軟件定義網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)能方法和節(jié)能控制設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例提供一種軟件定義網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)能方法和節(jié)能控制設(shè)備。所述方法包括：節(jié)能控制設(shè)備根據(jù)原始網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造了能直觀顯示路由器、單板和鏈路連接關(guān)系的拓展網(wǎng)絡(luò)，并在拓展網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，將所有的考察因素通過數(shù)學(xué)抽象建立了一個(gè)節(jié)能優(yōu)化的0-1整數(shù)規(guī)劃模型，在求解該整數(shù)規(guī)劃模型時(shí)采用啟發(fā)式求解方法，而非通過軟件求解，由此提高了計(jì)算收斂速度，同時(shí)，通過整數(shù)規(guī)劃模型使網(wǎng)絡(luò)中使用的單板總數(shù)減少，節(jié)能控制設(shè)備根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中各單板的使用情況將沒有被使用的單板睡眠，提高了能源有效利用率，減少了網(wǎng)絡(luò)的總能耗。
【專利說明】軟件定義網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)能方法和節(jié)能控制設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明實(shí)施例涉及通訊技術(shù),尤其涉及一種軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software DefinedNetwork,簡稱SDN)中的節(jié)能方法和節(jié)能控制設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software Defined Network,簡稱SDN)是由美國斯坦福大學(xué)研究組提出的一種新型網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新架構(gòu)，其核心技術(shù)OpenFlow通過將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制面與數(shù)據(jù)面分離開來，從而實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)流量的靈活控制。而且，SDN中引入了控制器(Controller)，通過控制器集中管理一定范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(也稱SDN域)，使得網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、部署、運(yùn)維、管理集中在Iv控制點(diǎn)完成。
[0003]SDN中存在大量的路由器，路由器的能耗越來越受到互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商的關(guān)注。如何為路由器設(shè)計(jì)有效的能源管理方案有著重要的意義，現(xiàn)有的能源管理方案主要集中在兩個(gè)層面的優(yōu)化:局部優(yōu)化和全局優(yōu)化。局部優(yōu)化又稱部件層面的優(yōu)化，即將每個(gè)路由器看作獨(dú)立的設(shè)備，關(guān)注于減少硬件部件層面的能耗。如在鏈路沒有流量時(shí)，將路由器上的相應(yīng)單板進(jìn)入睡眠模式或?qū)⒙酚善鬟M(jìn)入低能耗模式來實(shí)現(xiàn)節(jié)能。局部優(yōu)化方案由于受數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)間的限制，即數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)間是不可控的，因此，優(yōu)化空間相對(duì)較少。