CN105471762B - 一种电力通信网拓扑的时间感知服务降级方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电力通信网拓扑的时间感知服务降级方法，该方法为首先获取业务请求的类型、计算资源大小、计算资源降级比率、宽带资源请求大小、带宽降级比率和业务请求的服务持续时间，当业务请求在电力网络拓扑中找不到满足其计算资源大小要求的数据中心节点时，对当前电力通信拓扑中的业务请求进行资源降级，当前业务请求的路径中所有链路的可用带宽的最小值不能满足当前业务请求的带宽资源请求大小时，对当前电力通信拓扑中的业务请求进行带宽降级，从而为所有业务请求分配相应的计算资源和宽带资源，由此可以释放部分资源给新的业务请求，降低了业务阻塞率，减少了用户支付的费用，同时可以提高云运营商的整体收益。

Description

一种电力通信网拓扑的时间感知服务降级方法
技术领域
本发明属于通信技术领域，具体涉及一种电力通信网拓扑的时间感知服务降级方法。
背景技术
光网络的高容量及高可靠性等优势与数据中心的高性能计算等特性相结合，构建出电力通信网。然而，用户数量的增加使电力通信网资源供应容易紧张，而现有电力通信网资源分配机制已无法解决此瓶颈，亟需更有效的资源分配方式来缓解这一现状。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种电力通信网拓扑的时间感知服务降级方法。
一种电力通信网拓扑的时间感知服务降级方法，该电力通信网拓扑包括N个节点和E条链路，电力通信网拓扑内的节点为光交叉连接器或数据中心，电力通信网拓扑内的链路为支持波分复用技术的光纤，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：获取业务请求的类型、计算资源大小、计算资源降级比率、宽带资源请求大小、带宽降级比率和业务请求的服务持续时间；
步骤2：判断当前电力通信网拓扑中是否存在满足当前业务请求计算资源大小要求的数据中心节点，若是，执行步骤5，否则，执行步骤3；
步骤3：将当前业务请求之前所有与当前业务请求类型相同且可接受资源降级的业务请求进行资源降级；
步骤4：判断当前电力通信网拓扑中是否存在满足当前业务请求计算资源大小要求的数据中心节点，若是，执行步骤5，否则，拒绝该业务请求；
步骤5：将当前业务请求作为源节点，满足当前业务请求计算资源大小要求的数据中心节点作为目的节点，根据当前业务请求的服务持续时间更新电力通信网拓扑中每条链路的权重；
所述根据当前业务请求的服务持续时间更新电力通信网拓扑中每条链路的权重的计算方法为：链路e的权重W(e)的计算公式为：其中，R(e)为当前链路e的平均带宽占用率，α(0＜α＜1)是链路e的权重系数，ha为当前链路e中包含的业务请求的服务持续时间，Tave为当前所有业务请求的平均服务持续时间，L为当前通过链路e的路径的集合，hl为当前通过链路e的第l条路径的服务持续剩余时间，B为链路e的可用带宽，C为链路e的波长容量。
步骤6：判断当前业务请求的源节点到目的节点之间路径中所有链路的可用带宽的最小值是否满足当前业务请求的带宽资源请求大小，若是，执行步骤9，否则，执行步骤7；
步骤7：将当前业务请求之前所有与当前业务请求类型相同且可接受带宽降级的业务请求进行带宽降级；
步骤8：判断当前业务请求的源节点到目的节点之间路径中所有链路的可用带宽的最小值是否满足当前业务请求的带宽资源请求大小，若是，执行步骤9，否则，拒绝该业务请求；
步骤9：根据当前电力通信网拓扑中每条链路的权重，在当前业务请求的源节点和目的节点的多条备选路径中选择路径权重最小的路径作为该业务请求的传输路径；
所述路径的权重为该路径中包含的所有链路权重之和。
步骤10：为当前业务请求分配相应的计算资源和带宽资源；
步骤11：重复步骤1-步骤10，为所有业务请求分配相应的计算资源和宽带资源。
本发明的有益效果是：
