CN115514651B - 基于软件定义层叠网的云边数据传输路径规划方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于软件定义层叠网的云边数据传输路径规划方法及系统，涉及网络传输技术领域，方法包括：控制节点接收源节点通过与源节点连接的转发节点发送的请求信息，请求信息包括源节点请求进行数据传输的目标节点信息、传输带宽和时延需求，目标节点为预先构建好的数据传输网络中的任一云端节点；控制节点获取数据传输网络中每个转发节点各自对应的状态信息和链路信息；状态信息包括转发节点与其他转发节点、源节点、控制节点之间的连接链路信息，以及转发节点的剩余空间大小；链路信息包括转发节点的最大可用带宽和延迟时间；控制节点根据请求信息、状态信息和链路信息，建立源节点与目标节点之间的第一数据传输路径。

Description

基于软件定义层叠网的云边数据传输路径规划方法及系统

技术领域

本发明涉及网络传输技术领域，具体涉及一种基于软件定义层叠网的云边数据传输路径规划方法及系统。

背景技术

物联网的飞速发展使我们进入了云时代，在云的应用中，将生成大量数据，仅仅依靠云计算已经不能很好地提供实时响应，为此，边缘计算逐渐应运而生。边缘计算是指在靠近物或数据源头的一侧，采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的边缘设备就近提供最近端服务，从而满足行业在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的基本需求。将云计算与边缘计算协同起来(即云边协同)，使两者互相协作配合，可达到降低数据运营成本、节约资源、提高效率等效果。云边协同包括资源协同、数据协同和服务协同，数据协同是云边协同的基础能力，指数据在云和边缘之间有序流动，形成完整的数据流转路径，便于之后对数据进行生命周期管理。目前，在降低构建云边数据传输路径成本的同时优化网络路径、避免链路拥塞，为云边提供可靠数据传输服务成为亟待解决的问题。

传统互联网采用分布式传输架构实现数据传输，全局调度能力低下，难以实现网络资源的整体优化，无法向大量用户提供高质量、高可靠的传输服务。而软件定义网络是一种创新的网络架构，将控制逻辑集中在控制器，实现了网络控制逻辑与转发设备的分离。软件定义网络集中化的逻辑控制可以提高网络全局调度能力、实现网络的全局优化、提高网络传输服务质量。但软件定义网络的部署需要替换传统网络设备，目前难以实现大规模部署。层叠网技术实现了网络的虚拟化，是建立在物理网络之上的逻辑网络。层叠网将物理网络差异屏蔽，构建虚拟的网络对上层应用提供服务，但层叠网无法实现网络全局控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题为：现有的云边数据传输路径规划方法易出现链路拥塞、对云边数据传输服务质量不佳。为解决该技术问题，本发明提供了一种基于软件定义层叠网的云边数据传输路径规划方法及系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种基于软件定义层叠网的云边数据传输路径规划方法，包括：

步骤S1，控制节点接收源节点发送的请求信息，所述请求信息由所述源节点通过与所述源节点连接的转发节点发送至所述控制节点，所述请求信息包括所述源节点请求进行数据传输的目标节点信息、传输带宽和时延需求，所述目标节点为预先构建好的数据传输网络中的任一云端节点；

其中，所述数据传输网络包括一个控制节点、多个转发节点、至少一个源节点、至少一个云端节点，多个所述转发节点分别连接所述控制节点和所述云端节点，各所述转发节点之间通过逻辑链路连接，每个所述源节点各自连接一个所述转发节点；

步骤S2，所述控制节点获取所述数据传输网络中每个所述转发节点各自对应的状态信息和链路信息；所述状态信息包括所述转发节点与其他所述转发节点、所述源节点、所述控制节点之间的连接链路信息，以及所述转发节点的剩余空间大小；所述链路信息包括所述转发节点的最大可用带宽和延迟时间；

