本發(fā)明涉及互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，尤其涉及一種考慮服務質(zhì)量要求的端對端通訊網(wǎng)絡的實時路由的選擇方法。
背景技術(shù)：
：互聯(lián)網(wǎng)隨機網(wǎng)絡是一種反映多種隨機因素的網(wǎng)絡技術(shù)。與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡技術(shù)不同，隨機網(wǎng)絡技術(shù)模型中的節(jié)點、箭線和流量均帶有一定程度上的不確定性，不僅反映活動的各種定量參數(shù)，如時間、費用、資源消耗、效益、虧損等是隨機變量，而且組成網(wǎng)絡圖的各項活動也可以是隨機的，可按一定的概率發(fā)生或不發(fā)生，并且允許多個原節(jié)點或自多個匯節(jié)點的網(wǎng)絡循環(huán)回路存在。隨機網(wǎng)絡表示網(wǎng)絡中相關(guān)的問題信息事先是未知的不確定的，但是這些隨機信息可以用已知的概率分布對其進行描述。例如，隨機網(wǎng)路路徑搜索優(yōu)化問題即表示通過網(wǎng)絡中邊的傳輸耗費為服從一定概率分布的隨機變量。互聯(lián)網(wǎng)隨機網(wǎng)絡中的路徑搜索優(yōu)化問題的求解需要考慮時間以及網(wǎng)絡的狀態(tài)，因此其問題規(guī)模相對來說顯著增加。而對于諸如隨機網(wǎng)絡實時最短路徑這類問題的求解，問題規(guī)模的擴大將使下一節(jié)點的選擇計算量大增，這勢必影響優(yōu)化算法的有效性。服務質(zhì)量(QualityofService)管理是用來解決網(wǎng)絡等待時間、阻塞等問題并維持一定網(wǎng)絡傳輸質(zhì)量的技術(shù)。服務質(zhì)量包含可靠度(Reliability)、延遲(Delay)、穩(wěn)定性(Jitter)、可用帶寬(Bandwidth)等指標。帶寬是指數(shù)據(jù)傳輸速率。隨著網(wǎng)絡服務蓬勃發(fā)展，應用程序所需之網(wǎng)絡帶寬與日俱增。不同應用程序需要不同帶寬，如視頻會議需要的帶寬較多，文字訊息需要的帶寬較低。帶寬分配要能確保具高優(yōu)先權(quán)的數(shù)據(jù)能越快傳送出去，且越重要的應用程序要求越高的可靠度。為達成服務質(zhì)量目標，可透過調(diào)度(scheduling)、資源預留(resourcereservation)與準入控制(admissioncontrol)等技術(shù)實現(xiàn)。面對通訊與信息科技的大幅進步及蓬勃發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)迅速增長，互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)量的龐大必然導致網(wǎng)絡面臨著巨大的擁塞壓力，因此如何合理分配網(wǎng)路資源成了必須要解決的問題。越來越復雜的流量類型使網(wǎng)絡管理成為了一個具有挑戰(zhàn)性的任務，其面臨的挑戰(zhàn)之一便是大型網(wǎng)絡服務提供商(InternetServiceProviders)面對網(wǎng)絡流量需求大數(shù)據(jù)正在不斷增加的狀況。為了對互聯(lián)網(wǎng)的帶寬分配進行有效的管理，進行網(wǎng)絡上的流量需求預測分析和有效利用整個互聯(lián)網(wǎng)所提供的帶寬資源是非常重要的。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是對不同的服務質(zhì)量等級，選擇端對端路徑實時路由的選擇方法。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種端對端通訊網(wǎng)絡的實時路由的選擇方法，對不同的服務質(zhì)量等級，決定端對端路徑，在一個已知的網(wǎng)絡，根據(jù)鏈路的特性，考慮較大容量和較短延遲，選擇端對端路徑，以及決定在每條被選擇路徑上的用戶連接數(shù)，具體步驟如下：步驟一，計算所有端對端路徑的容量、延遲；步驟二，選擇一條容量最大且最短延遲的路徑；步驟三，計算容量最大且最短延遲的路徑要分配的帶寬；步驟四，計算容量最大且最短延遲的路徑，在每個服務質(zhì)量等級要分配帶寬的連接數(shù)；步驟五，計算使用掉的容量；步驟六，更新鏈路的帶寬容量；步驟七，更新剩余的帶寬的連接數(shù)；步驟八，記錄容量最大且最短延遲的路徑的容量和每個服務質(zhì)量等級要分配帶寬的連接數(shù)，分別生成被選擇路徑的樣本數(shù)據(jù)集合、被選擇路徑每個服務等級要分配帶寬的連接數(shù)的樣本數(shù)據(jù)集合；步驟九，檢查剩余的帶寬的連接數(shù)是否等于0，若等于0，轉(zhuǎn)至步驟十一；若不等于0，循環(huán)至步驟一，繼續(xù)選擇下一路徑；步驟十，輸出被選擇路徑的樣本數(shù)據(jù)集合、被選擇路徑每個服務等級要分配帶寬的連接數(shù)的樣本數(shù)據(jù)集合。