CN113364704B - 云计算数据中心网络的差分流传输控制方法、系统及终端 - Google Patents

云计算数据中心网络的差分流传输控制方法、系统及终端 Download PDF

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Abstract

本发明公开了云计算数据中心网络的差分流传输控制方法、系统及终端，涉及云计算技术领域，其技术方案要点是：根据交换机所覆盖的下层第二服务器实时反馈的接收优先度生成交换输出分流策略；根据交换机所属上层的第一服务器分布情况以及同级交换机的分布情况生成交换输入分流控制策略。本发明通过将交换机作为第二服务器、第一服务器的处置节点，既可以根据作为接受端的第二服务器反馈的接收优先度生成作为输出侧控制的交换输出分流策略，同时依据交换机接受到的接收优先度自动计算出发送优先度，依据发送优先度和分流输出线路的分布情况确定作为输入侧控制的交换输入分流控制，实现了多对多复杂网络下的数据传输控制，合理分配了网络资源。

Description

云计算数据中心网络的差分流传输控制方法、系统及终端
技术领域
本发明涉及云计算技术领域，更具体地说，它涉及云计算数据中心网络的差分流传输控制方法、系统及终端。
背景技术
云计算是分布式计算的一种，指的是通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序，然后，通过多部服务器组成的系统进行处理和分析这些小程序得到结果并返回给用户。云计算又称为网格计算，可以在很短的时间内(几秒种)完成对数以万计的数据的处理，从而达到强大的网络服务。现有云服务已经不单单是一种分布式计算，而是分布式计算、效用计算、负载均衡、并行计算、网络存储、热备份冗杂和虚拟化等计算机技术混合演进并跃升的结果。云用户可以通过网络随时随地按需访问可配置资源池中的计算、网络、存储、软件等资源。
目前，数据中心主要由大量服务器、存储设备、网络设备，网络设备如交换机、路由器和电缆等。当前数据中心网络大量采用TCP协议进行数据传输，数据网络中99.91％的流量是TCP流量，为解决现有数据中心网络拥塞控制机制存在成本高、实现难度大以及难以满足数据流传输需求等问题，已有文献公开了差分流传输控制技术，如公告号为CN106533970B所公开的中国专利。通过接收端服务器的拥塞信息反馈和发送端服务器的逻辑处理实现待传输数据包的分流控制，在一定程度上合理分配了网络资源。
然而，上述差分流传输控制技术主要适用于一对一通信、多对一的通信方式，而对于多对多的复杂网络通信来说，无法准确可靠的解决拥塞问题；此外，上述差分流传输控制技术没有考虑到分布式网格架构参数对网络数据传输效率带来的影响。基于此，如何研究设计能够解决上述缺陷的云计算数据中心网络的差分流传输控制方法、系统及终端是我们目前急需解决的问题。
发明内容
为解决现有技术中的不足，本发明的目的是提供云计算数据中心网络的差分流传输控制方法、系统及终端。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
第一方面，提供了云计算数据中心网络的差分流传输控制方法，包括：
交换输出分流控制：
根据交换机所覆盖的下层第二服务器实时反馈的接收优先度生成交换输出分流策略；
交换机响应输出分流策略对待传输数据包进行分流输出控制；
交换输入分流控制：
根据交换机所属上层的第一服务器分布情况以及同级交换机的分布情况生成交换输入分流控制策略；
第一服务器响应于输入分流控制策略对待传输数据包进行分流输入控制。
进一步的，所述交换输出分流控制的具体过程为：
采集第二服务器连接交换机的分流输出线路、第二服务器的可接受剩余容量、对应分流输入线路的最大数据传输量和传输距离；
根据最大数据传输量、传输距离、可接受剩余容量以及分流输出线路的数量计算得到对应第二服务器相对于对应交换机的接收优先度；
根据交换机接收第二服务器反馈的接收优先度分配对应第二服务器的分流优先级和分流处置总量。
进一步的，所述接收优先度的计算过程具体为：
其中，Do表示下层的第二服务器相对于对应交换机的接收优先度；C表示交换机与下层第二服务器之间分流输出线路的单位时间最大数据传输量；b表示下层第二服务器的可接受剩余容量；B表示下层第二服务器的最大接收容量；n表示同一下层第二服务器连接的不同交换机数量；L表示对应分流输出线路的传输距离；k为常数。
进一步的，所述分流优先级、分流处置总量的分配具体为：
根据交换机接收到的接收优先度、交换机的交换总量设置按比例设置对应分流输出线路的分流处置总量；
根据交换机接收到的接收优先度大小对分流输出线路进行排序，得到优先度序列；
