CN109120549B - 一种无线sdn下优先级驱动的切换优化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线SDN下优先级驱动的切换优化方法,该方法在无线SDN网络下,提出了优先级驱动的转发和资源预留方法,通过优先级驱动,能够对现有的低优先级业务流进行操作,减少其所占据带宽或者缩短其流表持续时间,所空余出来的资源用于满足高优先级的业务流,解决了传统的网络中不能对现有的流进行操作、只能等待现有流转发完成才能进行新的操作的问题。本发明有利于业务复杂,接入切换频繁的场景下切换流畅性和切换前后资源一致性的优化,在业务复杂多样、接入密集场景下如大型商圈,娱乐场所等很高的应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及SDN计算机网络领域,具体涉及一种无线SDN下优先级驱动的切换优化策略。
背景技术
近年来,随着软件定义网络(Software-Defined Networking,SDN)的诞生与兴起,越来越多的学者和机构开始研究并且应用SDN技术。其中OpenFlow协议作为使用最广泛的SDN实现技术,在与无线网络结合的研究中获得了广泛的关注,它可能可以使得传统难以实现的特性成为现实。Odin提出了轻量级虚拟接入点(Light Virtual Access Point,LVAP),它为每一个接入到网路中的用户提供了一个虚拟的接入点,即一对一映射。OpenRadio讨论了可编程的无线数据平面问题,它提供了一个软件抽象层,将无线网络分割为处理平面(即数据层)和决策平面(即控制层),并设计了可编程的无线接口。通过OpenRadio,运营商仅需编写相应的数据转发规则,降低了对无线网络配置的复杂度。SoftRAN利用了SDN的全局信息,从而高效地协调基站RAN(Radio Access Network)所管理的各个无线接入设备,合理分配频谱资源,降低传输能耗。PANE为用户提供了一个API,通过调用该API,认证用户可以提出预留网络的请求等等。
在带宽分配方面,研究人员提出了ATBG算法,将数据中心的业务根据带宽敏感度和延迟敏感度分为三类,根据已知的业务类型、业务带宽需求、原地址以及目的地址进行业务带宽保障;基于合作博弈算法的带宽分配策略是将多个个汇聚流对带宽分配的竞争行为建模为一个合作博弈,通过寻求此博弈的纳什谈判解来确定优化的带宽分配策略,权衡各汇聚流的最小带宽,保证带宽分配的公平性。Netstitcher通过获取资源信息和带宽的使用情况,使用存储转发算法(Store and Forward),优先传输延迟敏感度高的数据,延迟敏感度低的数据会被暂存,在带宽资源有空闲时传输,根据带宽的使用情况进行实时的调整。此方案通过调度策略对带宽在时间上进行了分配,减小了其他业务对延时敏感度高的业务的影响,但是对业务流量的划分粒度较大,没有充分考虑不同流量对于带宽需求的差异,用户在无线切换场景下,会导致无线切换前后资源分配的问题。
发明内容
本发明的目的是提出一种无线SDN下优先级驱动的切换优化方法,采用优先级驱动的转发和资源预留的方式,结合SDN的控制层、数据层分离,以及灵活编程的特点,能最大限度地对网络资源进行分配并实现接入的无缝切换,用以解决当前用户在无线切换时存在卡顿、切换前后分配资源不一致的问题。
为了实现上述任务,本发明采用以下技术方案:
一种无线SDN下优先级驱动的切换优化方法,包括以下步骤:
步骤1,建立无线SDN网络
采用SDN控制器、多个OVS交换机以及多个无线AP,通过三级连接的方式构成无线SDN网络;
步骤2,为新接入SDN网络的用户下达转发决策
步骤2.1,无线AP判断是否有新用户接入;
步骤2.2,当有新用户接入无线AP时,针对用户的业务流进行流表匹配;
