CN106856510A - 虚拟私有云路由转发调度方法、系统和虚拟路由器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种虚拟私有云路由转发调度方法、系统和虚拟路由器，包括：获取各虚拟机当前的消息负载比率、单位时间消息处理量和单位时间流量数据损失率；根据各虚拟机当前的消息负载比率、单位时间消息处理量和和单位时间流量数据损失率确定当前最优虚拟机；将新来的流量数据调度至当前最优虚拟机。本发明的技术方案根据各虚拟机的实时情况以选取出当前最优虚拟机，并将流量数据发送至当前最优虚拟机，从而可有效避免出现网络拥塞。

Description

虚拟私有云路由转发调度方法、系统和虚拟路由器

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种虚拟私有云路由转发调度方法、系统、虚拟路由器和电信政企云系统。

背景技术

电信政企云现已成为全球政府/企业云发展的重要趋势，而虚拟私有云(VirtualPrivate Cloud，简称VPC)技术是为了解决把电信政企云服务提供方的多租户架构变成虚拟单租户架构，虚拟私有云是基于虚拟化技术实现的供政府/企业内部使用的私有云平台，它将网络、存储、计算等一系列虚拟资源进行组合，供政府/企业用户按需使用。

当前，电信政企云已经成为全球政府/企业云产业界公认的发展重点；国际和国内的云产业巨头加快技术研发、企业转型和联盟合作以抢占电信政企云发展的主导权和新兴市场空间。

图1为电信政企云的结构示意图，图2为VPC子网的结构示意图，如图1和图2所示，该电信政企云包括若干个VPC子网，采用分布式模块化结构设计，每个VPC子网由网关/防火墙、虚拟路由器及不同的虚拟机构成，其具体功能如下：

网关/防火墙实现了由软件组成、在内部网和外部网之间、专用网与公共网之间的界面上构造的保护屏障，从而保护内部网免受非法用户的侵入。

虚拟路由器实现了在软件层物理路由器的功能逻辑仿真，每个虚拟路由器都具有逻辑独立的路由表和转发表，根据流量数据的优先等级不同，将其流量数据转发到不同的虚拟机上。

然而，在实践中发现，现有的VPC子网在数据流量转发过程中，其可靠性低、丢包率高、网络拥塞程度高。

这种情况下，面对日益迫切的电信政企云发展需求，基于电信政企云的虚拟私有云路由转发优化调度系统对于电信政企云的迅速持续发展具有重要意义。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种虚拟私有云路由转发调度方法、系统、虚拟路由器和电信政企云系统。

为实现上述目的，本发明提供了一种虚拟私有云路由转发调度方法，包括：

步骤S1、获取各虚拟机当前的消息负载比率、单位时间消息处理量和单位时间流量数据损失率；

步骤S2、根据各虚拟机当前的消息负载比率、单位时间消息处理量和和单位时间流量数据损失率确定当前最优虚拟机；

步骤S3、将新来的流量数据调度至所述当前最优虚拟机，以供所述最优虚拟机进行存储和处理。

可选地，所述步骤S2包括：

步骤S201、根据各虚拟机当前的消息负载比率、单位时间消息处理量和单位时间流量数据损失率生成各虚拟机的初始消息队列复合向量

其中，V_i ⁰为第i个虚拟机的初始消息队列复合向量，为第i个虚拟机的当前的消息负载比率，为第i个虚拟机的当前的单位时间消息处理量，为第i个虚拟机的当前的单位时间流量数据损失率；

步骤S202、建立迭代模型，其中

迭代评价函数：

迭代等式：

其中，k为迭代步数且k∈[1,d]，d为预先设置的最大迭代次数；n为虚拟机的总数，f_k(x_i ^k)为第k次迭代时计算出的路由转发优化调度评价值；V_i ^k为对应于第k次迭代时所计算出的第i个虚拟机的虚拟机复合向量， 为对应于第k次迭代时所计算出的第i个虚拟机的消息负载比率，β_i ^k为对应于第k次迭代时所计算出的第i个虚拟机的单位时间消息处理量，γ_i ^k为对应于第k次迭代时所计算出的第i个虚拟机的单位时间流量数据损失率；x_i ^k表示在第k次迭代时第i个虚拟机是否在处理新来的流量数据，若第k次迭代时第i个虚拟机在处理新来的流量数据，则x_i ^k取值为1，否则，x_i ^k取值为0；θ、σ和δ分别为消息负载比率、单位时间消息处理量和单位时间流量数据损失率的调节因子，且θ∈(0,1)，σ∈(0,1)，δ∈(0,1)；当k取值为1时，当k取值大于1时，为虚拟机复合向量V_i ^k-1的变值方差，ζ为调节因子，且ζ∈(0,1)，为虚拟机复合向量的三阶矩向量，

