CN117499297B - 数据包传输路径的筛选方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种数据包传输路径的筛选方法和装置,其中,该方法包括在数据传输网络中存在待传输的目标数据包的情况下,从目标拓扑结构中提取出允许传输目标数据包的多条参考路径;根据目标拓扑结构当前的数据传输信息对目标拓扑结构的初始权重集合进行更新,得到目标权重集合;根据目标权重集合和每条参考路径的多个参考路径信息从多条参考路径中筛选出目标路径。通过本申请,可以解决相关技术中数据传输网络的数据传输效率较低的问题,达到提高数据传输网络的数据传输效率的效果。
Description
技术领域
本申请实施例涉及计算机领域,具体而言,涉及一种数据包传输路径的筛选方法及装置。
背景技术
随着互联网技术的发展,通信网络的复杂性持续提升,材料科学、制造工艺的突破推动终端设备处理能力不断提高,然而网络设备与传输信道的发展速度相对缓慢,随着新业务对通信网络的性能提出了更高要求,数据的高效传输成为未来网络控制技术的发展目标。传统路由方法一般采用最短路径算法规划路径,通过对网络拓扑结果进行分析,从而找到数据在网络拓扑结构中的最短转发路径,由于数据传输路径变短,缩短数据传输路径,但是由于网络拓扑结构的复杂性和网络拓扑结构中传输数据的多样性导致筛选出的最短路径可能较为拥塞,无法满足对整个网络拓扑结果的数据高效传输的需求。
发明内容
本申请实施例提供了一种数据包传输路径的筛选方法及装置,以至少解决相关技术中数据传输网络的数据传输效率较低的问题。
根据本申请的一个实施例,提供了一种数据包传输路径的筛选方法,数据传输网络包括目标控制器和多个数据转发节点,所述多个数据转发节点具有目标拓扑结构,所述目标控制器与所述目标拓扑结构连接,所述目标控制器用于从所述目标拓扑结构中为待传输的数据包筛选传输路径,所述方法应用于所述目标控制器,所述方法包括:在所述数据传输网络中存在待传输的目标数据包的情况下,从所述目标拓扑结构中提取出允许传输所述目标数据包的多条参考路径,其中,所述多条参考路径具有相同的起始节点和终止节点;根据所述目标拓扑结构当前的数据传输信息对所述目标拓扑结构的初始权重集合进行更新,得到所述目标权重集合,其中,所述数据传输信息用于表征所述目标拓扑结构中每个所述数据转发节点上的数据包转发情况,所述初始权重集合中包括多个特征维度中每个所述特征维度的初始权重参数,所述初始权重参数用于指示接收到所述目标数据包之前所述目标拓扑结构中每个所述特征维度下路径信息对所述目标拓扑结构的数据传输质量的影响情况,所述目标权重集合中的每个目标权重参数用于指示当前的所述目标拓扑结构中每个所述特征维度下路径信息对所述目标拓扑结构的数据传输质量的影响情况;根据所述目标权重集合和每条所述参考路径的多个参考路径信息从所述多条参考路径中筛选出目标路径,其中,所述目标路径用于传输所述目标数据包,所述多个参考路径信息中每个参考路径信息用于从对应的特征维度表征对应的所述参考路径的数据传输性能。
可选的,所述根据所述目标拓扑结构当前的数据传输信息对所述目标拓扑结构的所述初始权重集合进行更新,得到所述目标权重集合,包括:以所述初始权重集合为初始迭代参数,具有所述数据传输信息的所述目标拓扑结构的数据传输质量满足目标质量条件为迭代目标,对具有对应关系的多个所述特征维度的权重参数与数据传输质量中的权重参数进行迭代更新,其中,在任意一次迭代更新中,将当前的权重参数集合与目标步长的和值确定为下一次迭代的权重参数集合;在迭代到达到所述迭代目标的情况下,停止所述迭代更新,并将得到的权重参数集合确定为所述目标权重参数。
可选的,所述对具有对应关系的多个所述特征维度的权重参数与数据传输质量中的权重参数进行迭代更新,包括:在执行任意一次所述迭代更新的过程中,确定当前的权重参数集合是否使得所述目标拓扑结构的数据传输质量满足所述目标质量条件;在确定出所述目标拓扑结构的数据传输质量未满足所述目标质量条件的情况下,根据所述数据传输信息和当前的权重参数集合确定本次迭代更新的所述目标步长;使用所述目标步长对当前的权重参数集合进行更新,得到下一次迭代的权重参数集合。
可选的,所述根据所述数据传输信息和当前的权重参数集合确定本次迭代更新的所述目标步长,包括:使用所述数据传输信息构建所述目标拓扑结构的数据传输质量函数,其中,所述数据传输质量函数表示了多个所述特征维度的权重参数与所述目标拓扑结构的数据传输质量之间的关联关系;使用当前的权重参数集合对所述数据传输质量函数进行求导,得到所述目标步长。
可选的,所述使用当前的权重参数集合对所述数据传输质量函数进行求导,得到所述目标步长,包括:将当前的权重参数集合中每个权重参数增加目标参数值,得到参考权重参数集合;将所述参考权重参数集合输入至所述数据传输质量函数中的,得到候选传输质量;计算所述候选传输质量和所述当前的权重参数集合对应的初始传输质量的目标差值;将所述目标差值和所述目标参数值的商值确定为所述目标步长。
可选的,所述使用所述目标步长对当前的权重参数集合进行更新,得到下一次迭代的权重参数集合,包括:获取目标学习率,其中,所述目标学习率用于表征所述目标步长对权重参数的更新结果的影响情况;计算所述目标学习率和所述初始权重参数的目标乘积值;将所述目标乘积值和当前的权重参数集合的和值确定为下一次迭代的权重参数集合。