步骤S3，所述控制节点根据所述请求信息、所述状态信息和所述链路信息，建立所述源节点与所述目标节点之间的第一数据传输路径。

本发明的有益效果是：将软件定义网络的集中化逻辑控制与层叠网的转发分离特性相结合，在不改变当前网络部署的情况下，通过集中控制的方式，实现为多对源节点和云端节点建立数据传输路径；控制节点根据源节点的请求信息，确定云边数据传输需求，根据各个转发节点发送的状态信息和链路信息获得当前网络资源利用信息，控制节点根据云边数据传输需求和当前网络资源利用信息集中编排路径，优化路径编排，从而充分利用网络带宽资源，有效避免网络拥塞，提高云边数据传输服务质量；通过转发节点向控制节点发送状态信息以及链路信息，便于控制节点精确掌握全局网络资源，增强控制节点对网络资源的全局统筹能力，进而提高网络资源利用率和数据传输效率。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，上述方法还包括：

当所述源节点发送的请求信息中的所述传输带宽增加时，所述控制节点根据获取的每个所述转发节点对应的所述状态信息和所述链路信息，确定当前网络资源利用信息；

所述控制节点根据所述源节点发送的请求信息和所述当前网络资源利用信息，得到所述源节点与所述目标节点之间的新增数据传输路径，所述源节点与所述目标节点之间的目标数据传输路径包括所述新增数据传输路径和所述第一数据传输路径；

所述控制节点根据所述源节点发送的请求信息和所述当前网络资源利用信息，得到所述源节点与所述目标节点之间的新增数据传输路径，包括：

所述控制节点接收所述源节点发送的请求信息，并获取所述数据传输网络中每个所述转发节点各自对应的状态信息和链路信息；

将与所述源节点连接的转发节点作为第一转发节点，所述控制节点根据所述第一转发节点的状态信息和链路信息，获取与所述第一转发节点连接的所有所述转发节点的当前已用带宽；

将与所述第一转发节点连接的所有转发节点作为第二转发节点，所述控制节点根据所述第二转发节点对应的所述最大可用带宽和所述当前已用带宽，确定所述第二转发节点的当前可用带宽；

所述控制节点根据所述源节点发送的请求信息，确定所述源节点待增加的传输带宽，将所述待增加的传输带宽作为第一目标传输带宽，所述控制节点根据所述第一目标传输带宽与所述第二转发节点的当前可用带宽之间的大小关系，建立所述源节点和所述目标节点之间的数据传输路径；

所述控制节点根据所述第一目标传输带宽与所述第二转发节点的当前可用带宽之间的大小关系，建立所述源节点和所述目标节点之间的数据传输路径，包括：

步骤A1，所述控制节点根据所述第二转发节点，建立所述源节点和所述目标节点之间的数据传输路径，所述数据传输路径包含所述第二转发节点；

若所述第二转发节点的当前可用带宽大于等于所述第一目标传输带宽，则结束；

若所述第二转发节点的当前可用带宽小于所述第一目标传输带宽，则执行步骤A2；

步骤A2，所述控制节点根据所述第二转发节点的状态信息，获取与所述第二转发节点连接的所有所述转发节点的当前已用带宽，并将与所述第二转发节点连接的所有所述转发节点作为第三转发节点，确定所述第三转发节点的当前可用带宽；

将所述第一目标传输带宽与所述第三转发节点的当前可用带宽之差作为第二目标传输带宽，执行步骤A3；

步骤A3，所述控制节点根据所述第三转发节点，建立所述源节点和所述目标节点之间的数据传输路径，所述数据传输路径包含所述第三转发节点；

若所述第三转发节点的当前可用带宽大于等于所述第二目标传输带宽，则结束；

若所述第三转发节点的当前可用带宽小于所述第二目标传输带宽，则执行步骤A4；

步骤A4，将所述第二目标传输带宽与所述第三转发节点的当前可用带宽之差作为所述第一目标传输带宽，将所述第三转发节点作为所述第二转发节点，重复步骤A2至A4，直至所述待增加的传输带宽被所述数据传输网络中的链路分担完毕。

采用上述进一步方案的有益效果是：源节点发送的请求信息中的传输带宽可能会发生变化，通过控制节点根据实际需求，利用数据传输网络中的空闲带宽，临时增加数据传输路径，尽可能地满足大流量数据传输需求，从整体上提高了数据传输网络的服务质量和数据传输能力。