步骤S203、针对上述迭代模型，输入初始值k＝0，并计算出f₀(x_i ^k)的值；

步骤S204、对k进行加1处理，并根据迭代等式计算出第k次迭代时各虚拟机复合向量V_i ^k；

步骤S205、根据计算出的各虚拟机复合向量V_i ^k，计算出第k次迭代时对应的路由转发优化调度评价值f_k(x_i ^k)；

步骤S206、判断第k次迭代时对应的路由转发优化调度评价值f_k(x_i ^k)是否满足如下条件：

其中，ε为预先设置的一个值，且ε∈(0,1)；

若满足，则执行步骤S208；否则，执行步骤S207。

步骤S207、判断k是否小于d；

若判断出k小于d，则继续执行上述步骤S204；否则，执行步骤S208。

步骤S208、输出当前的k的值，并确定第k次迭代时所选择的虚拟机为所述最优虚拟机。

可选地，还包括：

步骤S4、检测各所述虚拟机的存储空间是否已满；

若存在存储空间已满的虚拟机，则执行步骤S4；

步骤S5、控制存储空间已满的虚拟机将部分待处理的流量数据发送至预先设置的共享虚拟机中，以供所述共享虚拟机对所述待处理的流量数据进行处理。

可选地，还包括：

步骤S6、检测所述共享虚拟机的存储空间是否已满；

若检测出所述共享虚拟机的存储空间已满，则执行步骤S7；

步骤S7、控制所述共享虚拟机将部分待处理的流量数据发送至虚拟路由器，以供所述虚拟路由器将接收到待处理的流量数据重新进行调度。

为实现上述目的，本发明还提供了一种虚拟路由器，包括：

第一获取模块，用于获取各虚拟机当前的消息负载比率、单位时间消息处理量和单位时间流量数据损失率；

确定模块，用于根据各虚拟机当前的消息负载比率、单位时间消息处理量和单位时间流量数据损失率确定当前最优虚拟机；

调度模块，用于将新来的流量数据调度至所述当前最优虚拟机，以供所述最优虚拟机进行存储和处理。

可选地，所述确定模块包括：

第一生成单元，用于根据各虚拟机当前的消息负载比率、单位时间消息处理量和单位时间流量数据损失率生成各虚拟机的初始消息队列复合向量

其中，V_i ⁰为第i个虚拟机的初始消息队列复合向量，为第i个虚拟机的当前的消息负载比率，为第i个虚拟机的当前的单位时间消息处理量；

建模单元，用于建立迭代模型，其中

迭代评价函数：

迭代等式：

其中，k为迭代步数且k∈[1,d]，d为预先设置的最大迭代次数；n为虚拟机的总数，f_k(x_i ^k)为第k次迭代时计算出的路由转发优化调度评价值；V_i ^k为对应于第k次迭代时所计算出的第i个虚拟机的虚拟机复合向量， 为对应于第k次迭代时所计算出的第i个虚拟机的消息负载比率，β_i ^k为对应于第k次迭代时所计算出的第i个虚拟机的单位时间消息处理量，γ_i ^k为对应于第k次迭代时所计算出的第i个虚拟机的单位时间流量数据损失率；x_i ^k表示在第k次迭代时第i个虚拟机是否在处理新来的流量数据，若第k次迭代时第i个虚拟机在处理新来的流量数据，则x_i ^k取值为1，否则，x_i ^k取值为0；θ、σ和δ分别为消息负载比率、单位时间消息处理量和单位时间流量数据损失率的调节因子，且θ∈(0,1)，σ∈(0,1)，δ∈(0,1)；当k取值为1时，当k取值大于1时，为虚拟机复合向量V_i ^k-1的变值方差，ζ为调节因子，且ζ∈(0,1)，为虚拟机复合向量V_i ^k-1的三阶矩向量，