全局優(yōu)化又稱網(wǎng)絡(luò)層面的優(yōu)化，它通過對(duì)全網(wǎng)重路由，使得調(diào)整后全網(wǎng)流量相對(duì)集中，然后，將空閑的單板睡眠來達(dá)到節(jié)能，全局優(yōu)化方案雖然計(jì)算復(fù)雜，但是優(yōu)化空間較大，得到了廣泛的應(yīng)用。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，一種常用的全局優(yōu)化技術(shù)是GreenTE, GreenTE通過對(duì)SDN中已經(jīng)建立的請(qǐng)求進(jìn)行調(diào)整，將沒有流量通過的鏈路和單板睡眠來最大化鏈路和單板的節(jié)省能耗。GreenTE建立了混合整數(shù)規(guī)劃模型，并采用軟件Cplex求解，整數(shù)規(guī)劃一般來說是非確定多項(xiàng)式困難(non-deterministic polynomial-hard,簡稱 NP-hard)問題，對(duì)于 NP-hard 問題很難在多項(xiàng)式時(shí)間內(nèi)求出精確解。Cplex雖是求解整數(shù)規(guī)劃的常用軟件，但仍然無法保證在較短時(shí)間內(nèi)求出較優(yōu)解甚至可行解，GreenTE中采取的方法是將求解時(shí)間上限設(shè)置為300s,求解時(shí)間較長，且無法保證最優(yōu)解。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供一種軟件定義網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)能方法和節(jié)能控制設(shè)備，能夠使得求解效率提聞，并且能夠進(jìn)一步提升節(jié)能效果。
[0006]本發(fā)明第一方面提供一種軟件定義網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)能方法，包括:
[0007]節(jié)能控制設(shè)備獲取軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN的物理網(wǎng)絡(luò)信息，所述SDN包括多個(gè)路由器，所述每個(gè)路由器包括多個(gè)單板，所述每個(gè)單板有多個(gè)接口，所述每個(gè)路由器上的接口分別與其他路由器上的任意接口連接形成一條鏈路；
[0008]所述節(jié)能控制設(shè)備根據(jù)所述物理網(wǎng)絡(luò)信息建立以所述各路由器為節(jié)點(diǎn)，以所述各鏈路為邊，以所述各鏈路的費(fèi)用、實(shí)際時(shí)延、容量為權(quán)值的原始網(wǎng)絡(luò)圖G (N，A)，所述原始網(wǎng)絡(luò)圖G為賦權(quán)有向圖，其中，N為所述原始網(wǎng)絡(luò)圖G的各節(jié)點(diǎn)的集合，A為所述原始網(wǎng)絡(luò)圖G的各邊的集合，其中，所述各鏈路分別對(duì)應(yīng)兩條有向邊；
[0009] 所述節(jié)能控制設(shè)備根據(jù)所述各路由器、所述各路由器上的單板以及所述各鏈路的接口的連接關(guān)系，將所述原始網(wǎng)絡(luò)圖G中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)拓展成以所述節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的路由器為中心，以所述節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的路由器上的各單板為葉節(jié)點(diǎn)的星型圖，按照所述各鏈路的連接情況將所述各星型圖連接得到拓展網(wǎng)絡(luò)圖G’ =(N’，A’)，所述各路由器和所述各路由器上的各單板均為所述拓展網(wǎng)絡(luò)圖G’的節(jié)點(diǎn)，所述拓展網(wǎng)絡(luò)圖G’為賦權(quán)有向圖，N’為所述拓展網(wǎng)絡(luò)圖G’的各節(jié)點(diǎn)的集合，A’為所述拓展網(wǎng)絡(luò)圖的各邊的集合，所述星型圖的各邊容量為⑴，費(fèi)用為O,實(shí)際時(shí)延為O ;
[0010]所述節(jié)能控制設(shè)備根據(jù)所述拓展網(wǎng)絡(luò)圖G’和所述物理網(wǎng)絡(luò)信息，構(gòu)建滿足請(qǐng)求約束條件和容量約束條件的整數(shù)規(guī)劃模型，所述整數(shù)規(guī)劃模型的目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)為所述SDN中已建立的請(qǐng)求使用的單板總數(shù)；