根据优先度序列的排列顺序选取相应的分流输出线路对待传输数据包进行优先级分流，同时依据分流处置总量确定分流输出线路在当前优先度序列下的传输频次。
进一步的，所述交换输入分流控制的具体过程为：
根据交换机接收第二服务器反馈的接收优先度、交换机连接第一服务器的分流输入线路数量计算得到对应交换机相对于对应第一服务器的发送优先度；
根据第一服务器接收交换机反馈的发送优先度、数据包大小值确定待传输数据包的分流路径。
进一步的，所述发送优先度的计算过程具体为：
其中，Di表示上层第一服务器对于交换机的发送优先度；Nj表示同一第一服务器下第j个交换机连接的上层第一服务器数量；D0(jy)表示第j个交换机接收到的第y个接收优先度。
进一步的，所述待传输数据包的分流路径确定过程具体为：
将发送优先度转换为与数据大小值统一标准的标准对比值；
根据标准对比值、数据包大小值计算对应交换机与待传输数据包之间的相似度；
根据相似度、发送优先度的排序序列号计算得到对应交换机处置待传输数据包的优先值；
选取最大优先值所对应的交换机作为待传输数据包的分流路径。
第二方面，提供了云计算数据中心网络的差分流传输控制系统，包括：
至少一个第二服务器，用于将实时计算的接收优先度反馈给对应的交换机；
至少一个交换机，用于根据所覆盖的下层第二服务器实时反馈的接收优先度生成交换输出分流策略，并响应输出分流策略对待传输数据包进行分流输出控制；
以及，至少一个第一服务器，用于根据交换机所属上层的第一服务器分布情况以及同级交换机的分布情况生成交换输入分流控制策略，并响应于输入分流控制策略对待传输数据包进行分流输入控制。
进一步的，所述第二服务器配置有数据采集单元和第一计算单元；
数据采集单元，用于采集第二服务器连接交换机的分流输出线路、第二服务器的可接受剩余容量、对应分流输入线路的最大数据传输量和传输距离；
第一计算单元，用于根据最大数据传输量、传输距离、可接受剩余容量以及分流输出线路的数量计算得到对应第二服务器相对于对应交换机的接收优先度；
所述交换机配置有响应处置单元和第二计算单元；
响应处置单元，用于根据交换机接收第二服务器反馈的接收优先度分配对应第二服务器的分流优先级和分流处置总量；
第二计算单元，用于根据交换机接收第二服务器反馈的接收优先度、交换机连接第一服务器的分流输入线路数量计算得到对应交换机相对于对应第一服务器的发送优先度；
所述第一服务器配置有路径分配单元；
路径分配单元，用于根据第一服务器接收交换机反馈的发送优先度、数据包大小值确定待传输数据包的分流路径。
第三方面，提供了一种计算机终端，包含存储器、处理器及存储在存储器并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面中任意一项所述的云计算数据中心网络的差分流传输控制方法。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过将交换机作为第二服务器、第一服务器的处置节点，既可以根据作为接受端的第二服务器反馈的接收优先度生成作为输出侧控制的交换输出分流策略，同时依据交换机接受到的接收优先度自动计算出发送优先度，依据发送优先度和分流输出线路的分布情况确定作为输入侧控制的交换输入分流控制，实现了多对多复杂网络下的数据传输控制，合理分配了网络资源；
2、本发明考虑了最大数据传输量、传输距离、可接受剩余容量等分布式复杂网络的网络参数，策略生成控制的参考数据更加准确可靠，实现了资源最优化分配。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1是本发明实施例中的流程图；
图2是本发明实施例中的系统框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1：云计算数据中心网络的差分流传输控制方法，如图1所示，包括交换输出分流控制和交换输入分流控制。
交换输出分流控制：根据交换机所覆盖的下层第二服务器实时反馈的接收优先度生成交换输出分流策略；交换机响应输出分流策略对待传输数据包进行分流输出控制。
交换输入分流控制：根据交换机所属上层的第一服务器分布情况以及同级交换机的分布情况生成交换输入分流控制策略；第一服务器响应于输入分流控制策略对待传输数据包进行分流输入控制。
交换输出分流控制的具体过程为：
S1：采集第二服务器连接交换机的分流输出线路、第二服务器的可接受剩余容量、对应分流输入线路的最大数据传输量和传输距离；
S2：根据最大数据传输量、传输距离、可接受剩余容量以及分流输出线路的数量计算得到对应第二服务器相对于对应交换机的接收优先度；
S3：根据交换机接收第二服务器反馈的接收优先度分配对应第二服务器的分流优先级和分流处置总量。
接收优先度的计算过程具体为：