初始值输入单元，用于针对上述迭代模型，输入初始值k＝0，并计算出f₀(x_i ^k)的值；

向量计算单元，用于对k进行加1处理，并根据迭代等式计算出第k次迭代时所计算出各虚拟机复合向量V_i ^k；

评价值计算单元，用于根据计算出的各虚拟机复合向量V_i ^k，计算出第k次迭代时对应的路由转发优化调度评价值f_k(x_i ^k)；

第一判断单元，用于判断第k次迭代时对应的路由转发优化调度评价值f_k(x_i ^k)是否满足如下条件：

其中，ε为预先设置的一个值，且ε∈(0,1)；

第二判断单元，用于若第一判断单元判断出第k次迭代时对应的路由转发优化调度评价值f_k(x_i ^k)不满足相应条件时，判断k是否小于d；

输出单元，用于当第一判断单元判断判断出第k次迭代时对应的路由转发优化调度评价值f_k(x_i ^k)满足相应条件时，或者所述第二判断单元判断出k等于d时，输出当前的k的值，并确定第k次迭代时所选择的虚拟机为所述最优虚拟机。

可选地，还包括：

第一检测模块，用于检测各所述虚拟机的存储空间是否已满；

第一控制模块，用于若所述第一检测模块检测出存在存储空间已满的虚拟机时，控制存储空间已满的虚拟机将部分待处理的流量数据发送至预先设置的共享虚拟机中，以供共享虚拟机对所述待处理的流量数据进行处理。

可选地，还包括：

第二检测模块，用于检测所述共享虚拟机的存储空间是否已满；

第二控制模块，用于若检测出所述共享虚拟机的存储空间已满时，则控制所述共享虚拟机将部分待处理的流量数据发送至虚拟路由器，以供所述虚拟路由器将接收到待处理的流量数据重新进行调度转发。

为实现上述目的，本发明还提供了一种虚拟私有云路由转发调度系统，包括如上述的虚拟路由器。

可选地，还包括：若干个虚拟机和至少一个共享虚拟机。

为实现上述目的，本发明还提供了一种电信政企云系统，包括如上述的虚拟私有云路由转发调度系统。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供了一种虚拟私有云路由转发调度方法、系统、虚拟路由器和电信政企云系统，通过获取各虚拟机当前的消息负载比率、单位时间消息处理量和单位时间流量数据损失率，并根据各虚拟机当前的消息负载比率、单位时间消息处理量和和单位时间流量数据损失率确定当前最优虚拟机，再将新来的流量数据调度至当前最优虚拟机，以供最优虚拟机进行存储和处理，可有效避免出现网络拥塞。此外，共享虚拟机的设置，可有效避免数据丢失。

附图说明

图1为电信政企云的结构示意图；

图2为VPC子网的结构示意图；

图3为本发明实施例一提供的一种虚拟私有云路由转发调度方法的流程图；

图4为本发明中迭代运算的流程图；

图5为本发明实施例二提供的一种虚拟私有云路由转发调度方法的流程图；

图6为本发明实施例三提供的一种虚拟路由器的结构示意图；

图7为本发明实施例四提供的一种虚拟私有云路由转发调度系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的一种虚拟私有云路由转发调度方法、系统和虚拟路由器进行详细描述。

图3为本发明实施例一提供的一种虚拟私有云路由转发调度方法的流程图，如图3所示，该调度方法包括：

步骤S1、获取各虚拟机当前的消息负载比率、单位时间消息处理量和单位时间流量数据损失率。

其中，第i个虚拟机的当前的消息负载比率记为第i个虚拟机的当前的单位时间消息处理量记为 为第i个虚拟机的当前的单位时间流量数据损失率。

步骤S2、根据各虚拟机当前的消息负载比率、单位时间消息处理量和单位时间流量数据损失率确定当前最优虚拟机。

图4为本发明中迭代运算的流程图，如图4所示，可选地，步骤S2包括：

步骤S201、根据各虚拟机当前的消息负载比率、单位时间消息处理量和单位时间流量数据损失率流量数据生成各虚拟机的初始消息队列复合向量V_i ⁰

其中，V_i ⁰为第i个虚拟机的初始消息队列复合向量。

步骤S202、建立迭代模型，其中

迭代评价函数：

迭代等式：

其中，其中，k为迭代步数且k∈[1,d]，d为预先设置的最大迭代次数。

n为虚拟机的总数；

f_k(x_i ^k)为第k次迭代时计算出的路由转发优化调度评价值；

V_i ^k为对应于第k次迭代时所计算出的第i个虚拟机的虚拟机复合向量，

为对应于第k次迭代时所计算出的第i个虚拟机的消息负载比率；

β_i ^k为对应于第k次迭代时所计算出的第i个虚拟机的单位时间消息处理量；

γ_i ^k为对应于第k次迭代时所计算出的第i个虚拟机的单位时间流量数据损失率；

x_i ^k表示在第k次迭代时第i个虚拟机是否在处理新来的流量数据，若第k次迭代时第i个虚拟机在处理新来的流量数据，则x_i ^k取值为1，否则，x_i ^k取值为0；