步骤2.3,将业务流依据是否延迟敏感、所需带宽大小以及业务的重要程度进行划分为6个优先级;
步骤2.4,对于不同的优先级,对业务流执行不同的转发策略:
当新接入的业务流的优先级为1时,该则业务流进入排队队列;
当新接入的业务流的优先级为2~4的时候,判断无线AP的当前调度中得到服务的业务流的优先级;如得到服务的业务流的优先级小于新接入的业务流的优先级,则通过SDN控制器压缩优先级较低的业务流;如得到服务的业务流的优先级均大于新接入的业务流的优先级,且无线AP的剩余带宽不足以服务该新接入的业务流,则通过所述的SDN控制器压缩新接入的业务流;如剩余带宽仍不能满足压缩后的业务流,则该业务流进入排队队列;
当新接入的业务流的优先级为5时,判断无线AP的当前调度中得到服务的是否存在优先级不小于5的业务流,如存在优先级不小于5的业务流,则SDN控制器将除了优先级不小于5的业务流的带宽之外的其余带宽分配给新接入的业务流,并将优先级低于5的业务流进行压缩以填满带宽;当除了优先级不小于5的业务流之外的剩余带宽不能满足新接入的业务流时,则新接入的业务流进入排队队列,所述的剩余带宽让优先级低于5的业务流压缩以填满;
当新接入的业务流的优先级为6时,如无线AP的当前调度中得到服务的业务流的优先级为1~4且带宽没有冗余的时候,则依次对最低优先级的业务流进行压缩,直至空出来的带宽足够新接入的业务流使用;有足够新接入的业务流的冗余带宽时,则直接分配给新接入的业务流使用;
步骤3,对切换无线AP的用户预留资源
通过检测接入当前无线AP的用户的信号强度,判断用户是否即将断开当前无线AP;
预测用户即将接入的无线AP;
在用户即将接入的无线AP中为用户对时延敏感的业务流进行资源预留。
进一步地,所述的对时延敏感的业务流,包括:媒体流业务、会话类业务的业务流。
进一步地,所述的将业务流依据是否延迟敏感、所需带宽大小以及业务的重要程度进行划分为6个优先级,级别越高优先级越高,具体为:
将业务流类别为下载类业务的业务流的优先级设定为优先级1;
将业务流类别为背景类业务的业务流的优先级设定为优先级2;
将业务流类别为交互类业务的业务流的优先级设定为优先级3;
将业务流类别为媒体流业务的业务流的优先级设定为优先级4;
将业务流类别为会话类业务的业务流的优先级设定为优先级5;
将业务流类别为支付业务的业务流的优先级设定为优先级6。
进一步地,所述的预测用户即将接入的无线AP,包括:
通过运动计算模型和AI预测模型相结合来预测用户即将接入哪一个无线AP,其中:
运动计算模型,是指通过用户已知位移和时间,来计算用户移动速度,从而预测用户即将移动到的位置;
AI预测模型采用的是A3C异步的优势行动者评论家算法,该方法的输入为用户时空信息,输出信息为用户预测时空信息的概率,即用户在未来的某个时刻出现在某个坐标位置的概率;
如果运动计算模型预测的用户在下一时刻的位置,与AI预测模型预测的下一时刻概率最大值对应的位置相同,则将该位置作为最终预测位置;如不同,则以AI预测模型预测的下一时刻概率最大值对应的位置为准,此时判断如果概率最大值大于设定的阈值,则将概率最大值对应的位置作为最终预测位置,否则判定用户不会移动到其他无线AP的范围内;
通过所述的最终预测位置,得到用户即将接入的无线AP。
进一步地,所述的在用户即将接入的无线AP中为用户对时延敏感的业务流进行资源预留,包括:
判断用户在与当前接入的无线AP断开连接之前,用户在当前接入的无线AP的排队队列中剩余的业务流的类别,如果剩余业务流中存在类别为媒体流业务、会话类业务的业务流,则:
针对于所述的流媒体业务和会话类业务的业务流,对于这些业务流的持续时间进行缩短,然后在预测的用户即将接入的无线AP中预留缩短时间长度的带宽;