其中，Do表示下层的第二服务器相对于对应交换机的接收优先度；C表示交换机与下层第二服务器之间分流输出线路的单位时间最大数据传输量；b表示下层第二服务器的可接受剩余容量；B表示下层第二服务器的最大接收容量；n表示同一下层第二服务器连接的不同交换机数量；L表示对应分流输出线路的传输距离；k为常数。
分流优先级、分流处置总量的分配具体为：
S301：根据交换机接收到的接收优先度、交换机的交换总量设置按比例设置对应分流输出线路的分流处置总量；
S302：根据交换机接收到的接收优先度大小对分流输出线路进行排序，得到优先度序列；
S303根据优先度序列的排列顺序选取相应的分流输出线路对待传输数据包进行优先级分流，同时依据分流处置总量确定分流输出线路在当前优先度序列下的传输频次。
交换输入分流控制的具体过程为：
S4：根据交换机接收第二服务器反馈的接收优先度、交换机连接第一服务器的分流输入线路数量计算得到对应交换机相对于对应第一服务器的发送优先度；
S5：根据第一服务器接收交换机反馈的发送优先度、数据包大小值确定待传输数据包的分流路径。
发送优先度的计算过程具体为：
其中，Di表示上层第一服务器对于交换机的发送优先度；Nj表示同一第一服务器下第j个交换机连接的上层第一服务器数量；D0(jy)表示第j个交换机接收到的第y个接收优先度。
待传输数据包的分流路径确定过程具体为：
S501：将发送优先度转换为与数据大小值统一标准的标准对比值；
S502：根据标准对比值、数据包大小值计算对应交换机与待传输数据包之间的相似度；
S503：根据相似度、发送优先度的排序序列号计算得到对应交换机处置待传输数据包的优先值；
S504：选取最大优先值所对应的交换机作为待传输数据包的分流路径。
实施例2：云计算数据中心网络的差分流传输控制系统，如图2所示，包括多个第二服务器、交换机以及多个第一服务器。第二服务器，用于将实时计算的接收优先度反馈给对应的交换机；交换机，用于根据所覆盖的下层第二服务器实时反馈的接收优先度生成交换输出分流策略，并响应输出分流策略对待传输数据包进行分流输出控制；第一服务器，用于根据交换机所属上层的第一服务器分布情况以及同级交换机的分布情况生成交换输入分流控制策略，并响应于输入分流控制策略对待传输数据包进行分流输入控制。
第二服务器配置有数据采集单元和第一计算单元；数据采集单元，用于采集第二服务器连接交换机的分流输出线路、第二服务器的可接受剩余容量、对应分流输入线路的最大数据传输量和传输距离；第一计算单元，用于根据最大数据传输量、传输距离、可接受剩余容量以及分流输出线路的数量计算得到对应第二服务器相对于对应交换机的接收优先度；
交换机配置有响应处置单元和第二计算单元；响应处置单元，用于根据交换机接收第二服务器反馈的接收优先度分配对应第二服务器的分流优先级和分流处置总量；第二计算单元，用于根据交换机接收第二服务器反馈的接收优先度、交换机连接第一服务器的分流输入线路数量计算得到对应交换机相对于对应第一服务器的发送优先度；
第一服务器配置有路径分配单元；路径分配单元，用于根据第一服务器接收交换机反馈的发送优先度、数据包大小值确定待传输数据包的分流路径。
工作原理：本发明通过将交换机作为第二服务器、第一服务器的处置节点，既可以根据作为接受端的第二服务器反馈的接收优先度生成作为输出侧控制的交换输出分流策略，同时依据交换机接受到的接收优先度自动计算出发送优先度，依据发送优先度和分流输出线路的分布情况确定作为输入侧控制的交换输入分流控制，实现了多对多复杂网络下的数据传输控制，合理分配了网络资源。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.云计算数据中心网络的差分流传输控制方法，其特征是，包括：
交换输出分流控制：
根据交换机所覆盖的下层第二服务器实时反馈的接收优先度生成交换输出分流策略；
交换机响应输出分流策略对待传输数据包进行分流输出控制；
交换输入分流控制：
根据交换机所属上层的第一服务器分布情况以及同级交换机的分布情况生成交换输入分流控制策略；
第一服务器响应于输入分流控制策略对待传输数据包进行分流输入控制；
所述交换输出分流控制的具体过程为：
采集第二服务器连接交换机的分流输出线路、第二服务器的可接受剩余容量、对应分流输入线路的最大数据传输量和传输距离；
根据最大数据传输量、传输距离、可接受剩余容量以及分流输出线路的数量计算得到对应第二服务器相对于对应交换机的接收优先度；
根据交换机接收第二服务器反馈的接收优先度分配对应第二服务器的分流优先级和分流处置总量；
所述接收优先度的计算过程具体为：