θ、σ和δ分别为消息负载比率、单位时间消息处理量和单位时间流量数据损失率的调节因子，且θ∈(0,1)，σ∈(0,1)，δ∈(0,1)；

当k取值为1时，

当k取值大于1时，为虚拟机复合向量V_i ^k-1的变值方差，ζ为调节因子，且ζ∈(0,1)，为虚拟机复合向量V_i ^k-1的三阶矩向量，

步骤S203、针对上述迭代模型，输入初始值k＝0，并计算出f₀(x_i ^k)的值。

步骤S203具体过程如下：

对于n个虚拟机，该Nova信息的转发策略有n种，x₁ ⁰、x₂ ⁰......x_n ⁰的赋值情况如下表1所示；

表1.转发策略表

			......
					策略1	1	0	......	0
策略2	0	1	......	0
					......	......	......	......	......
策略n	0	0	......	1

由上述表1可见，针对每一个策略，x₁ ⁰、x₂ ⁰......x_n ⁰中均只有一个取值为1(对应的虚拟机处理新来的流量数据)，且不同策略中取值为1的x_i ^k是不同的。

f₀(x_i ⁰)即表示在第0次迭代时，针对n种策略分别计算其评价值，并选取评价值最小的一种策略作为第0次迭代时的优选策略，同时，基于该优选策略所计算出的评价值作为第0次迭代时计算出的路由转发优化调度评价值。

步骤S204、对k进行加1处理，并根据迭代等式计算出第k次迭代时所计算出各虚拟机复合向量V_i ^k。

步骤S205、根据计算出的各虚拟机复合向量V_i ^k，计算出第k次迭代时对应的路由转发优化调度评价值f_k(x_i ^k)。

需要说明的是，与k取值为0时类似，在计算第k次迭代时对应的路由转发优化调度评价值时，同样存在n种策略(如表1所示)。在步骤S205中，在第k次迭代时，针对n种策略分别计算其评价值，并选取评价值最小的一种策略作为第k次迭代时的优选策略，同时，基于该优选策略所计算出的评价值作为第k次迭代时计算出的路由转发优化调度评价值f_k(x_i ^k)。

由上述内容可见，每进行一次迭代计算，均可以确定出该次迭代计算所选择出的优选策略(选择的虚拟机)。

步骤S206、判断第k次迭代时对应的路由转发优化调度评价值f_k(x_i ^k)是否满足如下条件：

其中，ε为预先设置的一个值，且ε∈(0,1)；

若满足，则执行步骤S208；否则，执行步骤S207。

步骤S207、判断k是否小于d；

若判断出k小于d，则继续执行上述步骤S204；否则，执行步骤S208。

可选地，d取值为50。

步骤S208、输出当前的k的值，并确定第k次迭代时所选择的虚拟机为最优虚拟机。

步骤S3、将新来的流量数据调度至当前最优虚拟机，以供最优虚拟机进行存储和处理。

本发明实施例一提供了一种虚拟私有云路由转发调度方法，通过获取各虚拟机当前的消息负载比率、单位时间消息处理量和单位时间流量数据损失率，并根据各虚拟机当前的消息负载比率、单位时间消息处理量和单位时间流量数据损失率流量数据确定当前最优虚拟机，最后将新来的流量数据调度至当前最优虚拟机，以供最优虚拟机进行存储和处理。本发明的技术方案可根据各虚拟机的实时情况，选择出当前最优虚拟机，并将新来的流量数据转发值当前最优虚拟机，从而可有效避免出现网络拥塞。

实施例二

图5为本发明实施例二提供的一种虚拟私有云路由转发调度方法，如图5所示，该调度方法除了包括上述实施例一中的步骤S1～步骤S3外，还包括步骤S4～步骤S7，下面仅对步骤S4～步骤S7进行详细描述。

步骤S4、检测各虚拟机的存储空间是否已满。

在现有技术中发现，当某个虚拟机的存储空间已满后，若继续向该虚拟机转发流量数据，则该虚拟机一定会出现丢包(位于队列中的部分流量数据或新转发的流量数据被丢弃)的现象。

