一种消除链路拥塞的骨干网络流量调度方法技术

本发明专利技术公开了一种消除链路拥塞的骨干网络流量调度方法，通过将原路由的拥塞部分转移到该拥塞部分的代替路径上，从而绕过拥塞链路。在具体针对某条拥塞链路，该拥塞链路上的一些流量会因为太大而找不到合适的备选路径，算法此时会暂时跳过这一条流量，处理下一条流量；当算法遍历完一遍该条拥塞链路上的流量，并且将能迁移出去的流量都迁移之后，链路的拥塞状态还未消除，算法就会对链路上剩余的所有汇聚流进行拆分，将一条较大的汇聚流拆分成几条较小的汇聚流，但最多达到拆分的最大条数限制，这样增加流量找到备选路径的几率，实现了拥塞链路的调整。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于网络通信
，更为具体地讲，涉及一种消除链路拥塞的骨干网络流量调度方法统。
技术介绍
随着计算机网络线路类型以及网络产品和技术的发展，在骨干网上进行流量控制的技术主要是DifferServ方式。DifferServ方式即区分服务方式，区分服务方式具有无连接的特性，主要通过缓冲管理和优先级调度机制来实现，无需进行QoS协商和保留带宽等控制。由于IP网络的发展仍然是基于无连接的，区分服务方式与之相适应，更适合在大型IP网络中应用。在DiffServ方式中，业务流被划分为不同的区分服务类，一个的业务流的区分服务类是由IP包头中区分不同服务的字段(Different Service Code Point,DSCP)所表示。在实施DiffServ网络中，每一节点路由都会根据数据包的DSCP字段执行相应的PHB(Per Hop Behavior)行为，目前IETF已定义了三个标准的PHB:1.快速转发(Expedited Forwarding)：能够充分满足流量对带宽、延迟与丢包的要求，严格保证所承诺的QoS，主要用于低时延、抖动和丢包率的业务。2.保证转发(Assured Forwarding)：能够容忍流量速率在一定范围的波动，在没有超过最大网络带宽时可以保证数据转发，一旦发生网络阻塞，将根据不同的丢弃级别丢弃报文。3.尽力服务(Best Effort)：不提供任何的QoS保证，主要应用于对时延、抖动和丢包不敏感的业务。可以看出，DiffServ方式包含的业务级别，信息状态的数量少，因此具有较好的扩展性，目前是业界认同的IP骨干网QoS解决方案。骨干网流量控制方案总体来说技术比较简单，但是却不够灵活，虽然可以保证一些关键业务的传输质量，但是随着骨干网上业务流量类型的增加，也逐渐显现出一些不足，主要表现在以下几点：1.不能全局协调在传统IP网中，每个节点独立的执行流量控制策略，这是一种单节点，单链路的控制方式。当出现某些链路过载时，不能主动使用其他链路进行路由，而是选择丢包。这样即使其他路由有空闲的带宽资源，拥塞路由的流量也不会分担到空闲路由上，导致网络带宽资源没有充分利用。2.不能精细化控制在传统IP骨干网中，通常由聚合掩码表项匹配进行路由，在每个路由器上不能知道所有IP流的信息，不能主动的对汇聚流进行拆分，控制汇聚流中IP流的具体路由方式。例如，当两个节点之间需要4G的流量，而没有一条路径存在4G的剩余带宽，则这时会宣告请求失败，但其实可以将流量拆分为几条小流量需求的汇聚流，分别在多条路由上得到流量满足。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种消除链路拥塞的骨干网络流量调度方法，对骨干网络流量实现全局协调，具有流控响应更快、流控目标更准确、拥塞缓解成功率更高等优点。为实现上述专利技术目的，本专利技术为一种消除链路拥塞的骨干网络流量调度方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、根据网络反馈的拥塞链路信息，形成拥塞链路列表，遍历拥塞链路列表中的每条拥塞链路c_linkk，k＝1,2,…，再执行步骤(2)；(2)、对拥塞链路c_linkk进行处理(2.1)、设置拥塞链路c_linkk的拆分粒度g，并初始化为0；(2.2)、将拥塞链路c_linkk上的所有流量按从大到小排序，形成流量列表；(2.3)遍历流量列表中的每条流量flowi，i＝1,2,…，再执行步骤(3)(3)、通过对交换机流表项的count字段进行统计，获知流量flowi的大小为sizeflow_i；再从路由信息数据库中检索，获取流量flowi的原路由路径为route_pathflow_i；设置流量flowi的延伸链路link_extendflow_i，用S、T表示延伸链路的源节点和目的节点；设置延伸链路集合extend_link_setflow_i；(3.1)将流量flowi的延伸链路link_extendflow_i初始化为拥塞链路；将延伸链路集合extend_link_setflow_i初始化为拥塞链路；(3.2)在S、T之间寻找跳数小于预设的jump_limit、可用带宽大于该流量flowi的大小sizeflow_i、且不经过延伸链路集合extend_link_setflow_i的所有链路作为备选路径，从而得到备选路径列表；再判断该备选路径列表是否为空，如果为空，则执行步骤(3.3)；如果非空，则执行步骤(3.5)；(3.3)、判断延伸链路集合extend_link_setflow_i是否包含了流量flowi的原路由路径route_pathflow_i中的所有链路，如果包含，则执行步骤(6)；否则执行步骤(3.4)；(3.4)、从流量flowi的原路由路径route_pathflow_i减去延伸链路集合extend_link_setflow_i得到一个新链路集合，再从该新链路集合中选出利用率最高的链路linkmost_used，并将利用率最高的链路linkmost_used到拥塞链路的这段路径设置为新延伸链路，新延伸链路的两端点设置为S、T，最后将利用率最高的链路linkmost_used加入延伸链路集合extend_link_setflow_i集合中，再执行步骤(3.2)；(3.5)、从备选路径列表中选出可用带宽最大的备选路径pathmax_volumn，将流量flowi在延伸链路上的这段路由改为pathmax_volumn，并将流量flowi从拥塞链路的流量列表中删除，执行步骤(4)；(4)、判断拥塞链路c_linkk上的拥塞是否消除，如果拥塞已经消除，则执行步骤(5)；否则执行步骤(6)；(5)、判断拥塞链路列表中所有的拥塞链路是否完成遍历，如果是，则结束处理；否则c_linkk+1，再执行步骤(2)；(6)、判断流量列表中所有流量是否遍历完成，如果没有遍历结束，则flowi+1，再执行步骤(3)；如果遍历结束，则执行步骤(7)；(7)、判断拆分粒度g是否小于等于预设的拆分粒度上限gmax，如果满足，则执行步骤(8)，否则执行步骤(5)；(8)、处理流量列表中的剩余流量；(8.1)、遍历流量列表中的某一条剩余流量，查看其源、目的IP地址，选取范围较大的地址addresswide；(8.2)、将addresswide地址划分成2split_index个网段并将该条剩余流量按照这些地址拆分成2split_index条细流；(8.3、在骨干网络边缘交换机的netflow采集器中设置，统计出这2split_index条流量的大小，并用这2split_index条流量替换流量列表中该条剩余流量；判断流量列表的剩余流量是否遍历完毕，如果遍历完毕，执行步骤(8.4)，否则执行步骤(8.1)(8.4)、拆分粒度g＝g+1，执行步骤(2.2)。本专利技术的专利技术目的是这样实现的：本专利技术一种消除链路拥塞的骨干网络流量调度方法，通过将原路由的拥塞部分转移到该拥塞部分的代替路径上，从而绕过拥塞链路。在具体针对某条拥塞链路，该拥塞链路上的一些流量会因为太大而找不到合适的备选路径，算法此时会暂时跳过这一条流量，处理下一条流量；当算法遍历完一遍该条拥塞链路上的流量，并且将能迁移出去的流量都迁移之后，链路的拥塞状态还未消除，算法就会对链路上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种消除链路拥塞的骨干网络流量调度方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、根据网络反馈的拥塞链路信息，形成拥塞链路列表，遍历拥塞链路列表中的每条拥塞链路c_linkk，k＝1,2,…，再执行步骤(2)；(2)、对拥塞链路c_linkk进行处理(2.1)、设置拥塞链路c_linkk的拆分粒度g，并初始化为0；(2.2)、将拥塞链路c_linkk上的所有流量按从大到小排序，形成流量列表；(2.3)遍历流量列表中的每条流量flowi，i＝1,2,…，再执行步骤(3)(3)、通过对交换机流表项的count字段进行统计，获知流量flowi的大小为sizeflow_i；再从路由信息数据库中检索，获取流量flowi的原路由路径为route_pathflow_i；设置流量flowi的延伸链路link_extendflow_i，用S、T表示延伸链路的源节点和目的节点；设置延伸链路集合extend_link_setflow_i；(3.1)将流量flowi的延伸链路link_extendflow_i初始化为拥塞链路；将延伸链路集合extend_link_setflow_i初始化为拥拥塞链路；(3.2)在S、T之间寻找跳数小于预设的jump_limit、可用带宽大于该流量flowi的大小sizeflow_i、且不经过延伸链路集合extend_link_setflow_i的所有链路作为