【摘要】 本发明公开了一种基于转发和控制分离网络件架构内通道间的流量控制方法。本发明包括如下步骤：1)在控制件端根据转发件上报的信息构建整个网络件内部的全局拓扑结构；2)利用构建出的全局拓扑结构，通过卡尔曼滤波估算方法，建立网络件内部通道间的流量矩阵模型；3)基于已获得的流量矩阵模型，根据采集的当前时刻流量信息对网络件内部各通道的下一时刻消息传输速率进行预测；4)根据各通道内的预测流量速率，控制件为各通道分配合理的可用带宽；5)控制件更新网络件的全局拓扑结构，拓扑结构改变转到步骤2，没有改变，转到步骤4。本发明实现了一种能避免通道间流量拥塞的带宽分配方法，满足了面向三网融合的新一代网络要求。 ： 【专利类型】发明授权 【申请人】浙江工商大学 【申请人类型】学校 【申请人地址】310018 浙江省杭州市下沙高教园区学正街18号 【申请人地区】中国 【申请人城市】杭州市 【申请人区县】上城区 【申请号】CN201210130095.X 【申请日】2012-04-27 【申请年份】2012 【公开公告号】CN102638409B 【公开公告日】2014-10-15 【公开公告年份】2014 【授权公告号】CN102638409B 【授权公告日】2014-10-15 【授权公告年份】2014.0 【IPC分类号】H04L12/70; H04L12/24; H04L12/801 【发明人】诸葛斌; 王伟明; 宋换换; 周静静 【主权项内容】1.基于转发和控制分离网络件架构内通道间的流量控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤： 步骤(1).在控制件端根据转发件上报的信息构建整个网络件内部的全局拓扑结构； 全局拓扑结构构建步骤如下：各个转发件通过链路状态信息LFB将各自的链路状态信息通过内部通信网络以ForCES消息的形式发送到控制件的全局拓扑构建模块，控制件汇集所有转发件的链路状态信息后，构建出包括控制件和转发件、转发件和转发件之间的网络件全局拓扑结构； 步骤(2).利用构建出的全局拓扑结构，通过卡尔曼滤波估算方法，建立网络件内部通道间的流量矩阵模型； 流量矩阵模型构建步骤如下：以构建出的全局拓扑结构为基础，利用最短距离优先算法计算得到网络件内部通道间的路由表，根据路由表内的路由信息对网络件中各个通道的历史流量序列进行小波分析； 小波分析中分解过程如下： 小波分析中重建过程如下： 其中，X(t)i为t时刻经过i尺度小波变换的流量序列，L和H分别表示多尺度分解时对应的流量的逼近部分和细节部分，T表示矩阵的转置，Z和M分别表示小波变换的最细尺度和最粗尺度，且Z和M为正整数，i为小波变换的尺度，Hi表示多尺度分析的尺度系数，Gi表示小波系数； 然后结合卡尔曼滤波算法的状态方程：X(t+1)＝C(t)X(t)+W(t)，测量方程：Y(t)＝A(t)X(t)+M(t)，得到卡尔曼滤波过程求得流量矩阵模型 其中，X(t+1)、X(t)分别表示t+1时刻、t时刻的流量信息状态，C(t)表示流量信息的矩阵型参数，W(t)表示过程的噪声，Y(t)表示t时刻的观测值，A(t)表示k时刻测量流量信息的矩阵型参数，M(t)表示测量的噪声， 表示利用t时刻状态预测得出的t+1时刻的流量矩阵结果， 表示t+1时刻最优的流量矩阵结果，CT(t)表示流量信息的矩阵型参数， 表示t时刻最优的流量矩阵结果，P(t+1|t)表示 对应的协方差，P(t|t)表示 对应的协方差，CT(t)T表示CT(t)的转置矩阵，QT(t)表示流量信息过程的协方差，P(t+1|t+1)表示 对应的 I表示1的矩阵，AT(t+1)表示测量流量信息的矩阵型参数，AT(t+1)T表示AT(t+1)的转置矩阵，RT(t+1)表示测量的噪声的协方差，K(t+1)表示卡尔曼增益，Y(t+1)表示t+1时刻的观测值，Y′(t+1)表示t+1时刻的观测值和预测值的差； 步骤(3).转发件中的流量信息采集LFB(Logical Functional Block逻辑功能块)将采集的流量信息通过内部通信网络以ForCES消息的形式上报给控制件，控制件将与其连接的各个转发件上报的流量信息综合，并根据建立的流量矩阵模型对路由器内部各个通道下一时刻的消息传输速率进行预测，从而对各个通道进行带宽分配； 各个通道下一时刻的消息传输速率进行预测步骤如下： 通过采集获得当前时刻各个通道的流量信息，设当前时刻t第k个通道的消息到达速率rkt，并将第k个通道的流量信息作为参数代入流量矩阵模型，估算下一时刻第k个通道的消息传输速率rkt+1，其中，1≤k≤N，N为与控制件连接的转发件的个数； 步骤(4).控制件根据第k个通道下一时刻的预测流量速率rkt+1为该通道分配合理的可用带宽，同时控制件根据其他通道下一时刻的预测流量速率为其他通道分配合理的可用带宽； 各通道下一时刻的流量总和Rt+1计算如下： 其中，B为控制件通信允许的总带宽，若Rt+1大于通信允许的总带宽B，则说明此时链路若不进行控制将会发生拥塞，因此在拥塞情况应该把总带宽B平均分配到每个通道，其大小为 但是为了更充分合理的利用链路带宽，分配带宽过程具体如下： 若预测的第k个通道上的消息平均速率 小于等于平均带宽 则为此通道分配的分配带宽为 若预测的第k个通道上的消息平均速率 大于平均带宽 则首先为其分配大小为 的平均带宽；然后，如果总链路上还有剩余的带宽，把所有剩余的总带宽按通道消息传输速率大小比例分配给各个消息速率大于平均带宽 的通道； 控制件为各通道具体分配带宽 如下： 若 若 其中，m为所有平均速率 小于等于平均带宽 的通道数， 为所有平均速率 大于平均带宽 的通道的消息平均速率之和， 为所有平均速率 小于等于平均带宽 的通道的消息平均速率之和，ΔB2为控制件可分配的总带宽， 为调整系数； 步骤(5).控制件更新网络件的全局拓扑结构，全局拓扑结构改变包括新的转发件与控制件建立连接、已经建立连接的转发件与控制件断开、通道间链路带宽容量改变，控制件通过接受转发件的链路状态信息感知全局拓扑结构是否改变， 若全局拓扑结构改变转到步骤(2)，在控制件重新构建全局拓扑结构和流量矩阵模型后对流量进行预测和分配； 若全局拓扑结构没有改变，转到步骤(4)，根据原有要由建立的流量矩阵模型对流量进行预测和分配。 【当前权利人】浙江工商大学 【当前专利权人地址】浙江省杭州市下沙高教园区学正街18号 【专利权人类型】公立 【统一社会信用代码】123300004700090180 【引证次数】3.0 【他引次数】3.0 【家族引证次数】3.0 【家族被引证次数】15

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