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明實現(xiàn)了對于端對端通訊網(wǎng)絡的實時路由選擇,考慮服務質(zhì)量要求,決定適合路徑,以及路徑上每個服務質(zhì)量等級的用戶連接數(shù)量,實驗結(jié)果顯示本方法是可運行的且快速的選擇路由方法。附圖說明圖1為簡單型網(wǎng)絡示意圖；具體實施方式下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。表1為鏈路的帶寬容量和延遲；表2為實驗結(jié)果；表3為處理時間對于遞增的總用戶量。本方法的目標是對不同的服務質(zhì)量等級,決定端對端路徑,在一個已知的網(wǎng)絡,根據(jù)鏈路的特性,本方法考慮較大容量和較短延遲,選擇端對端路徑,以及決定在每條被選擇路徑上的用戶連接數(shù)。首先設定各項參數(shù)如下：服務質(zhì)量等級的數(shù)量:#class；所有端對端路徑的數(shù)量:#path；所有鏈路的數(shù)量:#link；每個鏈路的帶寬容量:Ue；鏈路的延遲:de路由數(shù)據(jù)庫包括所有端對端路徑:{Pk(e)＝0or1,fork＝1,2,...,#path,fore＝1,2,...,#link},所以路徑的延遲每個服務質(zhì)量等級要分配的帶寬θi＝bi,其中bi為第i等級所需的帶寬,i＝1,2,...,#class每個服務質(zhì)量等級要分配帶寬的連接數(shù)為Kifori＝1,2,...,#class對于被選定的路徑,設定帶寬的分配比例,起始化:每分配之后,剩余的連接數(shù)rem(Ki),設定為Ki；選定的路徑的數(shù)量#sel,設定為0。具體步驟:步驟一，計算所有端對端路徑的容量,fork＝1,2,...,#path步驟二，根據(jù)U(Pk(e))和d(Pk(e)),選擇一條容量最大且最短延遲的路徑,表示為p(e)；步驟三，計算p(e)的容量,步驟四，在p(e)上,計算要分配的帶寬A＝ratio·U(p(e))；步驟五，在p(e)上,求每等級的連接數(shù),nifori＝1,2,...,#class,來充分使用帶寬,也就是，求ni使得最小化步驟六，計算使用掉的容量步驟七，更新鏈路的帶寬容量Ue＝Ue-p(e)·Uused；步驟八，更新剩余的連接數(shù)rem(Ki)＝rem(Ki)-ni；步驟九，分別記錄p(e)和ni在集合Qk(e)和集合Nk,i；步驟十，#sel＝sel+1；步驟十一，檢查rem(Ki)是否等于0,則停止,不然就回到步驟一繼續(xù)選擇下一路徑；步驟十二，輸出Qk(e)和Nk,i,Qk(e)為被選擇路徑的集合,Qk(e)＝{pk(e)fork＝1,2,...,#sel},其中pk(e)為在步驟二中,第k條被選擇的路徑；Nk,i為相對應Qk(e)的每個等級連接數(shù),Nk,i＝{(nk,i),fork＝1,2,...,#sel},其中nk,i為在步驟五,第k條被選擇的路徑的決定每個等級連接數(shù)。本實施例中，使用一個簡單型網(wǎng)絡來評量這個實時路由選擇方法,如圖1所示，包括三個等級服務質(zhì)量(QoS)用戶,26個鏈路,經(jīng)過游走算法,能得出80條端對端路徑,鏈路特性如表1(鏈路的帶寬容量和延遲)所列,需要傳輸?shù)挠脩魯?shù)量依1,2,3等級分別為80,120,150,每個用戶分配的帶寬依1,2,3等級分別設定為160,80,25kbps,經(jīng)過本方法計算,決定的端對端路徑,以及在這些路徑要傳輸?shù)挠脩魯?shù)量和延遲,如表2(實驗結(jié)果)所示。為了評量本方法的實時性,增加了用戶連接數(shù)總和,從350,525,700,...,到1750,測試平臺為IntelCorei5CPU@2.5GHz,使用Matlab來仿真,繪制處理時間對上用戶連接數(shù)的曲線,如表3(處理時間對于遞增的總用戶量)所示,處理時間約由0.1秒增加0.45秒,發(fā)現(xiàn)曲線接近線性趨勢。表1.鏈路的帶寬容量和延遲被選擇的端對端路徑用戶連接數(shù)(n1,n2,n3)Delay(insec)e2-e7-e11-e14-e23(38,56,60)0.152e3-e9-e12-e19-e25(40,60,75)0.124e3-e10-e16-e18-e23(2,4,15)0.139表2.實驗結(jié)果表3.處理時間對于遞增的總用戶量所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。當前第1頁1 2 3