进一步，所述步骤S3包括：

所述控制节点根据每个所述转发节点对应的所述状态信息和所述链路信息，确定当前网络资源利用信息；

对于每个所述源节点，所述控制节点根据所述当前网络资源利用信息、所述源节点对应的所述传输带宽和所述时延需求，建立所述源节点与所述目标节点之间的第一数据传输路径。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过集中控制的方式为源节点和目标节点建立数据传输路径，结构简单，转发节点功能简单，网络资源调度灵活，便于部署，易于维护和管理；该方法不需要多个节点之间分布式协作，响应速度快，整体一致性好。

进一步，所述控制节点根据所述当前网络资源利用信息、所述源节点对应的所述传输带宽和所述时延需求，建立所述源节点与所述目标节点之间的第一数据传输路径，包括：

所述控制节点根据所述当前网络资源利用信息、所述源节点对应的所述传输带宽和所述时延需求，利用路径规划算法建立所述源节点与所述目标节点之间的第一数据传输路径。

采用上述进一步方案的有益效果是：控制节点根据各个转发节点发送的信息了解网络资源情况，为后续数据传输路径的建立提供了前提条件；通过将集中控制、路径编排进行结合，有效避免了网络拥塞问题，提高了云边数据传输服务质量。

进一步，所述数据传输网络通过租用的带宽的逻辑链路连接各所述转发节点，每条所述逻辑链路具有不同的租用代价。

采用上述进一步方案的有益效果是：由于转发节点之间通过基于层叠网的逻辑链路连接，因此能确定每条逻辑链路的最大可用带宽及延迟时间，逻辑链路带宽采用租用方式，使得数据传输网络具备最大使用带宽、延迟和代价限定，提高了数据传输网络的传输质量。

进一步，所述转发节点具有缓存空间。

采用上述进一步方案的有益效果是：转发节点具有缓存能力，可应对传输流量突增且传输带宽不足的情况，增加网络数据传输能力，避免链路拥塞。

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明还提供了一种基于软件定义层叠网的云边数据传输路径规划系统，包括：

数据请求模块，用于控制节点接收源节点发送的请求信息，所述请求信息由所述源节点通过与所述源节点连接的转发节点发送至所述控制节点，所述请求信息包括所述源节点请求进行数据传输的目标节点信息、传输带宽和时延需求，所述目标节点为预先构建好的数据传输网络中的任一云端节点；

其中，所述数据传输网络包括一个控制节点、多个转发节点、至少一个源节点、至少一个云端节点，多个所述转发节点分别连接所述控制节点和所述云端节点，各所述转发节点之间通过逻辑链路连接，每个所述源节点各自连接一个所述转发节点；

数据获取模块，用于所述控制节点获取所述数据传输网络中每个所述转发节点各自对应的状态信息和链路信息；所述状态信息包括所述转发节点与其他所述转发节点、所述源节点、所述控制节点之间的连接链路信息，以及所述转发节点的剩余空间大小；所述链路信息包括所述转发节点的最大可用带宽和延迟时间；

路径建立模块，用于所述控制节点根据所述请求信息、所述状态信息和所述链路信息，建立所述源节点与所述目标节点之间的第一数据传输路径。

进一步，上述系统还包括：

数据传输路径增加模块，用于当所述源节点发送的请求信息中的所述传输带宽增加时，所述控制节点根据获取的每个所述转发节点对应的所述状态信息和所述链路信息，确定当前网络资源利用信息；

所述控制节点根据所述源节点发送的请求信息和所述当前网络资源利用信息，得到所述源节点与所述目标节点之间的新增数据传输路径，所述源节点与所述目标节点之间的目标数据传输路径包括所述新增数据传输路径和所述第一数据传输路径。

附图说明

图1为本发明中基于软件定义层叠网的数据传输网络示意图；

图2为本发明中基于软件定义层叠网的云边数据传输路径规划方法的流程示意图；

图3为本发明中基于软件定义层叠网的云边数据传输路径规划系统的结构示意图。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例一

为解决现有技术中存在的技术问题，本实施例提供了一种基于软件定义层叠网的云边数据传输路径规划方法，如图1和图2所示，包括：

步骤S1，控制节点接收源节点发送的请求信息，所述请求信息由所述源节点通过与所述源节点连接的转发节点发送至所述控制节点，所述请求信息包括所述源节点请求进行数据传输的目标节点信息、传输带宽和时延需求，所述目标节点为预先构建好的数据传输网络中的任一云端节点；