[0011]所述節(jié)能控制設(shè)備采用啟發(fā)式算法求解所述整數(shù)規(guī)劃模型，獲得所述SDN中各單板的使用狀態(tài)；
[0012]所述節(jié)能控制設(shè)備根據(jù)所述SDN中各單板的使用狀態(tài)，控制所述SDN中沒有被使用的單板進(jìn)入睡眠模式。
[0013]在本發(fā)明第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述物理網(wǎng)絡(luò)信息包括:所述SDN中的所有路由器的總數(shù)、所述各鏈路的費(fèi)用、所述各鏈路的實(shí)際時(shí)延、所述各鏈路的容量、所述各鏈路的連接情況、所述各鏈路的接口所屬的路由器的信息、各請(qǐng)求的起點(diǎn)、所述各請(qǐng)求的終點(diǎn)、所述各請(qǐng)求的申請(qǐng)帶寬、所述各請(qǐng)求的時(shí)延閾值、已分配路徑信息。
[0014]在本發(fā)明第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述請(qǐng)求約束條件包括:帶寬約束、時(shí)延約束、不可分流約束，其中，所述帶寬約束是指分配給各請(qǐng)求的實(shí)際帶寬不能小于所述各請(qǐng)求的申請(qǐng)帶寬，所述時(shí)延約束是指分配給所述各請(qǐng)求的實(shí)際時(shí)延不能大于所述各請(qǐng)求的時(shí)延閾值，所述不可分流約束是指所述各請(qǐng)求只能分配一條傳輸路徑；
[0015]所述容量約束條件是指每條邊經(jīng)過的流量之和不能大于所述每條邊的容量。
[0016]結(jié)合本發(fā)明第一方面以及第一方面的第一種和第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在本發(fā)明
第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)為:
【權(quán)利要求】
1.一種軟件定義網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)能方法，其特征在于，包括: 節(jié)能控制設(shè)備獲取軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN的物理網(wǎng)絡(luò)信息，所述SDN包括多個(gè)路由器，所述每個(gè)路由器包括多個(gè)單板，所述每個(gè)單板有多個(gè)接口，所述每個(gè)路由器上的接口分別與其他路由器上的任意接口連接形成一條鏈路； 所述節(jié)能控制設(shè)備根據(jù)所述物理網(wǎng)絡(luò)信息建立以所述各路由器為節(jié)點(diǎn)，以所述各鏈路為邊，以所述各鏈路的費(fèi)用、實(shí)際時(shí)延、容量為權(quán)值的原始網(wǎng)絡(luò)圖G (N，A)，所述原始網(wǎng)絡(luò)圖G為賦權(quán)有向圖，其中，N為所述原始網(wǎng)絡(luò)圖G的各節(jié)點(diǎn)的集合，A為所述原始網(wǎng)絡(luò)圖G的各邊的集合，其中，所述各鏈路分別對(duì)應(yīng)兩條有向邊； 所述節(jié)能控制設(shè)備根據(jù)所述各路由器、所述各路由器上的單板以及所述各鏈路的接口的連接關(guān)系，將所述原始網(wǎng)絡(luò)圖G中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)拓展成以所述節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的路由器為中心，以所述節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的路由器上的各單板為葉節(jié)點(diǎn)的星型圖，按照所述各鏈路的連接情況將所述各星型圖連接得到拓展網(wǎng)絡(luò)圖G’ =(N’，A’)，所述各路由器和所述各路由器上的各單板均為所述拓展網(wǎng)絡(luò)圖G’的節(jié)點(diǎn)，所述拓展網(wǎng)絡(luò)圖G’為賦權(quán)有向圖，N’為所述拓展網(wǎng)絡(luò)圖G’的各節(jié)點(diǎn)的集合，A’為所述拓展網(wǎng)絡(luò)圖的各邊的集合，所述星型圖的各邊容量為c?