当用户接入到预测的用户即将接入的无线AP后,所述的流媒体业务和会话类业务的业务流,与该无线AP的当前调度中得到服务的业务流竞争带宽资源,竞争的策略和步骤2.4业务流的转发决策相同。
本发明与现有技术相比具有以下技术特点:
1.本发明通过优先级驱动,能够对现有的低优先级业务流进行操作,减少其所占据带宽或者缩短其流表持续时间,所空余出来的资源用于满足高优先级的业务流,而传统的网络中不能对现有的流进行操作,只能等待现有流转发完成才能进行新的操作,这样无疑是对网络资源的浪费与不恰当使用。
2.本发明有利于业务复杂、接入切换频繁的场景下切换流畅性和切换前后资源一致性的优化,在业务复杂多样,接入密集场景下如大型商圈、娱乐场所等具有很高的应用价值。
附图说明
图1为本发明无线SDN网络框架图;
图2为本发明步骤2、步骤3的流程示意图;
图3为业务流的转发决策流程图;
图4为新接入的业务流优先级为2~4且存在优先级低的流情况下的转发决策示例图;
图5为新接入的业务流优先级为2~4且不存在优先级低的流情况下的转发决策示例图;
图6为新接入的业务流的优先级为5且带宽足够情况下的转发决策示例图;
图7为新接入的业务流的优先级为6且带宽不足情况下的转发决策示例图;
图8、图9分别为两种不同情况下的预留决策示例图。
具体实施方式
一种无线SDN下优先级驱动的切换优化方法,包括以下步骤:
步骤1,建立无线SDN网络
本发明采用SDN控制器、多个OVS(Open vSwitch)交换机以及多个无线AP(AccePoit,无线接入点),通过三级连接的方式构成无线SDN网络。
如图1所示,本实施例中以密集商圈为例,为了简化拓扑,所述的SDN控制器采用Ryu集中式单控制器。而当网络规模较大时,单控制器容易发生节点故障等问题而影响网络可靠性,在这种情况下可采用多控制器,例如OpenDaylight等来对网络进行控制。对于Ryu控制器,可利用ZooKeeper服务实现多个控制器之间的交互;商圈管理员可采用手机或笔记本电脑远程连接控制器,也可以直接使用物理连接的方式,对网络下达相关的控制信息。
所述的多个OVS交换机(图1中以3个为例)为商圈中的骨干交换网络,承担数据转发任务;无线AP将来自OVS交换机的网络通过无线信号发送到商圈的各个角落中,实现OVS交换机与用户之间的无线交互。
步骤2,为新接入SDN网络的用户下达转发决策
该步骤通过转发模块实现,包括无线AP判断是否有新用户接入、流表匹配、业务优先级判定和业务流的转发决策四个部分,具体如下:
步骤2.1,无线AP判断是否有新用户接入
获取当前连接到无线AP的用户列表,当当前的用户列表新增时,表示有新的用户接入到该无线AP中,否则认为没有新的用户接入;当某用户离开用户列表时,我们判断该用户离开了该AP的覆盖范围,或者该用户手动关闭了终端设备的无线接入。
由于无线AP的自定义编程较为困难,本实施例采用的是使用SDN控制器通过Openflow南向接口周期性地获取无线AP的状态,主动地判断是否有新用户接入到无线AP中。
步骤2.2,流表匹配
当有新用户(终端)接入到无线AP中以后,如果用户的业务流能匹配OVS交换机中的流表,则按照流表进行转发;如果没有能与之匹配的流表,则认为所述的业务流为新流,需要询问SDN控制器,通过SDN控制器下发新的流表以转发所述的业务流,或丢弃业务流。如果该业务流的优先级比当前接入到无线AP的所有业务流的优先级都低,则将所有匹配到该业务流的报文全部丢弃。
所述的业务流与流表进行匹配是五元组的匹配:IP原地址、IP目的地址、协议号、源端口和目的端口;虽然Openflow中统配的关键字不止以上5个,但本方案中使用传统的五元组即可满足设计要求。
步骤2.3,业务流的优先级判定
本方案中,将网络中传输的数据分为三大类:用户数据、远程跨数据中心存储访问、大规模同步数据;考虑到大型商圈的实施场景,本方案采用下表所示的6个等级,级别越高的业务流拥有越高的优先级:
表1业务流等级划分表
优先级 | 业务流类别 | 延迟敏感 | 所需带宽 | 典型应用 |
1 | 下载类业务 | 否 | 大 | 视频下载、音频下载 |
2 | 背景类业务 | 否 | 较小 | 邮件、文件传输 |
3 | 交互类业务 | 否 | 较小 | 数据业务、网页浏览 |
4 | 媒体流业务 | 是 | 大 | 视频流、音频流 |
5 | 会话类业务 | 是 | 较大 | 语音、视频会议 |
6 | 支付业务 | 是 | 小 | 贩卖机、微信支付 |
上表对业务流进行了分级,分级的依据包括是否延迟敏感、所需带宽大小以及业务的重要程度;因此在该步骤中,通过业务流等级划分表,对业务流的优先级进行判定;其中,规定优先级为5、6的业务流不能压缩。
步骤2.4,业务流的转发决策
通过步骤2.3可对每一个无线AP新接入的业务流的优先级进行判断,然后对于不同的优先级,对业务流执行不同的转发策略:
2.4.1,当新接入的业务流的优先级为1时,任何情况下该业务流都进入转发的排队队列,不参与当前带宽资源的竞争。
2.4.2,当新接入的业务流的优先级为2~4的时候,判断无线AP的当前调度中得到服务的业务流的优先级;如得到服务的业务流的优先级小于新接入的业务流的优先级,则通过所述的SDN控制器压缩优先级较低的业务流,以使得新接入的业务流有足够的带宽;如得到服务的业务流的优先级均大于新接入的业务流的优先级,且无线AP的剩余带宽不足以服务该新接入的业务流,则通过所述的SDN控制器压缩新接入的业务流,使得剩余带宽能满足压缩后的业务流,以尽可能充分地利用网络资源;如剩余带宽仍不能满足压缩后的业务流,则该业务流进入排队队列。
如图4中的示例,新接入到AP的业务流优先级为4,属于2~4范围,而该AP的当前调度中得到服务的业务流最低优先级为3(低于4),所以控制器应压缩低优先级,即优先级小于4的业务流,令新增的流及时得到服务;又如图5所示,当前得到服务的业务流的优先级(5、6)均大于4,此时不存在低优先级业务流;由于无线AP当前网络资源不足以服务该新增的流,则此时SDN控制器应压缩该新增的流。
2.4.3,当新接入的业务流的优先级为5时,判断无线AP的当前调度中得到服务的是否存在优先级不小于5的业务流,如存在优先级不小于5的业务流,则SDN控制器将除了优先级不小于5的业务流的带宽之外的其余带宽分配给新接入的业务流,并将优先级低于5的业务流进行压缩以填满带宽;当除了优先级不小于5的业务流之外的剩余带宽不能满足新接入的业务流时,则新接入的业务流进入排队队列,所述的剩余带宽让优先级低于5的业务流压缩以填满。
如当前调度中得到服务的业务流的优先级均小于5,则对小于5的业务流进行压缩,以满足新接入的业务流所需要的带宽;
如图6给出的示例中,新接入的业务流优先级为5,无线AP中得到服务的业务流的优先级为4、6;此时新接入的业务流不能影响到优先级为6的业务流的服务,但同时应得到最大服务,此时控制器将除了该优先级为6的业务流的带宽之外的其余带宽分配给新接入的业务流,并将低优先级的,即优先级为4的业务流压缩以填满带宽。又如图7所示,在该示例中,除了优先级为6的业务流之外的其余带宽不能满足新接入的业务流,由于优先级为5的业务流不能压缩,因此进入排队队列。
2.4.4,当新接入的业务流的优先级为6时,如无线AP的当前调度中得到服务的业务流的优先级为1~4且带宽没有冗余的时候,则依次对最低优先级的业务流进行压缩(即从优先级为1的业务流起开始压缩),直至空出来的带宽足够新接入的业务流使用;有足够新接入的业务流的冗余带宽时,则直接分配给新接入的业务流使用。