其中，所述数据传输网络包括一个控制节点、多个转发节点、至少一个源节点、至少一个云端节点，多个所述转发节点分别连接所述控制节点和所述云端节点，各所述转发节点之间通过逻辑链路连接，每个所述源节点各自连接一个所述转发节点。

其中，所述源节点表征向所述云端节点发送数据的发送端，所述云端节点表征数据接收端，发送请求信息表征请求发送数据；所述源节点向某一个或某一类所述云端节点按照指定的速率发送数据，且存在时延需求；所述云端节点与所述转发节点之间、所述源节点与所述转发节点之间通过接入链路连接；所述控制节点和所述转发节点为部署在网络上的代理服务器，所述控制节点用于执行控制逻辑，所述转发节点用于实现数据转发。

步骤S2，所述控制节点获取所述数据传输网络中每个所述转发节点各自对应的状态信息和链路信息；所述状态信息包括所述转发节点与其他所述转发节点、所述源节点、所述控制节点之间的连接链路信息，以及所述转发节点的剩余空间大小；所述链路信息包括所述转发节点的最大可用带宽和延迟时间。

步骤S3，所述控制节点根据所述请求信息、所述状态信息和所述链路信息，建立所述源节点与所述目标节点之间的第一数据传输路径。

其中，所述步骤S3包括：

所述控制节点根据每个所述转发节点对应的所述状态信息和所述链路信息，确定当前网络资源利用信息；

对于每个所述源节点，所述控制节点根据所述当前网络资源利用信息、所述源节点对应的所述传输带宽和所述时延需求，建立所述源节点与所述目标节点之间的第一数据传输路径。

其中，在构建所述数据传输网络之前，通过对所述转发节点和所述转发节点之间的逻辑链路进行编号，进而可以形成由所述转发节点和所述逻辑链路构成的网络拓扑图，根据网络拓扑图和各个所述转发节点对应发送的所述状态信息和所述链路信息，即可确定所述当前网络资源利用信息。

其中，所述控制节点根据所述当前网络资源利用信息、所述源节点对应的所述传输带宽和所述时延需求，建立所述源节点与所述目标节点之间的第一数据传输路径，包括：

所述控制节点根据所述当前网络资源利用信息、所述源节点对应的所述传输带宽和所述时延需求，利用路径规划算法建立所述源节点与所述目标节点之间的第一数据传输路径。

在确定所述数据传输路径后，所述控制节点向相应的所述转发节点发送转发数据包，所述转发数据包包括所述源节点信息、所述目标节点信息、转发速率、下一个转发节点信息。当所述转发数据包被发送到所述数据传输路径中的某一所述转发节点时，所述转发节点获取所述转发数据包中包含的信息，根据所述转发数据包中的转发速率发送至下一个转发节点。

可选的，所述数据传输网络通过租用的带宽的逻辑链路连接各所述转发节点，每条所述逻辑链路具有不同的租用代价，所述数据传输路径可以满足所述源节点对应的所述传输带宽和所述时延需求，且对应的租用带宽代价小。

实施例二

在上述实施例一的基础上，进一步，在流式传输过程中，每个所述转发节点会定期向所述控制节点发送自身的状态信息，所述状态信息包括所述转发节点与其他所述转发节点、所述源节点、所述控制节点之间的连接链路信息，以及所述转发节点的剩余空间大小，以便所述控制节点根据当前网络资源利用信息建立数据传输路径。

当所述源节点发送的请求信息中的所述传输带宽增加时，即请求信息中包括需要增加的传输带宽，即待增加传输带宽，则上述方法还包括：

所述控制节点根据获取的每个所述转发节点对应的所述状态信息和所述链路信息，确定当前网络资源利用信息；

所述控制节点根据所述源节点发送的请求信息和所述当前网络资源利用信息，得到所述源节点与所述目标节点之间的新增数据传输路径，所述源节点与所述目标节点之间的目标数据传输路径包括所述新增数据传输路径和所述第一数据传输路径。

