專利名稱:面向認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的用戶QoS動態(tài)路由調(diào)整方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及流量分析,路由選擇等相關(guān)領(lǐng)域,屬于一種提高認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)QoS的方法。
背景技術(shù):
傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的顯著問題是不能根據(jù)內(nèi)外環(huán)境的變化動態(tài)做出決策,從而不能有效改善用戶的QoS,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)負(fù)荷率超過一定值時,用戶的QoS會顯著下降。在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中路由選擇不能動態(tài)更改,這嚴(yán)重影響了用戶的QoS,造成擁塞控制困難,丟包率大,延時長等問題。認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)是具有認(rèn)知循環(huán)特性的網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)能夠觀測當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,并根據(jù)觀測結(jié)果進(jìn)行計劃、決策與執(zhí)行。認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)能夠從自適應(yīng)過程中學(xué)習(xí)并利用這些知識以端到端性能為目標(biāo)進(jìn)行預(yù)先決策。目前,學(xué)術(shù)界已經(jīng)提出了諸多改善網(wǎng)絡(luò)用戶QoS的方法和機(jī)制。有學(xué)者提出通過節(jié)點(diǎn)來計算數(shù)據(jù)并進(jìn)行決策,這在一定程度上利用了認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的主動認(rèn)知特性,并對網(wǎng)絡(luò)擁塞控制有一定的效果,但是并沒有考慮認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷率。隨著認(rèn)知節(jié)點(diǎn)負(fù)荷率的增大,數(shù)據(jù)分組延時也會延長,從而對網(wǎng)絡(luò)的QoS造成負(fù)面影響,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞,丟包率增大等。也有學(xué)者提出具有動態(tài)調(diào)整帶寬功能的中斷機(jī)制,單純的允許高優(yōu)先級數(shù)據(jù)優(yōu)先通過,但是這種方案降低了低優(yōu)先級數(shù)據(jù)的通過率,同樣會造成用戶QoS的降低。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對背景技術(shù)中的問題,提出一種面向認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的用戶QoS動態(tài)路由調(diào)整方法,動態(tài)調(diào)整路由,降低網(wǎng)絡(luò)擁塞與丟包率,進(jìn)而提高用戶QoS。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案
一種面向認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的用戶QoS動態(tài)路由調(diào)整方法,該方法的步驟為 步驟1),采用QoS效用函數(shù)計算分組數(shù)據(jù)的優(yōu)先級,并將計算的優(yōu)先級封裝進(jìn)分組數(shù)據(jù)中,使之成為認(rèn)知分組;
步驟2),設(shè)定認(rèn)知節(jié)點(diǎn)選擇認(rèn)知分組的傳輸路徑的方法,該方法通過判斷認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷率是否超過門限值來選擇認(rèn)知分組的傳輸路徑;將該方法封裝在認(rèn)知分組頭中成為可執(zhí)行程序,然后發(fā)送該認(rèn)知分組至接收端;
步驟3),當(dāng)認(rèn)知分組經(jīng)過認(rèn)知節(jié)點(diǎn)時,使認(rèn)知節(jié)點(diǎn)進(jìn)入中斷模式;認(rèn)知節(jié)點(diǎn)執(zhí)行封裝在認(rèn)知分組頭中的可執(zhí)行程序,使認(rèn)知分組按優(yōu)先級從高至低的順序通過節(jié)點(diǎn); 步驟4),當(dāng)認(rèn)知分組傳輸完畢后,將認(rèn)知節(jié)點(diǎn)由中斷模式改為普通模式; 步驟5),接收端將丟包情況以及時延情況反饋給發(fā)送端; 步驟6),發(fā)送端根據(jù)反饋信息調(diào)整發(fā)送速率,準(zhǔn)備下一次發(fā)送。進(jìn)一步的,本發(fā)明的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的用戶QoS動態(tài)路由調(diào)整方法中,步驟2)所述設(shè)定認(rèn)知節(jié)點(diǎn)選擇認(rèn)知分組的傳輸路徑的方法的具體步驟如下步驟a),計算出各認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷率A,然后設(shè)置各認(rèn)知節(jié)點(diǎn)負(fù)荷率的門限值《 ;