如当前调度中得到服务的存在优先级为5、6的业务流,则判断剩余带宽是否足够新接入的业务流使用,足够则分配给新接入的业务流,否则判断除了优先级为5、6的业务流之外的其余业务流压缩后剩余带宽是否足够新接入的业务流使用,足够则分配给新接入的业务流,如仍不足,则新接入的业务流进入排队队列。
业务流的转发决策是本方案的重要组成部分,通过考虑优先级、带宽预留等情况,使得无线AP接入最优化。对于延迟不敏感的业务流,本方案对其进行压缩以最大限度地使用剩余带宽;如果是具有缓冲机制的业务流,如在线视频、音频业务流等,亦可以对其进行压缩;如果是延迟敏感的业务流,本方案尽可能地保证其所需带宽不被低优先级的业务流占用;对于一些所需带宽小但紧急的业务流,采用立即转发的方式,保证其能立即交付。
在步骤2.4中,涉及的计算公式有:
Rneed=Tneed×Bneed
Bleft=B-Bcurrent
其中,Rneed为新接入的业务流转发所需要的资源块,Tneed为新接入的业务流所持续的时间,Bneed为新接入的业务流所需要的带宽,Bleft为当前带宽余量,Bleft为当前得到服务的业务流战有的带宽总量。
Tallo=Rneed/Ballo
其中掠夺的资源由低优先级的流根据优先级占比提供,优先级越低所需提供的带宽越多。
Tallo=Tneed
对于优先级为5的流,本发明规定立即交付转发。
上述的低优先级的业务流,是指比新接入的业务流的优先级低的业务流。
步骤3,为切换无线AP的用户预留资源
该步骤通过资源预留模块实现,能为切换了无线AP的用户预留足够的资源,包括用户的信号强度检测、预测用户即将接入的无线AP、预留决策三部分,具体如下:
步骤3.1,用户的信号强度检测
通过检测接入当前无线AP的用户的信号强度,判断用户是否即将断开当前无线AP:
本方案中,SDN控制器通过实时接收各用户接入到无线AP的信号强度(ReceivedSignal Strength Indicator,RSSI)来对用户进行监控。
当SDN控制器检测到某用户在当前接入无线AP的RSSI逐渐减弱至设定的阈值(如信号强度小于5%时)时,说明该用户即将走出当前接入无线AP的范围,此时执行步骤3.2;
步骤3.2,预测用户即将接入的无线AP
通过用户计入当前AP的信号强度进行检测,可确定用户是否即将脱离当前接入的无线AP。当用户脱离当前无线AP后,在密集商圈等应用环境下,由于无线SDN网络中多个无线AP是相邻布设的,因此用户与当前无线AP脱离后,将接入相邻的无线AP。本步骤的目的是通过预测的方式来确定用户脱离当前无线AP后,即将接入哪一个无线AP,以便于资源的预留。
该步骤通过运动计算模型和AI预测模型相结合来预测用户即将接入哪一个无线AP。其中:
运动计算模型,是指通过用户已知位移和时间,来计算用户移动速度,从而预测用户即将移动到的位置。例如,用户在当前AP下,相邻的两个时间点T1、T2的坐标分别为X1,X2,则通过X1、X2可确定一条直线,并且确定用户的移动速度V=(X2-X1)/(T2-T1);在所述的直线上可确定用户的下一个时刻T3的位置。即,每相邻的两个坐标用于预测下一个坐标。然而,由于用户的移动轨迹不确定性较高,该运动计算模型结果只能提供决策支持,如果单单使用运动计算模型,常常会做出错误的判断,造成预留的资源没有及时使用,或者没有对相关流进行资源预留导致切换卡顿,因此本方案引入了AI预测模型,通过同时使用两套预测机制来保证资源预留的准确性。
AI预测模型采用的是A3C异步的优势行动者评论家算法(AsynchronousAdvantage Actor-Critic),该方法的输入信息为用户时空信息,包括时间信息和空间信息,即用户在某时刻所在的坐标位置;输出信息为用户预测时空信息的概率,即用户在未来的某个时刻出现在某个坐标位置的概率,例如输出的格式为:
用户1,T3时刻,坐标1,概率78%;
用户1,T3时刻,坐标2,概率50%;
...