其中，所述控制节点根据所述源节点发送的请求信息和所述当前网络资源利用信息，得到所述源节点与所述目标节点之间的新增数据传输路径，包括：

所述控制节点接收所述源节点发送的请求信息，并获取所述数据传输网络中每个所述转发节点各自对应的状态信息和链路信息，所述状态信息包括所述转发节点与其他所述转发节点、所述源节点、所述控制节点之间的连接链路信息，所述链路信息包括所述转发节点的最大可用带宽和当前已用带宽；

将与所述源节点连接的转发节点作为第一转发节点，所述控制节点根据所述第一转发节点的状态信息和链路信息，获取与所述第一转发节点连接的所有所述转发节点的当前已用带宽；

将与所述第一转发节点连接的所有转发节点作为第二转发节点，所述控制节点根据所述第二转发节点对应的所述最大可用带宽和所述当前已用带宽，确定所述第二转发节点的当前可用带宽；

所述控制节点根据所述源节点发送的请求信息，确定所述源节点待增加的传输带宽，将所述待增加的传输带宽作为第一目标传输带宽，所述控制节点根据所述第一目标传输带宽与所述第二转发节点的当前可用带宽之间的大小关系，建立所述源节点和所述目标节点之间的数据传输路径。

其中，所述控制节点根据所述第一目标传输带宽与所述第二转发节点的当前可用带宽之间的大小关系，建立所述源节点和所述目标节点之间的数据传输路径，包括：

步骤A1，所述控制节点根据所述第二转发节点，建立所述源节点和所述目标节点之间的数据传输路径，所述数据传输路径包含所述第二转发节点；

若所述第二转发节点的当前可用带宽大于等于所述第一目标传输带宽，则结束；

若所述第二转发节点的当前可用带宽小于所述第一目标传输带宽，则执行步骤A2；

步骤A2，所述控制节点根据所述第二转发节点的状态信息，获取与所述第二转发节点连接的所有所述转发节点的当前已用带宽，并将与所述第二转发节点连接的所有所述转发节点作为第三转发节点，确定所述第三转发节点的当前可用带宽；

将所述第一目标传输带宽与所述第三转发节点的当前可用带宽之差作为第二目标传输带宽，执行步骤A3；

步骤A3，所述控制节点根据所述第三转发节点，建立所述源节点和所述目标节点之间的数据传输路径，所述数据传输路径包含所述第三转发节点；

若所述第三转发节点的当前可用带宽大于等于所述第二目标传输带宽，则结束；

若所述第三转发节点的当前可用带宽小于所述第二目标传输带宽，则执行步骤A4；

步骤A4，将所述第二目标传输带宽与所述第三转发节点的当前可用带宽之差作为所述第一目标传输带宽，将所述第三转发节点作为所述第二转发节点，重复步骤A2至A4，直至所述待增加的传输带宽被所述数据传输网络中的链路分担完毕。

可选的，所述转发节点具有缓存空间。

在实际数据传输的过程中，所述源节点和所述目标节点之间需要传输的网络流量会面临突增的情况(即数据传输需求增加)，所述源节点的实际传输带宽需求会增加，当数据传输需求增加时，在所述数据传输路径中的所述转发节点处缓存部分数据，当数据传输需求降低后，再将缓存的数据传输到所述目标节点。同时，由于会存在多条所述数据传输路径共同占用一条链路的情况，当此链路对应的带宽不足以满足传输带宽需求时，可在此链路连接的所述转发节点处缓存部分数据，当数据传输需求降低后，再将缓存的数据传输到对应的节点。

实施例三

基于与上述实施例一所述的基于软件定义层叠网的云边数据传输路径规划方法相同的原理，本实施例提供了一种基于软件定义层叠网的云边数据传输路径规划系统，如图3所示，包括：

数据请求模块，用于控制节点接收源节点发送的请求信息，所述请求信息由所述源节点通过与所述源节点连接的转发节点发送至所述控制节点，所述请求信息包括所述源节点请求进行数据传输的目标节点信息、传输带宽和时延需求，所述目标节点为预先构建好的数据传输网络中的任一云端节点；

其中，所述数据传输网络包括一个控制节点、多个转发节点、至少一个源节点、至少一个云端节点，多个所述转发节点分别连接所述控制节点和所述云端节点，各所述转发节点之间通过逻辑链路连接，每个所述源节点各自连接一个所述转发节点；