为解决上述技术问题，本发明在虚拟机调度系统中除设置有n个普通的虚拟机外，还设置有至少一个共享虚拟机。

在步骤S4中，若检测出存在存储空间已满的虚拟机，则执行步骤S5；若检测出不存在存储空间已满的虚拟机，则表明丢包风险相对较低。

步骤S5、控制存储空间已满的虚拟机将部分待处理的流量数据发送至预先设置的共享虚拟机中，以供共享虚拟机对待处理的流量数据进行处理。

本实施例中，通过将存储空间已满的虚拟机中的部分流量数据发送至预先设置的共享虚拟机中进行处理，可有效降低虚拟机的丢包风险。

步骤S6、检测共享虚拟机的存储空间是否已满。

若检测出共享虚拟机的存储空间已满，此时该共享虚拟机极其容易出现丢包(一旦有新流量数据写入共享虚拟机，则共享虚拟机会出现丢包)，则执行步骤S7；否则，表明该共享虚拟机丢包风险相对较低。

步骤S7、控制共享虚拟机将部分待处理的流量数据发送至虚拟路由器，以供虚拟路由器将接收到待处理的流量数据重新进行调度。

需要说明的是，在步骤S7结束后，可继续重复执行上述步骤S 1,以供虚拟路由器对共享虚拟机所发送的流量数据重新进行调度，以分配至当前的最优虚拟机中。

本发明实施例二的技术方案不但能有效避免出现网络拥塞，还可有效降低系统的丢包风险。

实施例三

图5为本发明实施例三提供的一种虚拟路由器的结构示意图，如图5所示，该虚拟路由器用于执行上述实施例一或实施例二提供的虚拟私有云路由转发调度方法，该虚拟路由器包括：

第一获取模块1，用于获取各虚拟机9当前的消息负载比率、单位时间消息处理量和单位时间流量数据损失率。

确定模块2，用于根据各虚拟机9当前的消息负载比率、单位时间消息处理量和单位时间流量数据损失率确定当前最优虚拟机。

调度模块3，用于将新来的流量数据调度至当前最优虚拟机，以供最优虚拟机进行存储和处理。

需要说明的是，本实施例中的第一获取模块1用于执行上述实施例一和实施例二中的步骤S1,确定模块2用于执行上述实施例一和实施例二中的步骤S2，调度模块3用于执行上述实施例一和实施例二中的步骤S3，对于上述三个模块的具体描述可参见上述实施例一中的描述，此处不再赘述。

可选地，确定模块包括：

第一生成单元201，用于根据各虚拟机9当前的消息负载比率、单位时间消息处理量和单位时间流量数据损失率生成各虚拟机9的初始消息队列复合向量

其中，V_i ⁰为第i个虚拟机的初始消息队列复合向量，为第i个虚拟机的当前的消息负载比率，为第i个虚拟机的当前的单位时间消息处理量，为第i个虚拟机的当前的单位时间流量数据损失率。

建模单元202，用于建立迭代模型，其中

迭代评价函数：

迭代等式：

其中，k为迭代步数且k∈[1,d]，d为预先设置的最大迭代次数；n为虚拟机的总数，f_k(x_i ^k)为第k次迭代时计算出的路由转发优化调度评价值；V_i ^k为对应于第k次迭代时所计算出的第i个虚拟机的虚拟机复合向量， 为对应于第k次迭代时所计算出的第i个虚拟机的消息负载比率，β_i ^k为对应于第k次迭代时所计算出的第i个虚拟机的单位时间消息处理量，γ_i ^k为对应于第k次迭代时所计算出的第i个虚拟机的单位时间流量数据损失率；x_i ^k表示在第k次迭代时第i个虚拟机是否在处理新来的流量数据，若第k次迭代时第i个虚拟机在处理新来的流量数据，则x_i ^k取值为1，否则，x_i ^k取值为0；θ、σ和δ分别为消息负载比率、单位时间消息处理量和单位时间流量数据损失率的调节因子，且θ∈(0,1)，σ∈(0,1)，δ∈(0,1)；当k取值为1时，当k取值大于1时，为虚拟机复合向量V_i ^k-1的变值方差，ζ为调节因子，且ζ∈(0,1)，为虚拟机复合向量V_i ^k-1的三阶矩向量，

初始值输入单元203，用于针对上述迭代模型，输入初始值k＝0，并计算出f₀(x_i ^k)的值；

向量计算单元204，用于对k进行加1处理，并根据迭代等式计算出第k次迭代时所计算出各虚拟机复合向量V_i ^k；

评价值计算单元205，用于根据计算出的各虚拟机复合向量V_i ^k，计算出第k次迭代时对应的路由转发优化调度评价值f_k(x_i ^k)；

第一判断单元206，用于判断第k次迭代时对应的路由转发优化调度评价值f_k(x_i ^k)是否满足如下条件：

其中，ε∈(0,1)；

第二判断单元207，用于若第一判断单元判断出第k次迭代时对应的路由转发优化调度评价值f_k(x_i ^k)不满足相应条件时，判断k是否小于d。

输出单元208，用于当第一判断单元判断判断出第k次迭代时对应的路由转发优化调度评价值f_k(x_i ^k)满足相应条件时，或者所述第二判断单元判断出k等于d时，输出当前的k的值，并确定第k次迭代时所选择的虚拟机为所述最优虚拟机。