，費(fèi)用為O，實(shí)際時(shí)延為O ; 所述節(jié)能控制設(shè)備根據(jù)所述拓展網(wǎng)絡(luò)圖G’和所述物理網(wǎng)絡(luò)信息，構(gòu)建滿足請(qǐng)求約束條件和容量約束條件的整數(shù)規(guī)劃模型，所述整數(shù)規(guī)劃模型的目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)為所述SDN中已建立的請(qǐng)求使用的單板總數(shù)； 所述節(jié)能控制設(shè)備采用啟發(fā)式算法求解所述整數(shù)規(guī)劃模型，獲得所述SDN中各單板的使用狀態(tài)； 所述節(jié)能控制設(shè)備根據(jù)所述SDN中各單板的使用狀態(tài)，控制所述SDN中沒有被使用的單板進(jìn)入睡眠模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述物理網(wǎng)絡(luò)信息包括:所述SDN中的所有路由器的總數(shù)、所述各鏈路的費(fèi)用、所述各鏈路的實(shí)際時(shí)延、所述各鏈路的容量、所述各鏈路的連接情況、所述各鏈路的接口所屬的路由器的信息、各請(qǐng)求的起點(diǎn)、所述各請(qǐng)求的終點(diǎn)、所述各請(qǐng)求的申請(qǐng)帶寬、所述各請(qǐng)求的時(shí)延閾值、已分配路徑信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述請(qǐng)求約束條件包括:帶寬約束、時(shí)延約束、不可分流約束，其中，所述帶寬約束是指分配給各請(qǐng)求的實(shí)際帶寬不能小于所述各請(qǐng)求的申請(qǐng)帶寬，所述時(shí)延約束是指分配給所述各請(qǐng)求的實(shí)際時(shí)延不能大于所述各請(qǐng)求的時(shí)延閾值，所述不可分流約束是指所述各請(qǐng)求只能分配一條傳輸路徑； 所述容量約束條件是指每條邊經(jīng)過的流量之和不能大于所述每條邊的容量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)為:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述節(jié)能控制設(shè)備采用啟發(fā)式算法求解所述整數(shù)規(guī)劃模型，獲得所述SDN網(wǎng)絡(luò)中各單板的使用狀態(tài)，包括: 第一步、將所述D個(gè)請(qǐng)求按照優(yōu)先級(jí)從高到低的順序排序，得到新請(qǐng)求序列，所述新請(qǐng)求序列的順序依次為I…D，假設(shè)沒有為所述D個(gè)請(qǐng)求分配初始路徑，則令所述D個(gè)請(qǐng)求使用的單板總數(shù)fbest的初始值為O,所述D個(gè)請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的路徑集合Paths= Φ , i表示所述新請(qǐng)求序列的順序，i的初始值為I ; 第二步、判斷i是否小于等于D ； 若是，執(zhí)行第四步，若否，執(zhí)行第三步； 第三步、輸出所述單板總數(shù)fbest和所述路徑集合Paths,根據(jù)所述單板總數(shù)fbest和所述路徑集合Paths確定所述SDN中各單板的使用狀態(tài)； 第四步、根據(jù)所述拓展網(wǎng)絡(luò)圖G’構(gòu)造所述第i個(gè)請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的第一剩余網(wǎng)絡(luò)圖G’f，其中，所述根據(jù)所述拓展網(wǎng)絡(luò)G’構(gòu)造所述第i個(gè)請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的第一剩余網(wǎng)絡(luò)圖G’f包括: 計(jì)算所述拓展網(wǎng)絡(luò)圖G’中每條邊的第一剩余容量，所述每條邊的第一剩余容量等于所述每條邊的50%容量減去前1-Ι個(gè)請(qǐng)求占用的容量； 判斷所述每條邊的第一剩余容量是否小于所述第i個(gè)申請(qǐng)的申請(qǐng)帶寬，將第一剩余容量小于所述第i個(gè)請(qǐng)求的申請(qǐng)帶寬的邊刪除，將所述拓展網(wǎng)絡(luò)圖G’中被所述前1-Ι個(gè)請(qǐng)求使用的單板的入邊權(quán)值賦為0，其余沒有被使用的單板的入邊權(quán)值賦為1，得到所述第i個(gè)請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的第一剩余網(wǎng)絡(luò)圖G’ f ； 第五步、在所述第一剩余網(wǎng)絡(luò)G’ f中為所述第i個(gè)請(qǐng)求分配第一最短路徑Pi,所述第一最短路SPi滿足以下條件