数据获取模块，用于所述控制节点获取所述数据传输网络中每个所述转发节点各自对应的状态信息和链路信息；所述状态信息包括所述转发节点与其他所述转发节点、所述源节点、所述控制节点之间的连接链路信息，以及所述转发节点的剩余空间大小；所述链路信息包括所述转发节点的最大可用带宽和延迟时间；

路径建立模块，用于所述控制节点根据所述请求信息、所述状态信息和所述链路信息，建立所述源节点与所述目标节点之间的第一数据传输路径。

其中，所述路径建立模块包括：

信息处理单元，用于所述控制节点根据每个所述转发节点对应的所述状态信息和所述链路信息，确定当前网络资源利用信息；

路径建立单元，用于对于每个所述源节点，所述控制节点根据所述当前网络资源利用信息、所述源节点对应的所述传输带宽和所述时延需求，建立所述源节点与所述目标节点之间的第一数据传输路径；

其中，所述路径建立单元具体用于：

对于每个所述源节点，所述控制节点根据所述当前网络资源利用信息、所述源节点对应的所述传输带宽和所述时延需求，利用路径规划算法建立所述源节点与所述目标节点之间的第一数据传输路径。

可选的，上述系统还包括：

数据传输路径增加模块，用于当所述源节点发送的请求信息中的所述传输带宽增加时，所述控制节点根据获取的每个所述转发节点对应的所述状态信息和所述链路信息，确定当前网络资源利用信息；

所述控制节点根据所述源节点发送的请求信息和所述当前网络资源利用信息，得到所述源节点与所述目标节点之间的新增数据传输路径，所述源节点与所述目标节点之间的目标数据传输路径包括所述新增数据传输路径和所述第一数据传输路径。

当所述源节点发送的请求信息中的所述传输带宽增加时，所述数据传输路径增加模块包括：

第一处理子模块，用于所述控制节点根据获取的每个所述转发节点对应的所述状态信息和所述链路信息，确定当前网络资源利用信息；

第二处理子模块，用于所述控制节点根据所述源节点发送的请求信息和所述当前网络资源利用信息，得到所述源节点与所述目标节点之间的新增数据传输路径，所述源节点与所述目标节点之间的目标数据传输路径包括所述新增数据传输路径和所述第一数据传输路径。

其中，所述第二处理子模块具体包括：

第一处理单元，用于所述控制节点接收所述源节点发送的请求信息，并获取所述数据传输网络中每个所述转发节点各自对应的状态信息和链路信息；

第二处理单元，用于所述控制节点根据第一转发节点的状态信息和链路信息，获取与所述第一转发节点连接的所有所述转发节点的当前已用带宽；其中，所述第一转发节点为所述源节点连接的转发节点；

第三处理单元，用于所述控制节点根据第二转发节点对应的所述最大可用带宽和所述当前已用带宽，确定所述第二转发节点的当前可用带宽；其中，所述第二转发节点为与所述第一转发节点连接的所有转发节点；

第四处理单元，用于所述控制节点根据所述源节点发送的请求信息，确定所述源节点待增加的传输带宽，将所述待增加的传输带宽作为第一目标传输带宽，所述控制节点根据所述第一目标传输带宽与所述第二转发节点的当前可用带宽之间的大小关系，建立所述源节点和所述目标节点之间的数据传输路径。

其中，所述第四处理单元具体包括：

第一处理子单元，用于所述控制节点根据所述第二转发节点，建立所述源节点和所述目标节点之间的数据传输路径，所述数据传输路径包含所述第二转发节点；若所述第二转发节点的当前可用带宽大于等于所述第一目标传输带宽，则结束；若所述第二转发节点的当前可用带宽小于所述第一目标传输带宽，则执行第二处理子单元的处理过程；

第二处理子单元，用于所述控制节点根据所述第二转发节点的状态信息，获取与所述第二转发节点连接的所有所述转发节点的当前已用带宽，并将与所述第二转发节点连接的所有所述转发节点作为第三转发节点，确定所述第三转发节点的当前可用带宽；将所述第一目标传输带宽与所述第三转发节点的当前可用带宽之差作为第二目标传输带宽，执行第三处理子单元的处理过程；