/y
步驟b),在門限值的基礎(chǔ)上,定義一段負(fù)荷率區(qū)間A々v其中卩< <α ; αψ, )2
步驟c),認(rèn)知分組流經(jīng)過認(rèn)知節(jié)點(diǎn),當(dāng)該認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷率大于門限值Ω時,用 Dijsktra算法計算另一條繞過該認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的新路徑;如果找到了新路徑,則使之后到達(dá)的認(rèn)知分組經(jīng)過新路徑,否則丟棄該認(rèn)知分組,直到該認(rèn)知節(jié)點(diǎn)負(fù)荷率恢復(fù)正常;
步驟d),在認(rèn)知分組經(jīng)過新路徑時,時刻檢測原路徑的認(rèn)知節(jié)點(diǎn)負(fù)荷率,當(dāng)原認(rèn)知節(jié)點(diǎn)負(fù)荷率低于相應(yīng)區(qū)間值 時,則使之后到達(dá)的認(rèn)知分組經(jīng)過原路徑的認(rèn)知節(jié)點(diǎn);
步驟e),如果新路徑的認(rèn)知節(jié)點(diǎn)負(fù)荷率超過了門限值,且原認(rèn)知節(jié)點(diǎn)負(fù)荷率仍然高于相應(yīng)區(qū)間值,則丟棄之后到達(dá)的分組,直到原路徑或者新路徑的認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷率恢復(fù)到區(qū)間值 以下。本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有以下技術(shù)效果
1.通過使用效用函數(shù)計算分組數(shù)據(jù)優(yōu)先級,提高了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對用戶QoS優(yōu)先級判斷的準(zhǔn)確性;
2.認(rèn)知節(jié)點(diǎn)采用中斷機(jī)制主動執(zhí)行特定程序,完成網(wǎng)絡(luò)計算任務(wù);
3.利用認(rèn)知節(jié)點(diǎn)負(fù)荷率門限值,有效控制網(wǎng)絡(luò)擁塞,減少丟包率與延時,進(jìn)而提高了網(wǎng)絡(luò) QoS。
圖1是面向認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的用戶QoS動態(tài)路由調(diào)整方法框架圖。圖2是網(wǎng)絡(luò)傳輸認(rèn)知分組流程圖。圖3是判斷節(jié)點(diǎn)負(fù)荷率,選擇新路徑流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明 如圖1結(jié)合圖2所示,本發(fā)明的動態(tài)路由調(diào)整方法包括如下步驟
步驟1),采用QoS效用函數(shù)計算分組數(shù)據(jù)的優(yōu)先級,并將計算的優(yōu)先級封裝進(jìn)分組數(shù)據(jù)中,使之成為認(rèn)知分組;
步驟2),在認(rèn)知分組頭中封裝特定程序(以圖3為流程的程序),發(fā)送該認(rèn)知分組至接收端;
步驟3),當(dāng)認(rèn)知分組經(jīng)過認(rèn)知節(jié)點(diǎn)時,使認(rèn)知節(jié)點(diǎn)進(jìn)入中斷模式;認(rèn)知節(jié)點(diǎn)執(zhí)行封裝在認(rèn)知分組頭中的特定程序,使認(rèn)知分組按優(yōu)先級從高至低的順序通過節(jié)點(diǎn);
步驟4),檢測認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷率,通過判斷認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷率是否超過門限值來選擇認(rèn)知分組的傳輸路徑;
步驟5),當(dāng)認(rèn)知分組傳輸完畢后,將認(rèn)知節(jié)點(diǎn)由中斷模式改為普通模式; 步驟6),接收端將丟包情況以及時延情況反饋給發(fā)送端; 步驟7),發(fā)送端根據(jù)反饋信息調(diào)整發(fā)送速率,準(zhǔn)備下一次發(fā)送。如圖3所示,步驟4)提到的監(jiān)測節(jié)點(diǎn)負(fù)荷率的方法,步驟如下步驟a),計算出各認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷率3,然后設(shè)置各認(rèn)知節(jié)點(diǎn)負(fù)荷率的門限值;
/y
步驟b),在門限值的基礎(chǔ)上,定義一段負(fù)荷率區(qū)間A々v其中卩< <α ; αψ, )2
步驟c),認(rèn)知分組流經(jīng)過認(rèn)知節(jié)點(diǎn),當(dāng)該認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷率大于門限值Ω時,用 Dijsktra算法計算另一條繞過該認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的新路徑;如果找到了新路徑,則使之后到達(dá)的認(rèn)知分組經(jīng)過新路徑,否則丟棄該認(rèn)知分組,直到該認(rèn)知節(jié)點(diǎn)負(fù)荷率恢復(fù)正常;
步驟d),在認(rèn)知分組經(jīng)過新路徑時,時刻檢測原路徑的認(rèn)知節(jié)點(diǎn)負(fù)荷率,當(dāng)原認(rèn)知節(jié)點(diǎn)負(fù)荷率低于相應(yīng)區(qū)間值 時,則使之后到達(dá)的認(rèn)知分組經(jīng)過原路徑的認(rèn)知節(jié)點(diǎn);