需要说明的是，本实施例中的第一生成单元201用于执行上述实施例一中的步骤S201,建模单元202用于执行上述实施例一中的步骤S202，初始值输入单元203用于执行上述实施例一中的步骤S203，向量计算单元204用于执行上述实施例一中的步骤S204，评价值计算单元205用于执行上述实施例一中的步骤S205，第一判断单元206用于执行上述实施例一中的步骤S206，第二判断单元207用于执行上述实施例一中的步骤S207，输出单元208用于执行上述实施例一中的步骤S208。对于上述各单元的具体描述可参见上述实施例一中的描述，此处不再赘述。

为解决现有技术中系统出现丢包的问题，可选地，该虚拟路由器还包括：

第一检测模块4，用于检测各虚拟机9的存储空间是否已满；

第一控制模块5，用于若第一检测模块4检测出存在存储空间已满的虚拟机9时，控制存储空间已满的虚拟机9将部分待处理的流量数据发送至预先设置的共享虚拟机10(附图仅示例性画出了一个共享虚拟机10)中，以供共享虚拟机10对待处理的流量数据进行处理。

可选地，还包括：

第二检测模块6，用于检测共享虚拟机10的存储空间是否已满；

第二控制模块7，用于若检测出共享虚拟机10的存储空间已满时，则控制共享虚拟机10将部分待处理的流量数据发送至虚拟路由器，以供虚拟路由器将接收到待处理的流量数据重新进行调度转发。

需要说明的是，本实施例中的第一检测模块4用于执行上述实施例二中的步骤S4,第一控制模块5用于执行上述实施例二中的步骤S5，第二检测模块6用于执行上述实施例二中的步骤S6，第二控制模块7用于执行上述实施例二中的步骤S7。对于上述各模块的具体描述可参见上述实施例二中的描述，此处不再赘述。

实施例四

图7为本发明实施例四提供的一种虚拟私有云路由转发调度系统的结构示意图，如图7所示，该调度系统包括虚拟路由器8，该虚拟路由器8采用上述实施例三中的虚拟路由器，具体内容可参见上述实施例三中的描述，此处不再赘述。

可选地，该虚拟私有云路由转发调度系统还包括：若干个虚拟机9和至少一个共享虚拟机10。本实施例中，通过设置共享虚拟机可有效避免系统出现丢包的现象。

当然，该虚拟私有云路由转发调度系统还可以相应设置网关/防火墙。

实施例五

本发明实施例五提供了一种电信政企云系统，包括虚拟私有云路由转发调度系统，该虚拟私有云路由转发调度系统采用上述实施例四中的虚拟私有云路由转发调度系统，具体内容可参见上述实施例四中的描述，此处不再赘述。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种虚拟私有云路由转发调度方法，其特征在于，包括：

步骤S1、获取各虚拟机当前的消息负载比率、单位时间消息处理量和单位时间流量数据损失率；

步骤S2、根据各虚拟机当前的消息负载比率、单位时间消息处理量和和单位时间流量数据损失率确定当前最优虚拟机；

步骤S3、将新来的流量数据调度至所述当前最优虚拟机，以供所述最优虚拟机进行存储和处理。

2.根据权利要求1所述的调度方法，其特征在于，

所述步骤S2包括：

步骤S201、根据各虚拟机当前的消息负载比率、单位时间消息处理量和单位时间流量数据损失率生成各虚拟机的初始消息队列复合向量V_i ⁰

$V_i^0=\{{\mathrm{\ρ}}_i^0,{\mathrm{\β}}_i^0,{\mathrm{\γ}}_i^0\}$

其中，V_i ⁰为第i个虚拟机的初始消息队列复合向量，为第i个虚拟机的当前的消息负载比率，为第i个虚拟机的当前的单位时间消息处理量，为第i个虚拟机的当前的单位时间流量数据损失率；