通过运动计算模型可预测到用户在下一时刻的位置,而通过AI预测模型可预测到用户在下一时刻出现在某位置的概率。则:
如果运动计算模型预测的用户在下一时刻的位置,与AI预测模型预测的下一时刻概率最大值对应的位置相同,则将该位置作为最终预测位置;如不同,则以AI预测模型预测的下一时刻概率最大值对应的位置为准,此时判断如果概率最大值大于设定的阈值(例如为50%),则将概率最大值对应的位置作为最终预测位置,否则判定用户不会移动到其他无线AP的范围内。由于一个无线AP的信号有一个确定的覆盖范围,则通过最终预测位置可得到用户即将接入的无线AP。该步骤中,通过无线AP确定接入用户的当前位置属于成熟的现有技术,在此不赘述。
步骤3.3,预留决策
前面的步骤判定了用户脱离当前无线AP,并预测出了用户即将接入的无线AP。该步骤则是在用户即将接入的无线AP中为用户的特定业务流预留带宽资源。由于媒体流业务和会话类业务对时延很敏感,其他的业务流对预留的需求不高,因此预留决策只针对这两类流进行资源预留。具体如下:
3.3.1,判断业务流的种类
判断用户在与当前接入的无线AP断开连接之前,用户在当前接入的无线AP的排队队列中剩余的业务流的类别,如果剩余业务流中存在类别为媒体流业务、会话类业务的业务流,即优先级为4或5的业务流,则执行步骤3.3.2,否则不进行处理;
3.3.2,将流的持续时间进行切割
针对于剩余的业务流中的流媒体业务和会话类业务的业务流,对于这些业务流的持续时间进行缩短(这里指分别进行缩短),缩短的时间长度为T0,然后在预测的用户即将接入的无线AP中预留缩短时间长度(即T0)的带宽,具体计算方法如下:
Treserved=Tallo-Tpredict
其中,Tallo为业务流在当前无线AP下的持续时间,Tpredict为用户接入到所述预测的即将接入的无线AP时的时间,Treserved为即将接入的无线AP中需要预留的时间。
步骤3.3.2,根据预测的用户即将接入的无线AP时的时间Tpredict,在Tpredic时,SDN控制器向用户即将接入的无线AP下达流表用于带宽的预留,用户即将接入的无线AP中需要预留的时间为Treserved。当用户接入该无线AP后,用户剩余的业务流中的流媒体业务和会话类业务的业务流,与该无线AP的当前调度中得到服务的业务流竞争带宽资源,竞争的策略和步骤2.4业务流的转发决策相同,即将所述的流媒体业务和会话类业务的业务流作为新接入的业务流,与新接入的无线AP当前调度中得到服务的业务流按照步骤2.4相同的方法进行转发,在此不赘述。
如图8所示为预留决策示例,图中左边为进行资源预留前的带宽使用情况,右边为资源预留后的带宽使用情况,上边是当前AP下资源预留前后的带宽状况,下边是预测接入到的AP资源预留前后的带宽情况,竖虚线是通过运动计算模型和AI预测模型预测的接入时间;在该示例中,业务流优先级为3的从当前AP移动到预测接入的AP中,在当前AP中,该业务所持有的带宽时间被减短,减短部分被补充到预测接入AP的相应位置,图中竖虚线位置之后。但是,如图9所示当出现预测接入AP没有足够的情况,我们选择对预留的业务流进行压缩自身处理或者排队处理,如果所预留业务流优先级为4,允许压缩,则进行压缩处理;如果优先级为5,不允许压缩,则进行排队处理,规则同步骤2.4。
Claims (5)
1.一种无线SDN下优先级驱动的切换优化方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,建立无线SDN网络
采用SDN控制器、多个OVS交换机以及多个无线AP,通过三级连接的方式构成无线SDN网络;
步骤2,为新接入SDN网络的用户下达转发决策
步骤2.1,无线AP判断是否有新用户接入;
步骤2.2,当有新用户接入无线AP时,针对用户的业务流进行流表匹配;
步骤2.3,将业务流依据是否延迟敏感、所需带宽大小以及业务的重要程度进行划分为6个优先级;
步骤2.4,对于不同的优先级,对业务流执行不同的转发策略:
当新接入的业务流的优先级为1时,则该 业务流进入排队队列;