本发明提出一种电力通信网拓扑的时间感知服务降级方法，本发明方法包括时间感知的自适应链路权重的设置，在路径选择上实现了负载均衡，当网络发生过载的时候，对已经分配资源的服务请求进行计算资源降级和带宽降级，在用户可接受的范围内，由此可以释放部分资源给新的业务请求，降低了业务阻塞率，减少了用户支付的费用，同时可以提高云运营商的整体收益。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中电力通信网拓扑的示意图；
图2为本发明具体实施方式中电力通信网拓扑的时间感知服务降级方法的流程图；
图3为本发明方法与传统固定链路权重的服务降级方法(WF-SDA)在服务器数量为20时的收益与阻塞率对比图；
其中，(a)为本发明方法与WF-SDA方法的收益对比图；
(b)为本发明方法与WF-SDA方法的阻塞率对比图；
图4为本发明方法与传统固定链路权重的服务降级方法(WF-SDA)在波长数量为10时的收益与阻塞率对比图；
其中，(a)为本发明方法与WF-SDA方法的收益对比图；
(b)为本发明方法与WF-SDA方法的阻塞率对比图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式加以详细的说明。
一种电力通信网拓扑如图1所示，包括N个节点和E条链路，其中，N＝16，E＝26，电力通信网拓扑内的节点为光交叉连接器或数据中心，图中，4个数据中心分别分布在矩形节点1、4、10、14，电力通信网拓扑内的链路为支持波分复用技术的光纤，每根光纤所使用的波长容量是0C-48，每个数据中心服务器的计算资源为32个单位。
一种电力通信网拓扑的时间感知服务降级方法，如图2所示，包括以下步骤：
步骤1：获取业务请求的类型、计算资源大小、计算资源降级比率、宽带资源请求大小、带宽降级比率和业务请求的服务持续时间。
本实施方式中，业务请求共有三种类型，每种类型有100个业务请求。
类型1业务请求的计算资源大小为16，计算资源降级比率为0.25，宽带资源请求大小为OC-12。
类型2业务请求的计算资源大小为16，计算资源降级比率为0.5，宽带资源请求大小为OC-12。
类型3业务请求的计算资源大小为16，计算资源降级比率为1，即不接受降级处理，宽带资源请求大小为OC-12。
步骤2：判断当前电力通信网拓扑中是否存在满足当前业务请求计算资源大小要求的数据中心节点，若是，执行步骤5，否则，执行步骤3。
步骤3：将当前业务请求之前所有与当前业务请求类型相同且可接受资源降级的业务请求进行资源降级。
可接受资源降级的业务请求即资源降级比率小于1的业务请求。
步骤4：判断当前电力通信网拓扑中是否存在满足当前业务请求计算资源大小要求的数据中心节点，若是，执行步骤5，否则，拒绝该业务请求。
步骤5：将当前业务请求作为源节点，满足当前业务请求计算资源大小要求的数据中心节点作为目的节点，根据当前业务请求的服务持续时间更新电力通信网拓扑中每条链路的权重。
本实施方式中，链路e的权重W(e)的计算公式如式(1)所示：
其中，R(e)为当前链路e的平均带宽占用率，α(0＜α＜1)是链路e的权重系数，ha为当前链路e中包含的业务请求的服务持续时间，Tave为当前所有业务请求的平均服务持续时间，L为当前通过链路e的路径的集合，hl为当前通过链路e的第l条路径的服务持续剩余时间，B为链路e的可用带宽，C为链路e的波长容量。
步骤6：判断当前业务请求的源节点到目的节点之间路径中所有链路的可用带宽的最小值是否满足当前业务请求的带宽资源请求大小，若是，执行步骤9，否则，执行步骤7。
步骤7：将当前业务请求之前所有与当前业务请求类型相同且可接受带宽降级的业务请求进行带宽降级。
步骤8：判断当前业务请求的源节点到目的节点之间路径中所有链路的可用带宽的最小值是否满足当前业务请求的带宽资源请求大小，若是，执行步骤9，否则，拒绝该业务请求。
步骤9：根据当前电力通信网拓扑中每条链路的权重，在当前业务请求的源节点和目的节点的多条备选路径中选择路径权重最小的路径作为该业务请求的传输路径。