步骤S202、建立迭代模型，其中

迭代评价函数：

$f_k\left({x_i}^k\right)=\min \{\mathrm{\θ}*\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\[{\left({{\mathrm{\ρ}}_i}^k\right)}^2*{x_i}^k\]+\mathrm{\σ}*\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\[{\left({{\mathrm{\β}}_i}^k\right)}^{\frac{1}{2}}*{x_i}^k\]+\mathrm{\δ}*\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\[{\left({{\mathrm{\γ}}_i}^k\right)}^2*{x_i}^k\]\}$

迭代等式：

$V_i^k=A_i^{k-1}{V}_i^{k-1}+B_i^{k-1}$

其中，k为迭代步数且k∈[1,d]，d为预先设置的最大迭代次数；n为虚拟机的总数，f_k(x_i ^k)为第k次迭代时计算出的路由转发优化调度评价值；V_i ^k为对应于第k次迭代时所计算出的第i个虚拟机的虚拟机复合向量， 为对应于第k次迭代时所计算出的第i个虚拟机的消息负载比率，β_i ^k为对应于第k次迭代时所计算出的第i个虚拟机的单位时间消息处理量，γ_i ^k为对应于第k次迭代时所计算出的第i个虚拟机的单位时间流量数据损失率；x_i ^k表示在第k次迭代时第i个虚拟机是否在处理新来的流量数据，若第k次迭代时第i个虚拟机在处理新来的流量数据，则x_i ^k取值为1，否则，x_i ^k取值为0；θ、σ和δ分别为消息负载比率、单位时间消息处理量和单位时间流量数据损失率的调节因子，且θ∈(0,1)，σ∈(0,1)，δ∈(0,1)；当k取值为1时，当k取值大于1时，为虚拟机复合向量V_i ^k-1的变值方差，ζ为调节因子，且ζ∈(0,1)，为虚拟机复合向量V_i ^k-1的三阶矩向量，

步骤S203、针对上述迭代模型，输入初始值k＝0，并计算出f₀(x_i ^k)的值；

步骤S204、对k进行加1处理，并根据迭代等式计算出第k次迭代时各虚拟机复合向量V_i ^k；

步骤S205、根据计算出的各虚拟机复合向量V_i ^k，计算出第k次迭代时对应的路由转发优化调度评价值f_k(x_i ^k)；

步骤S206、判断第k次迭代时对应的路由转发优化调度评价值f_k(x_i ^k)是否满足如下条件：

$0\≤\frac{f_k\left({x_i}^k\right)-f_{k-1}\left({x_i}^{k-1}\right)}{f_{k-1}\left({x_i}^{k-1}\right)}\≤\mathrm{\ϵ}$

其中，ε为预先设置的一个值，且ε∈(0,1)；

若满足，则执行步骤S208；否则，执行步骤S207。

步骤S207、判断k是否小于d；

若判断出k小于d，则继续执行上述步骤S204；否则，执行步骤S208。

步骤S208、输出当前的k的值，并确定第k次迭代时所选择的虚拟机为所述最优虚拟机。

3.根据权利要求1所述的调度方法，其特征在于，还包括：

步骤S4、检测各所述虚拟机的存储空间是否已满；

若存在存储空间已满的虚拟机，则执行步骤S4；

步骤S5、控制存储空间已满的虚拟机将部分待处理的流量数据发送至预先设置的共享虚拟机中，以供所述共享虚拟机对所述待处理的流量数据进行处理。

4.根据权利要求3所述的调度方法，其特征在于，还包括：

步骤S6、检测所述共享虚拟机的存储空间是否已满；

若检测出所述共享虚拟机的存储空间已满，则执行步骤S7；

步骤S7、控制所述共享虚拟机将部分待处理的流量数据发送至虚拟路由器，以供所述虚拟路由器将接收到待处理的流量数据重新进行调度。

5.一种虚拟路由器，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取各虚拟机当前的消息负载比率、单位时间消息处理量和单位时间流量数据损失率；

确定模块，用于根据各虚拟机当前的消息负载比率、单位时间消息处理量和单位时间流量数据损失率确定当前最优虚拟机；

调度模块，用于将新来的流量数据调度至所述当前最优虚拟机，以供所述最优虚拟机进行存储和处理。

6.根据权利要求5所述的虚拟路由器，其特征在于，所述确定模块包括：

第一生成单元，用于根据各虚拟机当前的消息负载比率、单位时间消息处理量和单位时间流量数据损失率生成各虚拟机的初始消息队列复合向量

$V_i^0=\{{\mathrm{\ρ}}_i^0,{\mathrm{\β}}_i^0,{\mathrm{\γ}}_i^0\}$

其中，V_i ⁰为第i个虚拟机的初始消息队列复合向量，为第i个虚拟机的当前的消息负载比率，为第i个虚拟机的当前的单位时间消息处理量；

建模单元，用于建立迭代模型，其中

迭代评价函数：

$f_k\left({x_i}^k\right)=\min \{\mathrm{\θ}*\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\[{\left({{\mathrm{\ρ}}_i}^k\right)}^2*{x_i}^k\]+\mathrm{\σ}*\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\[{\left({{\mathrm{\β}}_i}^k\right)}^{\frac{1}{2}}*{x_i}^k\]+\mathrm{\δ}*\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\[{\left({{\mathrm{\γ}}_i}^k\right)}^2*{x_i}^k\]\}$