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述節(jié)能控制設(shè)備采用啟發(fā)式算法求解所述整數(shù)規(guī)劃模型，獲得所述SDN網(wǎng)絡(luò)中各單板的使用狀態(tài)，包括: 第一步、根據(jù)所述D個(gè)請(qǐng)求的初始路徑,確定所述D個(gè)請(qǐng)求使用的第一單板總數(shù)fbest,其中，fbest=f (Paths), Paths表示所述D個(gè)請(qǐng)求的所述初始路徑的集合,S= {1，…，D}表示所述D個(gè)請(qǐng)求的集合,令第二單板總數(shù)gbest=fbest,迭代次數(shù)的num初始值為I ; 第二步、判斷迭代次數(shù)num是否小于等于預(yù)設(shè)迭代次數(shù)M ； 若是，執(zhí)行第三步，若否，執(zhí)行第十二步； 第三步、判斷S是否為空集； 若是，執(zhí)行第四步，若否，執(zhí)行第五步； 第四步
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述節(jié)能控制設(shè)備根據(jù)所述SDN中各單板的使用狀態(tài)，控制所述SDN中沒有被使用的單板進(jìn)入睡眠模式之后，還包括: 所述節(jié)能控制設(shè)備對(duì)所述SDN進(jìn)行拓?fù)湫扪a(bǔ)，得到修補(bǔ)后的SDN，所述節(jié)能控制設(shè)備對(duì)所述SDN進(jìn)行拓?fù)湫扪a(bǔ)包括:為所述SDN中的每個(gè)請(qǐng)求分配一條新路徑，使所述每個(gè)請(qǐng)求均有兩條可用路徑，將所述SDN中新路徑對(duì)應(yīng)的新增單板打開，且所述新路徑應(yīng)該滿足使所述修補(bǔ)后的SDN使用的單板總數(shù)最少。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述節(jié)能控制設(shè)備為所述SDN中的每個(gè)請(qǐng)求分配一條新路徑，包括: 第一步、假設(shè)共有D個(gè)請(qǐng)求，對(duì)所述D個(gè)請(qǐng)求按照使用單板總數(shù)f (Pi)從小到大排序，得到排序后的新請(qǐng)求序列為I…D，排序后的所述D個(gè)請(qǐng)求的路徑集合Paths=^1,…，P1J，其中，f(Pi)表示第i個(gè)請(qǐng)求使用的單板總數(shù)，所述D個(gè)請(qǐng)求使用的單板總數(shù)為fbest，其中，fbest=f (Paths), Paths表示所述D個(gè)請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的路徑集合；第二步、判斷i是否小于等于D，i表示請(qǐng)求的順序，若是，執(zhí)行第三步，若否，執(zhí)行第四I K少； 第三步、根據(jù)所述拓展網(wǎng)絡(luò)圖G’構(gòu)造所述第i個(gè)請(qǐng)求的第三剩余網(wǎng)絡(luò)圖G" ! f，執(zhí)行第五步； 所述根據(jù)所述拓展網(wǎng)絡(luò)G’構(gòu)造所述第i個(gè)請(qǐng)求的第三剩余網(wǎng)絡(luò)圖G" ' f包括: 刪除所述第i個(gè)請(qǐng)求的初始路徑Pi ； 計(jì)算所述拓展網(wǎng)絡(luò)圖G’中每條邊的第三剩余容量，所述第三剩余容量等于所述每條邊50%容量減去所述路徑集合Paths使用的每條邊的容量； 判斷所述每條邊的第三剩余容量是否小于所述第i個(gè)請(qǐng)求的申請(qǐng)帶寬Cli,將第三剩余容量小于所述第i個(gè)請(qǐng)求的申請(qǐng)帶寬Cli的邊刪除，將所述拓展網(wǎng)絡(luò)圖G’中已經(jīng)被使用的單板對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)的入邊權(quán)值賦為0，其余沒有被使用的單板對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)的入邊權(quán)值賦為1，得到所述第i個(gè)請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的第三剩余網(wǎng)絡(luò)圖G"，f; 第四步、輸出所述單板總數(shù)fbest和所述路徑集合Paths ； 第五步、在所述第三剩余網(wǎng)絡(luò)G" ' f中為所述第i個(gè)請(qǐng)求分配第三最短路徑P' i，所述第三最短路徑P' i滿足以下條件:
9.一種節(jié)能控制設(shè)備，其特征在于，包括: 獲取模塊，用于獲取軟件定義網(wǎng)絡(luò)SDN的物理網(wǎng)絡(luò)信息，所述SDN包括多個(gè)路由器，所述每個(gè)路由器包括多個(gè)單板，所述每個(gè)單板有多個(gè)接口，所述每個(gè)路由器上的接口分別與其他路由器上的任意接口連接形成一條鏈路； 原始網(wǎng)絡(luò)圖建立模塊，用于根據(jù)所述物理網(wǎng)絡(luò)信息建立以所述各路由器為節(jié)點(diǎn)，以所述各鏈路為邊，以所述各鏈路的費(fèi)用、實(shí)際時(shí)延、容量為權(quán)值的原始網(wǎng)絡(luò)圖G (N，A)，所述原始網(wǎng)絡(luò)圖G為賦權(quán)有向圖，其中，N為所述原始網(wǎng)絡(luò)圖G的各節(jié)點(diǎn)的集合，A為所述原始網(wǎng)絡(luò)圖G的各邊的集合，其中，所述各鏈路分別對(duì)應(yīng)兩條有向邊； 拓展網(wǎng)絡(luò)圖建立模塊，用于根據(jù)所述各路由器、所述各路由器上的單板以及所述各鏈路的接口的連接關(guān)系，將所述原始網(wǎng)絡(luò)圖G中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)拓展成以所述節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的路由器為中心，以所述節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的路由器上的各單板為葉節(jié)點(diǎn)的星型圖，按照所述各鏈路的連接情況將所述各星型圖連接得到拓展網(wǎng)絡(luò)圖G’ =(N’，A’)，所述各路由器和所述各路由器上的各單板均為所述拓展網(wǎng)絡(luò)圖G’的節(jié)點(diǎn)，所述拓展網(wǎng)絡(luò)圖G’為賦權(quán)有向圖，N’為所述拓展網(wǎng)絡(luò)圖G’的各節(jié)點(diǎn)的集合，A’為所述拓展網(wǎng)絡(luò)圖的各邊的集合，所述星型圖的各邊容量為°°，費(fèi)用為O,實(shí)際時(shí)延為O ;整數(shù)規(guī)劃模型建立模塊，用于根據(jù)所述拓展網(wǎng)絡(luò)圖G’和所述物理網(wǎng)絡(luò)信息，構(gòu)建滿足請(qǐng)求約束條件和容量約束條件的整數(shù)規(guī)劃模型，所述整數(shù)規(guī)劃模型的目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)為所述SDN中已建立的請(qǐng)求使用的單板總數(shù)； 整數(shù)規(guī)劃模型求解模塊，用于采用啟發(fā)式算法求解所述整數(shù)規(guī)劃模型，獲得所述SDN中各單板的使用狀態(tài)； 節(jié)能控制模塊，用于根據(jù)所述SDN中各單板的使用狀態(tài)，控制所述SDN中沒有被使用的單板進(jìn)入睡眠模式。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的節(jié)能控制設(shè)備，其特征在于，所述物理網(wǎng)絡(luò)信息包括:所述SDN中的所有路由器的總數(shù)、所述各鏈路的費(fèi)用、所述各鏈路的實(shí)際時(shí)延、所述各鏈路的容量、所述各鏈路的連接情況、所述各鏈路的接口所屬的路由器的信息、各請(qǐng)求的起點(diǎn)、所述各請(qǐng)求的終點(diǎn)、所述各請(qǐng)求的申請(qǐng)帶寬、所述各請(qǐng)求的時(shí)延閾值、已分配路徑信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的節(jié)能控制設(shè)備，其特征在于，所述請(qǐng)求約束條件包括:帶寬約束、時(shí)延約束、不可分流約束，其中，所述帶寬約束是指分配給各請(qǐng)求的實(shí)際帶寬不能小于所述各請(qǐng)求的申請(qǐng)帶寬，所述時(shí)延約束是指分配給所述各請(qǐng)求的實(shí)際時(shí)延不能大于所述各請(qǐng)求的時(shí)延閾值，所述不可分流約束是指所述各請(qǐng)求只能分配一條傳輸路徑； 所述容量約束條件是指每條邊經(jīng)過的流量之和不能大于所述每條邊的容量。