第三处理子单元，用于所述控制节点根据所述第三转发节点，建立所述源节点和所述目标节点之间的数据传输路径，所述数据传输路径包含所述第三转发节点；若所述第三转发节点的当前可用带宽大于等于所述第二目标传输带宽，则结束；若所述第三转发节点的当前可用带宽小于所述第二目标传输带宽，则执行第四处理子单元的处理过程；

第四处理子单元，用于将所述第二目标传输带宽与所述第三转发节点的当前可用带宽之差作为所述第一目标传输带宽，将所述第三转发节点作为所述第二转发节点，重复所述第二处理子单元至所述第四处理子单元的处理过程，直至所述待增加的传输带宽被所述数据传输网络中的链路分担完毕。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种基于软件定义层叠网的云边数据传输路径规划方法，其特征在于，包括：

步骤S1，控制节点接收源节点发送的请求信息，所述请求信息由所述源节点通过与所述源节点连接的转发节点发送至所述控制节点，所述请求信息包括所述源节点请求进行数据传输的目标节点信息、传输带宽和时延需求，所述目标节点为预先构建好的数据传输网络中的任一云端节点；

其中，所述数据传输网络包括一个控制节点、多个转发节点、至少一个源节点、至少一个云端节点，多个所述转发节点分别连接所述控制节点和所述云端节点，各所述转发节点之间通过逻辑链路连接，每个所述源节点各自连接一个所述转发节点；

步骤S2，所述控制节点获取所述数据传输网络中每个所述转发节点各自对应的状态信息和链路信息；所述状态信息包括所述转发节点与其他所述转发节点、所述源节点、所述控制节点之间的连接链路信息，以及所述转发节点的剩余空间大小；所述链路信息包括所述转发节点的最大可用带宽和延迟时间；

步骤S3，所述控制节点根据所述请求信息、所述状态信息和所述链路信息，建立所述源节点与所述目标节点之间的第一数据传输路径；

其中，所述步骤S3包括：

所述控制节点根据每个所述转发节点对应的所述状态信息和所述链路信息，确定当前网络资源利用信息；

对于每个所述源节点，所述控制节点根据所述当前网络资源利用信息、所述源节点对应的所述传输带宽和所述时延需求，建立所述源节点与所述目标节点之间的第一数据传输路径；

其中，所述控制节点根据所述当前网络资源利用信息、所述源节点对应的所述传输带宽和所述时延需求，建立所述源节点与所述目标节点之间的第一数据传输路径，包括：

所述控制节点根据所述当前网络资源利用信息、所述源节点对应的所述传输带宽和所述时延需求，利用路径规划算法建立所述源节点与所述目标节点之间的第一数据传输路径。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述源节点发送的请求信息中的所述传输带宽增加时，所述控制节点根据获取的每个所述转发节点对应的所述状态信息和所述链路信息，确定当前网络资源利用信息；

所述控制节点根据所述源节点发送的请求信息和所述当前网络资源利用信息，得到所述源节点与所述目标节点之间的新增数据传输路径，所述源节点与所述目标节点之间的目标数据传输路径包括所述新增数据传输路径和所述第一数据传输路径。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制节点根据所述源节点发送的请求信息和所述当前网络资源利用信息，得到所述源节点与所述目标节点之间的新增数据传输路径，包括：

所述控制节点接收所述源节点发送的请求信息，并获取所述数据传输网络中每个所述转发节点各自对应的状态信息和链路信息；

将与所述源节点连接的转发节点作为第一转发节点，所述控制节点根据所述第一转发节点的状态信息和链路信息，获取与所述第一转发节点连接的所有所述转发节点的当前已用带宽；

将与所述第一转发节点连接的所有转发节点作为第二转发节点，所述控制节点根据所述第二转发节点对应的所述最大可用带宽和所述当前已用带宽，确定所述第二转发节点的当前可用带宽；

所述控制节点根据所述源节点发送的请求信息，确定所述源节点待增加的传输带宽，将所述待增加的传输带宽作为第一目标传输带宽，所述控制节点根据所述第一目标传输带宽与所述第二转发节点的当前可用带宽之间的大小关系，建立所述源节点和所述目标节点之间的数据传输路径。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制节点根据所述第一目标传输带宽与所述第二转发节点的当前可用带宽之间的大小关系，建立所述源节点和所述目标节点之间的数据传输路径，包括：