本实施方式中，路径的权重为该路径中包含的所有链路权重之和。
步骤10：为当前业务请求分配相应的计算资源和带宽资源。
步骤11：重复步骤1-步骤10，为所有业务请求分配相应的计算资源和宽带资源。
本实施方式中，将服务器数量设置为20，电力通信网拓扑中每条链路的波长数量范围为[4，9]进行仿真测试，得到本发明方法与传统固定链路权重的服务降级方法(WF-SDA)在服务器数量为20时的收益与阻塞率对比图如图3所示，其中，(a)为本发明方法与WF-SDA方法的收益对比图，(b)为本发明方法与WF-SDA方法的阻塞率对比图，由图3可知，本发明方法阻塞率低于WF-SDA方法，本发明方法运营商的收益高于WF-SDA方法。
本实施方式中，将电力通信网拓扑中每条链路的波长数量设置为10，将服务器数量的变化范围为[18-26]进行仿真测试，得到本发明方法与传统固定链路权重的服务降级方法(WF-SDA)在波长数量为10时的收益与阻塞率对比图如图4所示，其中，(a)为本发明方法与WF-SDA方法的收益对比图，(b)为本发明方法与WF-SDA方法的阻塞率对比图，由图4可知，本发明方法阻塞率低于WF-SDA方法，本发明方法运营商的收益高于WF-SDA方法。

Claims (2)

1.一种电力通信网拓扑的时间感知服务降级方法，该电力通信网拓扑包括N个节点和E条链路，电力通信网拓扑内的节点为光交叉连接器或数据中心，电力通信网拓扑内的链路为支持波分复用技术的光纤，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：获取业务请求的类型、计算资源大小、计算资源降级比率、宽带资源请求大小、带宽降级比率和业务请求的服务持续时间；
步骤2：判断当前电力通信网拓扑中是否存在满足当前业务请求计算资源大小要求的数据中心节点，若是，执行步骤5，否则，执行步骤3；
步骤3：将当前业务请求之前所有与当前业务请求类型相同且可接受资源降级的业务请求进行资源降级；
步骤4：判断当前电力通信网拓扑中是否存在满足当前业务请求计算资源大小要求的数据中心节点，若是，执行步骤5，否则，拒绝该业务请求；
步骤5：将当前业务请求作为源节点，满足当前业务请求计算资源大小要求的数据中心节点作为目的节点，根据当前业务请求的服务持续时间更新电力通信网拓扑中每条链路的权重；
步骤6：判断当前业务请求的源节点到目的节点之间路径中所有链路的可用带宽的最小值是否满足当前业务请求的带宽资源请求大小，若是，执行步骤9，否则，执行步骤7；
步骤7：将当前业务请求之前所有与当前业务请求类型相同且可接受带宽降级的业务请求进行带宽降级；
步骤8：判断当前业务请求的源节点到目的节点之间路径中所有链路的可用带宽的最小值是否满足当前业务请求的带宽资源请求大小，若是，执行步骤9，否则，拒绝该业务请求；
步骤9：根据当前电力通信网拓扑中每条链路的权重，在当前业务请求的源节点和目的节点的多条备选路径中选择路径权重最小的路径作为该业务请求的传输路径；
所述路径的权重为该路径中包含的所有链路权重之和；
步骤10：为当前业务请求分配相应的计算资源和带宽资源；
步骤11：重复步骤1-步骤10，为所有业务请求分配相应的计算资源和宽带资源。
2.根据权利要求1所述的电力通信网拓扑的时间感知服务降级方法，其特征在于，所述根据当前业务请求的服务持续时间更新电力通信网拓扑中每条链路的权重的计算方法为：链路e的权重W(e)的计算公式为：其中，R(e)为当前链路e的平均带宽占用率，α(0<α<1)是链路e的权重系数，ha为当前链路e中包含的业务请求的服务持续时间，Tave为当前所有业务请求的平均服务持续时间，L为当前通过链路e的路径的集合，hl为当前通过链路e的第l条路径的服务持续剩余时间，B为链路e的可用带宽，C为链路e的波长容量。
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