其中，Do表示下层的第二服务器相对于对应交换机的接收优先度；C表示交换机与下层第二服务器之间分流输出线路的单位时间最大数据传输量；b表示下层第二服务器的可接受剩余容量；B表示下层第二服务器的最大接收容量；n表示同一下层第二服务器连接的不同交换机数量；L表示对应分流输出线路的传输距离；k为常数；
所述分流优先级、分流处置总量的分配具体为：
根据交换机接收到的接收优先度、交换机的交换总量设置按比例设置对应分流输出线路的分流处置总量；
根据交换机接收到的接收优先度大小对分流输出线路进行排序，得到优先度序列；
根据优先度序列的排列顺序选取相应的分流输出线路对待传输数据包进行优先级分流，同时依据分流处置总量确定分流输出线路在当前优先度序列下的传输频次；
所述交换输入分流控制的具体过程为：
根据交换机接收第二服务器反馈的接收优先度、交换机连接第一服务器的分流输入线路数量计算得到对应交换机相对于对应第一服务器的发送优先度；
根据第一服务器接收交换机反馈的发送优先度、数据包大小值确定待传输数据包的分流路径；
所述发送优先度的计算过程具体为：
其中，Di表示上层第一服务器对于交换机的发送优先度；Nj表示同一第一服务器下第j个交换机连接的上层第一服务器数量；D0(jy)表示第j个交换机接收到的第y个接收优先度；
所述待传输数据包的分流路径确定过程具体为：
将发送优先度转换为与数据大小值统一标准的标准对比值；
根据标准对比值、数据包大小值计算对应交换机与待传输数据包之间的相似度；
根据相似度、发送优先度的排序序列号计算得到对应交换机处置待传输数据包的优先值；
选取最大优先值所对应的交换机作为待传输数据包的分流路径。
2.云计算数据中心网络的差分流传输控制系统，其特征是，包括：
至少一个第二服务器，用于将实时计算的接收优先度反馈给对应的交换机；
至少一个交换机，用于根据所覆盖的下层第二服务器实时反馈的接收优先度生成交换输出分流策略，并响应输出分流策略对待传输数据包进行分流输出控制；
以及，至少一个第一服务器，用于根据交换机所属上层的第一服务器分布情况以及同级交换机的分布情况生成交换输入分流控制策略，并响应于输入分流控制策略对待传输数据包进行分流输入控制；
所述第二服务器配置有数据采集单元和第一计算单元；
数据采集单元，用于采集第二服务器连接交换机的分流输出线路、第二服务器的可接受剩余容量、对应分流输入线路的最大数据传输量和传输距离；
第一计算单元，用于根据最大数据传输量、传输距离、可接受剩余容量以及分流输出线路的数量计算得到对应第二服务器相对于对应交换机的接收优先度；
所述交换机配置有响应处置单元和第二计算单元；
响应处置单元，用于根据交换机接收第二服务器反馈的接收优先度分配对应第二服务器的分流优先级和分流处置总量；
第二计算单元，用于根据交换机接收第二服务器反馈的接收优先度、交换机连接第一服务器的分流输入线路数量计算得到对应交换机相对于对应第一服务器的发送优先度；
所述第一服务器配置有路径分配单元；
路径分配单元，用于根据第一服务器接收交换机反馈的发送优先度、数据包大小值确定待传输数据包的分流路径；
所述接收优先度的计算过程具体为：
其中，Do表示下层的第二服务器相对于对应交换机的接收优先度；C表示交换机与下层第二服务器之间分流输出线路的单位时间最大数据传输量；b表示下层第二服务器的可接受剩余容量；B表示下层第二服务器的最大接收容量；n表示同一下层第二服务器连接的不同交换机数量；L表示对应分流输出线路的传输距离；k为常数；
所述分流优先级、分流处置总量的分配具体为：
根据交换机接收到的接收优先度、交换机的交换总量设置按比例设置对应分流输出线路的分流处置总量；
根据交换机接收到的接收优先度大小对分流输出线路进行排序，得到优先度序列；
根据优先度序列的排列顺序选取相应的分流输出线路对待传输数据包进行优先级分流，同时依据分流处置总量确定分流输出线路在当前优先度序列下的传输频次；
所述发送优先度的计算过程具体为：
其中，Di表示上层第一服务器对于交换机的发送优先度；Nj表示同一第一服务器下第j个交换机连接的上层第一服务器数量；D0(jy)表示第j个交换机接收到的第y个接收优先度；
所述待传输数据包的分流路径确定过程具体为：
将发送优先度转换为与数据大小值统一标准的标准对比值；
根据标准对比值、数据包大小值计算对应交换机与待传输数据包之间的相似度；
根据相似度、发送优先度的排序序列号计算得到对应交换机处置待传输数据包的优先值；
选取最大优先值所对应的交换机作为待传输数据包的分流路径。
3.一种计算机终端，包含存储器、处理器及存储在存储器并可在处理器上运行的计算机程序，其特征是，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1所述的云计算数据中心网络的差分流传输控制方法。
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