步骤A1，所述控制节点根据所述第二转发节点，建立所述源节点和所述目标节点之间的数据传输路径，所述数据传输路径包含所述第二转发节点；

若所述第二转发节点的当前可用带宽大于等于所述第一目标传输带宽，则结束；

若所述第二转发节点的当前可用带宽小于所述第一目标传输带宽，则执行步骤A2；

步骤A2，所述控制节点根据所述第二转发节点的状态信息，获取与所述第二转发节点连接的所有所述转发节点的当前已用带宽，并将与所述第二转发节点连接的所有所述转发节点作为第三转发节点，确定所述第三转发节点的当前可用带宽；

将所述第一目标传输带宽与所述第三转发节点的当前可用带宽之差作为第二目标传输带宽，执行步骤A3；

步骤A3，所述控制节点根据所述第三转发节点，建立所述源节点和所述目标节点之间的数据传输路径，所述数据传输路径包含所述第三转发节点；

若所述第三转发节点的当前可用带宽大于等于所述第二目标传输带宽，则结束；

若所述第三转发节点的当前可用带宽小于所述第二目标传输带宽，则执行步骤A4；

步骤A4，将所述第二目标传输带宽与所述第三转发节点的当前可用带宽之差作为所述第一目标传输带宽，将所述第三转发节点作为所述第二转发节点，重复步骤A2至A4，直至所述待增加的传输带宽被所述数据传输网络中的链路分担完毕。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据传输网络通过租用的带宽的逻辑链路连接各所述转发节点，每条所述逻辑链路具有不同的租用代价。

6.一种基于软件定义层叠网的云边数据传输路径规划系统，其特征在于，包括：

数据请求模块，用于控制节点接收源节点发送的请求信息，所述请求信息由所述源节点通过与所述源节点连接的转发节点发送至所述控制节点，所述请求信息包括所述源节点请求进行数据传输的目标节点信息、传输带宽和时延需求，所述目标节点为预先构建好的数据传输网络中的任一云端节点；

其中，所述数据传输网络包括一个控制节点、多个转发节点、至少一个源节点、至少一个云端节点，多个所述转发节点分别连接所述控制节点和所述云端节点，各所述转发节点之间通过逻辑链路连接，每个所述源节点各自连接一个所述转发节点；

数据获取模块，用于所述控制节点获取所述数据传输网络中每个所述转发节点各自对应的状态信息和链路信息；所述状态信息包括所述转发节点与其他所述转发节点、所述源节点、所述控制节点之间的连接链路信息，以及所述转发节点的剩余空间大小；所述链路信息包括所述转发节点的最大可用带宽和延迟时间；

路径建立模块，用于所述控制节点根据所述请求信息、所述状态信息和所述链路信息，建立所述源节点与所述目标节点之间的第一数据传输路径；

其中，所述路径建立模块包括：

信息处理单元，用于所述控制节点根据每个所述转发节点对应的所述状态信息和所述链路信息，确定当前网络资源利用信息；

路径建立单元，用于对于每个所述源节点，所述控制节点根据所述当前网络资源利用信息、所述源节点对应的所述传输带宽和所述时延需求，建立所述源节点与所述目标节点之间的第一数据传输路径；

其中，所述路径建立单元具体用于：

对于每个所述源节点，所述控制节点根据所述当前网络资源利用信息、所述源节点对应的所述传输带宽和所述时延需求，利用路径规划算法建立所述源节点与所述目标节点之间的第一数据传输路径。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

数据传输路径增加模块，用于当所述源节点发送的请求信息中的所述传输带宽增加时，所述控制节点根据获取的每个所述转发节点对应的所述状态信息和所述链路信息，确定当前网络资源利用信息；

所述控制节点根据所述源节点发送的请求信息和所述当前网络资源利用信息，得到所述源节点与所述目标节点之间的新增数据传输路径，所述源节点与所述目标节点之间的目标数据传输路径包括所述新增数据传输路径和所述第一数据传输路径。