当新接入的业务流的优先级为2~4的时候,判断无线AP的当前调度中得到服务的业务流的优先级;如得到服务的业务流的优先级小于新接入的业务流的优先级,则通过SDN控制器压缩优先级较低的业务流;如得到服务的业务流的优先级均大于新接入的业务流的优先级,且无线AP的剩余带宽不足以服务该新接入的业务流,则通过所述的SDN控制器压缩新接入的业务流;如剩余带宽仍不能满足压缩后的业务流,则该业务流进入排队队列;
当新接入的业务流的优先级为5时,判断无线AP的当前调度中得到服务的是否存在优先级不小于5的业务流,如存在优先级不小于5的业务流,则SDN控制器将除了优先级不小于5的业务流的带宽之外的其余带宽分配给新接入的业务流,并将优先级低于5的业务流进行压缩以填满带宽;当除了优先级不小于5的业务流之外的剩余带宽不能满足新接入的业务流时,则新接入的业务流进入排队队列,所述的剩余带宽让优先级低于5的业务流压缩以填满;
当新接入的业务流的优先级为6时,如无线AP的当前调度中得到服务的业务流的优先级为1~4且带宽没有冗余的时候,则依次对最低优先级的业务流进行压缩,直至空出来的带宽足够新接入的业务流使用;有足够新接入的业务流的冗余带宽时,则直接分配给新接入的业务流使用;
步骤3,对切换无线AP的用户预留资源
通过检测接入当前无线AP的用户的信号强度,判断用户是否即将断开当前无线AP;
预测用户即将接入的无线AP;
在用户即将接入的无线AP中为用户对时延敏感的业务流进行资源预留。
2.如权利要求1所述的无线SDN下优先级驱动的切换优化方法,其特征在于,所述的对时延敏感的业务流,包括:媒体流业务、会话类业务的业务流。
3.如权利要求1所述的无线SDN下优先级驱动的切换优化方法,其特征在于,所述的将业务流依据是否延迟敏感、所需带宽大小以及业务的重要程度进行划分为6个优先级,级别越高优先级越高,具体为:
将业务流类别为下载类业务的业务流的优先级设定为优先级1;
将业务流类别为背景类业务的业务流的优先级设定为优先级2;
将业务流类别为交互类业务的业务流的优先级设定为优先级3;
将业务流类别为媒体流业务的业务流的优先级设定为优先级4;
将业务流类别为会话类业务的业务流的优先级设定为优先级5;
将业务流类别为支付业务的业务流的优先级设定为优先级6。
4.如权利要求1所述的无线SDN下优先级驱动的切换优化方法,其特征在于,所述的预测用户即将接入的无线AP,包括:
通过运动计算模型和AI预测模型相结合来预测用户即将接入哪一个无线AP,其中:
运动计算模型,是指通过用户已知位移和时间,来计算用户移动速度,从而预测用户即将移动到的位置;
AI预测模型采用的是A3C异步的优势行动者评论家算法,该方法的输入为用户时空信息,输出信息为用户预测时空信息的概率,即用户在未来的某个时刻出现在某个坐标位置的概率;
如果运动计算模型预测的用户在下一时刻的位置,与AI预测模型预测的下一时刻概率最大值对应的位置相同,则将该位置作为最终预测位置;如不同,则以AI预测模型预测的下一时刻概率最大值对应的位置为准,此时判断如果概率最大值大于设定的阈值,则将概率最大值对应的位置作为最终预测位置,否则判定用户不会移动到其他无线AP的范围内;
通过所述的最终预测位置,得到用户即将接入的无线AP。
5.如权利要求1所述的无线SDN下优先级驱动的切换优化方法,其特征在于,所述的在用户即将接入的无线AP中为用户对时延敏感的业务流进行资源预留,包括:
判断用户在与当前接入的无线AP断开连接之前,用户在当前接入的无线AP的排队队列中剩余的业务流的类别,如果剩余业务流中存在类别为媒体流业务、会话类业务的业务流,则:
针对于所述的媒体流业务和会话类业务的业务流,对于这些业务流的持续时间进行缩短,然后在预测的用户即将接入的无线AP中预留缩短时间长度的带宽;
当用户接入到预测的用户即将接入的无线AP后,所述的媒体流业务和会话类业务的业务流,与该无线AP的当前调度中得到服务的业务流竞争带宽资源,竞争的策略和步骤2.4业务流的转发决策相同。
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