12.根據(jù)權(quán)利要求9-11中任一項(xiàng)所述的節(jié)能控制設(shè)備，其特征在于，所述目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)為
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的節(jié)能控制設(shè)備，其特征在于，所述整數(shù)規(guī)劃模型求解模塊具體用于: 第一步、將所述D個(gè)請(qǐng)求按照優(yōu)先級(jí)從高到低的順序排序，得到新請(qǐng)求序列，所述新請(qǐng)求序列的順序依次為I…D，假設(shè)沒有為所述D個(gè)請(qǐng)求分配初始路徑，則令所述D個(gè)請(qǐng)求使用的單板總數(shù)fbest的初始值為O,所述D個(gè)請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的路徑集合Paths= Φ , i表示所述新請(qǐng)求序列的順序，i的初始值為I ; 第二步、判斷i是否小于等于D ； 若是，執(zhí)行第四步，若否，執(zhí)行第三步； 第三步、輸出所述單板總數(shù)fbest和所述路徑集合Paths,根據(jù)所述單板總數(shù)fbest和所述路徑集合Paths確定所述SDN中各單板的使用狀態(tài)； 第四步、根據(jù)所述拓展網(wǎng)絡(luò)圖G’構(gòu)造所述第i個(gè)請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的第一剩余網(wǎng)絡(luò)圖G’f，其中，所述根據(jù)所述拓展網(wǎng)絡(luò)G’構(gòu)造所述第i個(gè)請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的第一剩余網(wǎng)絡(luò)圖G’f包括: 計(jì)算所述拓展網(wǎng)絡(luò)圖G’中每條邊的第一剩余容量，所述每條邊的第一剩余容量等于所述每條邊的50%容量減去前1-Ι個(gè)請(qǐng)求占用的容量； 判斷所述每條邊的第一剩余容量是否小于所述第i個(gè)申請(qǐng)的申請(qǐng)帶寬，將第一剩余容量小于所述第i個(gè)請(qǐng)求的申請(qǐng)帶寬的邊刪除，將所述拓展網(wǎng)絡(luò)圖G’中被所述前1-Ι個(gè)請(qǐng)求使用的單板的入邊權(quán)值賦為0，其余沒有被使用的單板的入邊權(quán)值賦為1，得到所述第i個(gè)請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的第一剩余網(wǎng)絡(luò)圖G’ f ；第五步、在所述第一剩余網(wǎng)絡(luò)G’ f中為所述第i個(gè)請(qǐng)求分配第一最短路徑Pi,所述第一最短路徑？1滿足以下條件:/^ =:^^1./.(/:))其中，P表示在所述第一剩余網(wǎng)絡(luò)圖6\中滿足所述第i個(gè)請(qǐng)求的帶寬約束條件和時(shí)延約束條件的路徑集合，f (P)表示所述路徑集合P使用的單板總數(shù)； 第六步、更新所述單板總數(shù)fbest為fbest=f (Paths U {Pj),并更新所述路徑集合Paths為Paths=Paths U {PJ ,其中，Pi為所述第i個(gè)請(qǐng)求的所述第一最短路徑； 第七步、i=i+l，返回執(zhí)行第二步。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的節(jié)能控制設(shè)備，其特征在于，所述整數(shù)規(guī)劃模型求解模塊具體用于: 第一步、根據(jù)所述D個(gè)請(qǐng)求的初始路徑,確定所述D個(gè)請(qǐng)求使用的第一單板總數(shù)fbest,其中，fbest=f (Paths), Paths表示所述D個(gè)請(qǐng)求的所述初始路徑的集合,S= {1，…，D}表示所述D個(gè)請(qǐng)求的集合,令第二單板總數(shù)gbest=fbest,迭代次數(shù)的num初始值為I ; 第二步、判斷迭代次數(shù)num是否小于等于預(yù)設(shè)迭代次數(shù)M ； 若是，執(zhí)行第三步，若否，執(zhí)行第十二步； 第三步、判斷S是否為空集； 若是，執(zhí)行第四步，若否，執(zhí)行第五步； 第四步、num=num+1，執(zhí)行第十步；第五步、計(jì)算