备选路径，从而得到备选路径列表；再判断该备选路径列表是否为空，如果为空，则执行步骤(3.3)；如果非空，则执行步骤(3.5)；(3.3)、判断延伸链路集合extend_link_setflow_i是否包含了流量flowi的原路由路径route_pathflow_i中的所有链路，如果包含，则执行步骤(6)；否则执行步骤(3.4)；(3.4)、从流量flowi的原路由路径route_pathflow_i减去延伸链路集合extend_link_setflow_i得到一个新链路集合，再从该新链路集合中选出利用率最高的链路linkmost_used，并将利用率最高的链路linkmost_used到拥塞链路的这段路径设置为新延伸链路，新延伸链路的两端点设置为S、T，最后将利用率最高的链路linkmost_used加入延伸链路集合extend_link_setflow_i集合中，再执行步骤(3.2)；(3.5)、从备选路径列表中选出可用带宽最大的备选路径pathmax_volumn，将流量flowi在延伸链路上的这段路由改为pathmax_volumn，并将流量flowi从拥塞链路的流量列表中删除，执行步骤(4)；(4)、判断拥塞链路c_linkk上的拥塞是否消除，如果拥塞已经消除，则执行步骤(5)；否则执行步骤(6)；(5)、判断拥塞链路列表中所有的拥塞链路是否完成遍历，如果是，则结束处理；否则c_linkk+1，再执行步骤(2)；(6)、判断流量列表中所有流量是否遍历完成，如果没有遍历结束，则flow+1，再执行步骤(3)；如果遍历结束，则执行步骤(7)；(7)、判断拆分粒度g是否小于等于预设的拆分粒度上限gmax，如果满足，则执行步骤(8)，否则执行步骤(5)；(8)、处理流量列表中的剩余流量；(8.1)、遍历流量列表中的某一条剩余流量，查看其源、目的IP地址，选取范围较大的地址addresswide；(8.2)、将addresswide地址划分成2split_index个网段并将该条剩余流量按照这些地址拆分成2split_index条细流；(8.3)、在骨干网络边缘交换机的netflow采集器中设置，统计出这2split_index条流量的大小，并用这2split_index条流量替换流量列表中该条剩余流量；判断流量列表的剩余流量是否遍历完毕，如果遍历完毕，执行步骤(8.4)，否则执行步骤(8.1)；(8.4)、拆分粒度g＝g+1，执行步骤(2.2)。...

【技术特征摘要】
1.一种消除链路拥塞的骨干网络流量调度方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、根据网络反馈的拥塞链路信息，形成拥塞链路列表，遍历拥塞链路列表中的每条拥塞链路c_linkk，k＝1,2,…，再执行步骤(2)；(2)、对拥塞链路c_linkk进行处理(2.1)、设置拥塞链路c_linkk的拆分粒度g，并初始化为0；(2.2)、将拥塞链路c_linkk上的所有流量按从大到小排序，形成流量列表；(2.3)遍历流量列表中的每条流量flowi，i＝1,2,…，再执行步骤(3)(3)、通过对交换机流表项的count字段进行统计，获知流量flowi的大小为sizeflow_i；再从路由信息数据库中检索，获取流量flowi的原路由路径为route_pathflow_i；设置流量flowi的延伸链路link_extendflow_i，用S、T表示延伸链路的源节点和目的节点；设置延伸链路集合extend_link_setflow_i；(3.1)将流量flowi的延伸链路link_extendflow_i初始化为拥塞链路；将延伸链路集合extend_link_setflow_i初始化为拥拥塞链路；(3.2)在S、T之间寻找跳数小于预设的jump_limit、可用带宽大于该流量flowi的大小sizeflow_i、且不经过延伸链路集合extend_link_setflow_i的所有链路作为备选路径，从而得到备选路径列表；再判断该备选路径列表是否为空，如果为空，则执行步骤(3.3)；如果非空，则执行步骤(3.5)；(3.3)、判断延伸链路集合extend_link_setflow_i是否包含了流量flowi的原路由路径route_pathflow_i中的所有链路，如果包含，则执行步骤(6)；否则执行步骤(3.4)；(3.4)、从流量flowi的原路由路径route_pathflow_i减去延伸链路集合extend_link_setflow_i得到一个新链路集合，再从该新链路集合中选出利用率最高的链路linkm...

【专利技术属性】
技术研发人员：章雨鹏，郑少平，虞红芳，谭凌锵，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51