步驟e),如果新路徑的認(rèn)知節(jié)點(diǎn)負(fù)荷率超過了門限值,且原認(rèn)知節(jié)點(diǎn)負(fù)荷率仍然高于相應(yīng)區(qū)間值,則丟棄之后到達(dá)的分組,直到原路徑或者新路徑的認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷率恢復(fù)到區(qū)間值 以下。 上述采用Dijkstra算法計算最短路徑是以認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷率為代價的,如果找到多條可行路徑,則可以將通信量分配給這幾條路徑,使多路徑間達(dá)到負(fù)載相對平衡。過于頻繁地采取行動以緩解網(wǎng)絡(luò)擁塞會使系統(tǒng)產(chǎn)生不穩(wěn)定的振蕩。但是過于遲緩的采取行動又不具有任何實用價值。所以s值的選取要折中, - 的差值既不能太小,也不能太大。
權(quán)利要求
1.一種面向認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的用戶Q0S動態(tài)路由調(diào)整方法,其特征在于,包括以下步驟 步驟1),采用Q0S效用函數(shù)計算分組數(shù)據(jù)的優(yōu)先級,并將計算的優(yōu)先級封裝進(jìn)分組數(shù)據(jù)中,使之成為認(rèn)知分組;步驟2),設(shè)定認(rèn)知節(jié)點(diǎn)選擇認(rèn)知分組的傳輸路徑的方法,該方法通過判斷認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷率是否超過門限值來選擇認(rèn)知分組的傳輸路徑;將該方法封裝在認(rèn)知分組頭中成為可執(zhí)行程序,然后發(fā)送該認(rèn)知分組至接收端;步驟3),當(dāng)認(rèn)知分組經(jīng)過認(rèn)知節(jié)點(diǎn)時,使認(rèn)知節(jié)點(diǎn)進(jìn)入中斷模式;認(rèn)知節(jié)點(diǎn)執(zhí)行封裝在認(rèn)知分組頭中的可執(zhí)行程序,使認(rèn)知分組按優(yōu)先級從高至低的順序通過節(jié)點(diǎn); 步驟4),當(dāng)認(rèn)知分組傳輸完畢后,將認(rèn)知節(jié)點(diǎn)由中斷模式改為普通模式; 步驟5),接收端將丟包情況以及時延情況反饋給發(fā)送端; 步驟6),發(fā)送端根據(jù)反饋信息調(diào)整發(fā)送速率,準(zhǔn)備下一次發(fā)送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的用戶QoS動態(tài)路由調(diào)整方法,其特征在于,步驟2) 所述設(shè)定認(rèn)知節(jié)點(diǎn)選擇認(rèn)知分組的傳輸路徑的方法的具體步驟如下步驟a),計算出各認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷率A,然后設(shè)置各認(rèn)知節(jié)點(diǎn)負(fù)荷率的門限值《 ;/χ步驟b),在門限值ι的基礎(chǔ)上,定義一段負(fù)荷率區(qū)間,其中$ < 〈α ;步驟c),認(rèn)知分組流經(jīng)過認(rèn)知節(jié)點(diǎn),當(dāng)該認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷率大于門限值d時,用 Dijsktra算法計算另一條繞過該認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的新路徑;如果找到了新路徑,則使之后到達(dá)的認(rèn)知分組經(jīng)過新路徑,否則丟棄該認(rèn)知分組,直到該認(rèn)知節(jié)點(diǎn)負(fù)荷率恢復(fù)正常;步驟d),在認(rèn)知分組經(jīng)過新路徑時,時刻檢測原路徑的認(rèn)知節(jié)點(diǎn)負(fù)荷率,當(dāng)原認(rèn)知節(jié)點(diǎn)負(fù)荷率低于相應(yīng)區(qū)間值 時,則使之后到達(dá)的認(rèn)知分組經(jīng)過原路徑的認(rèn)知節(jié)點(diǎn);步驟e),如果新路徑的認(rèn)知節(jié)點(diǎn)負(fù)荷率超過了門限值,且原認(rèn)知節(jié)點(diǎn)負(fù)荷率仍然高于相應(yīng)區(qū)間值則丟棄之后到達(dá)的分組,直到原路徑或者新路徑的認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷率恢復(fù)到區(qū)間值 以下。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種面向認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的用戶QoS動態(tài)路由調(diào)整方法。本發(fā)明利用效用函數(shù)計算用戶QoS優(yōu)先級,采用中斷機(jī)制使認(rèn)知節(jié)點(diǎn)處理認(rèn)知分組中的特定程序,并計算認(rèn)知節(jié)點(diǎn)負(fù)荷率,決定是否要選擇其它路徑傳輸數(shù)據(jù)分組,從而達(dá)到減輕網(wǎng)絡(luò)擁塞、降低丟包率,提高網(wǎng)絡(luò)QoS的目的。
文檔編號H04L12/56GK102377670SQ20111032207
公開日2012年3月14日 申請日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者亓?xí)x, 孫雁飛, 張斐, 李琳 申請人:南京郵電大學(xué)