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的節(jié)能控制設(shè)備，其特征在于，還包括: 拓?fù)湫扪a(bǔ)模塊，用于對(duì)所述SDN進(jìn)行拓?fù)湫扪a(bǔ)，得到修補(bǔ)后的SDN，所述拓?fù)湫扪a(bǔ)模塊為所述SDN中的每個(gè)請(qǐng)求分配一條新路徑，使所述每個(gè)請(qǐng)求均有兩條可用路徑，將所述SDN中新路徑對(duì)應(yīng)的新增單板打開，且所述新路徑應(yīng)該滿足使所述修補(bǔ)后的SDN使用的單板總數(shù)最少。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的節(jié)能控制設(shè)備，其特征在于，所述拓?fù)湫扪a(bǔ)模塊具體用于: 第一步、假設(shè)共有D個(gè)請(qǐng)求，對(duì)所述D個(gè)請(qǐng)求按照使用單板總數(shù)f (Pi)從小到大排序，得到排序后的新請(qǐng)求序列為I…D，排序后的所述D個(gè)請(qǐng)求的路徑集合Paths=^1,…，P1J，其中，f(Pi)表示第i個(gè)請(qǐng)求使用的單板總數(shù)，所述D個(gè)請(qǐng)求使用的單板總數(shù)為fbest，其中，fbest=f (Paths), Paths表示所述D個(gè)請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的路徑集合； 第二步、判斷i是否小于等于D，i表示請(qǐng)求的順序，若是，執(zhí)行第三步，若否，執(zhí)行第四I K少； 第三步、根據(jù)所述拓展網(wǎng)絡(luò)圖G’構(gòu)造所述第i個(gè)請(qǐng)求的第三剩余網(wǎng)絡(luò)圖G" ! f，執(zhí)行第五步； 所述根據(jù)所述拓展網(wǎng)絡(luò)G’構(gòu)造所述第i個(gè)請(qǐng)求的第三剩余網(wǎng)絡(luò)圖G" ' f包括: 刪除所述第i個(gè)請(qǐng)求的初始路徑Pi ； 計(jì)算所述拓展網(wǎng)絡(luò)圖G’中每條邊的第三剩余容量，所述第三剩余容量等于所述每條邊50%容量減去所述路徑集合Paths使用的每條邊的容量； 判斷所述每條邊的第三剩余容量是否小于所述第i個(gè)請(qǐng)求的申請(qǐng)帶寬Cli,將第三剩余容量小于所述第i個(gè)請(qǐng)求的申請(qǐng)帶寬Cli的邊刪除，將所述拓展網(wǎng)絡(luò)圖G’中已經(jīng)被使用的單板對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)的入邊權(quán)值賦為0，其余沒有被使用的單板對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)的入邊權(quán)值賦為1，得到所述第i個(gè)請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的第三剩余網(wǎng)絡(luò)圖G"，f; 第四步、輸出所述單板總數(shù)fbest和所述路徑集合Paths ； 第五步、在所述第三剩余網(wǎng)絡(luò)G" ' f中為所述第i個(gè)請(qǐng)求分配第三最短路徑P' i，所述第三最短路徑p' i滿足以下條件Z = arSr^n y(p)其中，P表示在所述第三剩余網(wǎng)絡(luò)G"，f中滿足所述第i個(gè)請(qǐng)求的帶寬約束條件和時(shí)延約束條件的路徑集合，f (P)表示所述路徑集合P使用的單板總數(shù)； 第六步、更新所述D個(gè)請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的路徑集合Paths為Paths=Paths U {P' J ,并根據(jù)所述更新后的路徑集合Paths更新所述D個(gè)請(qǐng)求使用的單板總數(shù)fbest為fbest=f (Paths)；第七步、i=i+l，返回執(zhí)行第二步。`
【文檔編號(hào)】H04L12/801GK103731277SQ201410020509
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】朱明明, 夏寅賁, 王蕊, 楊文國 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司