可选的,所述获取目标学习率,包括:检测当前已经对权重参数执行的迭代更新的执行次数;根据所述执行次数确定所述目标学习率。
可选的,所述根据所述执行次数确定所述目标学习率,包括:在所述执行次数大于或者等于预设次数的情况下,确定所述目标学习率为;在所述执行次数小于所述预设次数的情况下,确定所述目标学习率为/>。
可选的,所述获取目标学习率,包括:在所述目标网拓扑结构中已经执行过数据包的转发操作的情况下,确定所述目标学习率为。
可选的,在所述根据所述目标拓扑结构当前的数据传输信息对所述目标拓扑结构的初始权重集合进行更新之前,所述方法还包括:获取当前控制周期之前的候选控制周期多个所述特征维度中每个所述特征维度的候选权重参数,以及所述候选控制周期所述目标拓扑结构的候选数据传输质量;在所述候选数据传输质量满足候选质量条件的情况下,将所述候选权重参数确定为所述初始权重参数。
可选的,所述根据所述目标权重集合和每条所述参考路径的所述多个参考路径信息从所述多条参考路径中筛选出目标路径,包括:根据目标权重集合和每条所述参考路径的所述多个参考路径信息确定每条所述参考路径对所述目标数据包的参考传输质量;根据所述参考传输质量从所述多条参考路径中筛选出目标路径。
可选的,所述根据目标权重集合和每条所述参考路径的所述多个参考路径信息确定每条所述参考路径对所述目标数据包的参考传输质量,包括:根据所述目标权重参数对所述多个参考路径信息进行加权计算;将所述加权计算的结果确定为所述参考传输质量。
可选的,所述根据所述目标权重参数对所述多个参考路径信息进行加权计算,包括:计算第一权重和所述参考路径的参考路径长度的第一乘积值,以及第二权重和所述参考路径的链路拥塞参数的第二乘积值,其中,所述目标权重参数包括所述第一权重和所述第二权重,所述参考路径信息包括所述参考路径长度和所述链路拥塞参数;计算所述第一乘积值和所述第二乘积值的目标和值得到所述加权计算的结果。
可选的,所述方法还包括通过如下方式获取所述参考路径信息:获取每个所述参考路径上当前的数据传输流量;根据所述数据传输流量确定所述参考路径的链路拥塞参数,其中,所述参考路径信息包括所述链路拥塞参数。
可选的,所述链路拥塞参数是通过如下公式计算得到的:
,
其中,为所述链路拥塞参数,n为所述参考路径中的所述数据转发节点数量,/>为所述参考路径中包括的所述数据转发节点的所述数据传输流量,/>为所述参考路径的带宽。
可选的,所述获取每个所述参考路径上当前的数据传输流量,包括:从目标邻接矩阵中搜索出所述参考路径所包括的每个子路径段上的初始数据流量,其中,所述目标邻接矩阵中用于记录所述目标拓扑结构中任意两个所述转发节点之间的路径上传输的数据流量;将所述参考路径的所述子路径段的所述初始数据流量和值确定为所述数据传输流量。
可选的,在所述从所述目标拓扑结构中提取出允许传输所述目标数据包的多条参考路径之前,所述方法还包括:获取数据包集合中存储的多个数据包的参考优先级,其中,所述数据包集合用于存储待传输的数据包;将所述参考优先级大于或者等于目标阈值的数据包确定为所述目标数据包。
根据本申请的另一个实施例,提供了一种数据传输网络,包括:目标控制器和多个数据转发节点,所述多个数据转发节点具有目标拓扑结构,所述目标控制器与所述目标拓扑结构连接,所述目标控制器用于从所述目标拓扑结构中为待传输的数据包筛选传输路径,其中,在所述数据传输网络中存在待传输的目标数据包的情况下,所述目标控制器从所述目标拓扑结构中提取出允许传输所述目标数据包的多条参考路径,其中,所述多条参考路径具有相同的起始节点和终止节点;根据所述目标拓扑结构当前的数据传输信息对所述目标拓扑结构的初始权重集合进行更新,得到所述目标权重集合,其中,所述数据传输信息用于表征所述目标拓扑结构中每个所述数据转发节点上的数据包转发情况,所述初始权重集合中包括多个特征维度中每个所述特征维度的初始权重参数,所述初始权重参数用于指示接收到所述目标数据包之前所述目标拓扑结构中每个所述特征维度下路径信息对所述目标拓扑结构的数据传输质量的影响情况,所述目标权重集合中的每个目标权重参数用于指示当前的所述目标拓扑结构中每个所述特征维度下路径信息对所述目标拓扑结构的数据传输质量的影响情况;所述目标控制器根据所述目标权重集合和每条所述参考路径的多个参考路径信息从所述多条参考路径中筛选出目标路径,其中,所述多个参考路径信息中每个参考路径信息用于从对应的特征维度表征对应的所述参考路径的数据传输性能;所述数据传输网络通过所述目标路径传输所述目标数据包。
根据本申请的另一个实施例,提供了一种数据包传输路径的筛选装置,数据传输网络包括目标控制器和多个数据转发节点,所述多个数据转发节点具有目标拓扑结构,所述目标控制器与所述目标拓扑结构连接,所述目标控制器用于从所述目标拓扑结构中为待传输的数据包筛选传输路径,所述装置应用于所述目标控制器,包括:提取模块,用于在待所述数据传输网络传输目标数据包的情况下,从所述目标拓扑结构中提取出允许传输所述目标数据包的多条参考路径,其中,所述多条参考路径具有相同的起始节点和终止节点;处理模块,用于根据所述目标拓扑结构当前的数据传输信息对所述目标拓扑结构的初始权重集合进行更新,得到所述目标权重集合,其中,所述数据传输信息用于表征所述目标拓扑结构中每个所述数据转发节点上的数据包转发情况,所述初始权重集合中包括多个特征维度中每个所述特征维度的初始权重参数,所述初始权重参数用于指示接收到所述目标数据包之前所述目标拓扑结构中每个所述特征维度下路径信息对所述目标拓扑结构的数据传输质量的影响情况,所述目标权重集合中的每个目标权重参数用于指示当前的所述目标拓扑结构中每个所述特征维度下路径信息对所述目标拓扑结构的数据传输质量的影响情况;筛选模块,用于根据所述目标权重集合和每条所述参考路径的多个参考路径信息从所述多条参考路径中筛选出目标路径,其中,所述目标路径用于传输所述目标数据包,所述多个参考路径信息中每个参考路径信息用于从对应的特征维度表征对应的所述参考路径的数据传输性能。
