輸出的模糊值；將該模糊值轉(zhuǎn)換到實(shí)際的精確值范圍內(nèi)，調(diào)整 確定FLOWSPEC參數(shù)精確值。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的運(yùn)用模糊理論進(jìn)行資源預(yù)留的本地策略控制方法，其特征在于 步驟C1具體為步驟Cll，設(shè)置模糊條件語句，條件為SENDER_TSPEC參數(shù)偏差量和ADSPEC參數(shù)變化率處 于的狀態(tài)，控制變量為FLOWSPEC參數(shù)；歩驟C12,在條件語句的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)計(jì)算出FLOWSPEC參數(shù)控制表，設(shè)置 SENDER一TSPEC參數(shù)、ADSPEC參數(shù)和FLOWSPEC參數(shù)的精確值變化范圍，和模糊值變化范圍。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的運(yùn)用模糊理論進(jìn)行資源預(yù)留的本地策略控制方法，其特征 在于步驟C2具體為步驟C21，在進(jìn)行資源預(yù)留時(shí)，獲取SENDER—TSPEC參數(shù)和ADSPEC參數(shù)的實(shí)際精確值，并 將這兩個(gè)精確值調(diào)整到預(yù)先設(shè)置的精確值變化范圍內(nèi)；步驟C22，將調(diào)整后的精確值轉(zhuǎn)換為模糊值；根據(jù)得到SENDER—TSPEC參數(shù)的模糊值大小， 判斷其在預(yù)先設(shè)定的模糊值變化范圍中所處的位置，相應(yīng)調(diào)整ADSPEC參數(shù)變化率對(duì)應(yīng)的權(quán) 值；步驟C23，根據(jù)ADSPEC參數(shù)變化率對(duì)應(yīng)的權(quán)值調(diào)整策略表，該表是以模糊條件語句作為 基礎(chǔ)的一個(gè)二維矩陣，其中SENDER—TSPEC參數(shù)和ADSPEC參數(shù)分別為矩陣的橫向和縱向， FLOWSPEC參數(shù)為交點(diǎn)；步驟C24，根據(jù)上述得到的SENDER—TSPEC參數(shù)和ADSPEC參數(shù)模糊值，査詢?cè)摫淼玫?FLOWSPEC參數(shù)輸出的模糊值；步驟C25，將得到的FLOWSPEC參數(shù)模糊值轉(zhuǎn)換到實(shí)際的精確值范圍內(nèi)，根據(jù)設(shè)定的實(shí)際 范圍調(diào)整FLOWSPEC參數(shù)精確值。
6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的運(yùn)用模糊理論進(jìn)行資源預(yù)留的本地策略控制方法，其特征在于 步驟C22具體為C221，將調(diào)整后的精確值轉(zhuǎn)換為模糊值；C222，根據(jù)得到SENDERJSPEC參數(shù)的模糊值大小，判斷其在步驟C12中設(shè)定的模糊值變 化范圍中所處的位置a) 如果負(fù)偏差或者正偏差很大，對(duì)SENDER一TSPEC參數(shù)偏差量加以較大的權(quán)值，使得它 所占的權(quán)重增加；b) 如果負(fù)偏差或者正偏差很小，對(duì)ADSPEC參數(shù)變化率加以較大的權(quán)值，使得它所占的 權(quán)重增加，用來保持當(dāng)前的現(xiàn)狀不變。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種運(yùn)用模糊理論進(jìn)行資源預(yù)留的本地策略控制方法，包括資源預(yù)留進(jìn)程獲取流量信息，該流量信息組成了SENDER_TSPEC對(duì)象，包含在PATH消息中，資源預(yù)留進(jìn)程將該對(duì)象提供給模糊策略庫；初始化或修改ADSPEC對(duì)象，運(yùn)載關(guān)于服務(wù)質(zhì)量控制能力和應(yīng)用自身需求的信息，將ADSPEC對(duì)象加入到PATH消息中，資源預(yù)留進(jìn)程將該對(duì)象提供給模糊策略庫；模糊策略庫通過模糊處理算法，分析處理數(shù)據(jù)，得到FLOWSPEC對(duì)象；將FLOWSPEC對(duì)象包含在RESV消息中，通過資源預(yù)留進(jìn)程發(fā)送到應(yīng)用進(jìn)程，并通知傳輸網(wǎng)中沿途各個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備的預(yù)留請(qǐng)求。本發(fā)明所述的策略方法使用范圍廣，在資源預(yù)留過程中可以根據(jù)當(dāng)前資源與本地應(yīng)用的要求對(duì)策略選擇過程進(jìn)行實(shí)時(shí)地調(diào)節(jié)，因此具有很好的可擴(kuò)展性和可移植性。
文檔編號(hào)H04Q3/52GK101163255SQ200610141099
公開日2008年4月16日 申請(qǐng)日期2006年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月12日
發(fā)明者陶慕柳 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司