迭代等式：

$V_i^k=A_i^{k-1}{V}_i^{k-1}+B_i^{k-1}$

其中，k为迭代步数且k∈[1,d]，d为预先设置的最大迭代次数；n为虚拟机的总数，f_k(x_i ^k)为第k次迭代时计算出的路由转发优化调度评价值；V_i ^k为对应于第k次迭代时所计算出的第i个虚拟机的虚拟机复合向量， 为对应于第k次迭代时所计算出的第i个虚拟机的消息负载比率，β_i ^k为对应于第k次迭代时所计算出的第i个虚拟机的单位时间消息处理量，γ_i ^k为对应于第k次迭代时所计算出的第i个虚拟机的单位时间流量数据损失率；x_i ^k表示在第k次迭代时第i个虚拟机是否在处理新来的流量数据，若第k次迭代时第i个虚拟机在处理新来的流量数据，则x_i ^k取值为1，否则，x_i ^k取值为0；θ、σ和δ分别为消息负载比率、单位时间消息处理量和单位时间流量数据损失率的调节因子，且θ∈(0,1)，σ∈(0,1)，δ∈(0,1)；当k取值为1时，当k取值大于1时，为虚拟机复合向量V_i ^k-1的变值方差，ζ为调节因子，且ζ∈(0,1)，为虚拟机复合向量V_i ^k-1的三阶矩向量，

初始值输入单元，用于针对上述迭代模型，输入初始值k＝0，并计算出f₀(x_i ^k)的值；

向量计算单元，用于对k进行加1处理，并根据迭代等式计算出第k次迭代时所计算出各虚拟机复合向量V_i ^k；

评价值计算单元，用于根据计算出的各虚拟机复合向量V_i ^k，计算出第k次迭代时对应的路由转发优化调度评价值f_k(x_i ^k)；

第一判断单元，用于判断第k次迭代时对应的路由转发优化调度评价值f_k(x_i ^k)是否满足如下条件：

$0\≤\frac{f_k\left({x_i}^k\right)-f_{k-1}\left({x_i}^{k-1}\right)}{f_{k-1}\left({x_i}^{k-1}\right)}\≤\mathrm{\ϵ}$

其中，ε为预先设置的一个值，且ε∈(0,1)；

第二判断单元，用于若第一判断单元判断出第k次迭代时对应的路由转发优化调度评价值f_k(x_i ^k)不满足相应条件时，判断k是否小于d；

输出单元，用于当第一判断单元判断判断出第k次迭代时对应的路由转发优化调度评价值f_k(x_i ^k)满足相应条件时，或者所述第二判断单元判断出k等于d时，输出当前的k的值，并确定第k次迭代时所选择的虚拟机为所述最优虚拟机。

7.根据权利要求5所述的虚拟路由器，其特征在于，还包括：

第一检测模块，用于检测各所述虚拟机的存储空间是否已满；

第一控制模块，用于若所述第一检测模块检测出存在存储空间已满的虚拟机时，控制存储空间已满的虚拟机将部分待处理的流量数据发送至预先设置的共享虚拟机中，以供共享虚拟机对所述待处理的流量数据进行处理。

8.根据权利要求7所述的虚拟路由器，其特征在于，还包括：

第二检测模块，用于检测所述共享虚拟机的存储空间是否已满；

第二控制模块，用于若检测出所述共享虚拟机的存储空间已满时，则控制所述共享虚拟机将部分待处理的流量数据发送至虚拟路由器，以供所述虚拟路由器将接收到待处理的流量数据重新进行调度转发。

9.一种虚拟私有云路由转发调度系统，其特征在于，包括如上述权利要求5-8中任一所述的虚拟路由器。

10.根据权利要求9所述的调度系统，其特征在于，还包括：若干个虚拟机和至少一个共享虚拟机。

11.一种电信政企云系统，其特征在于，包括如上述权利要求9或10中所述的虚拟私有云路由转发调度系统。