根据本申请的又一个实施例,还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序,其中,所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。
根据本申请的又一个实施例,还提供了一种电子设备,包括存储器和处理器,所述存储器中存储有计算机程序,所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
通过本申请,数据传输网络包括目标控制器和多个数据转发节点,数据包在多个数据转发节点组成的目标拓扑结构中包括的传输数据的传输路径中传输,通过为每条传输路径包括的多个特征维度的路径信息根据每个特征维度下路径信息对目标拓扑结构的数据传输的质量影响情况设置对应的权重参数,并且能够拓扑结构当前的数据传输信息对拓扑结构的权重参数进行更新,从而实现根据数据传输信息对不同特征维度下路径信息的权重参数的动态调整,进而在待数据传输网络传输目标数据包的时候,通过根据目标拓扑结构当前的数据传输信息对目标拓扑结构的初始权重集合进行更新,得到目标权重集合,进而使用每条参考路径的多个特征维度的多个参考路径信息和目标权重集合对多个参考路径进行筛选,从而在多个参考路径中筛选出用于传输目标数据包的目标路径,实现根据不同特征维度的路径信息对拓扑结构的数据传输质量的影响情况进行路径筛选,保证了数据传输网络对数据包的传输质量,可以解决相关技术中数据传输网络的数据传输效率较低的问题,达到提高数据传输网络的数据传输效率的效果。
附图说明
图1是本申请实施例的一种数据包传输路径的筛选方法的服务器设备的硬件结构框图;
图2是根据本申请实施例的数据包传输路径的筛选方法的流程图;
图3是根据本申请实施例的一种可选的网络架构示意图;
图4是根据本申请实施例的数据传输网络示意图;
图5是根据本申请实施例的数据包传输路径的筛选装置的结构框图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的实施例。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
本申请实施例中所提供的方法实施例可以在服务器设备或者类似的运算装置中执行。以运行在服务器设备上为例,图1是本申请实施例的一种数据包传输路径的筛选方法的服务器设备的硬件结构框图。如图1所示,服务器设备可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)和用于存储数据的存储器104,其中,上述服务器设备还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解,图1所示的结构仅为示意,其并不对上述服务器设备的结构造成限定。例如,服务器设备还可包括比图1中所示更多或者更少的组件,或者具有与图1所示不同的配置。
存储器104可用于存储计算机程序,例如,应用软件的软件程序以及模块,如本申请实施例中的数据包传输路径的筛选方法对应的计算机程序,处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序,从而执行各种功能应用以及数据处理,即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器,还可包括非易失性存储器,如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中,存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至服务器设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
传输设备106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括服务器设备的通信供应方提供的无线网络。在一个实例中,传输设备106包括一个网络适配器(Network Interface Controller,简称为NIC),其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中,传输设备106可以为射频(Radio Frequency,简称为RF)模块,其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
在本实施例中提供了一种数据包传输路径的筛选方法,图2是根据本申请实施例的数据包传输路径的筛选方法的流程图,数据传输网络包括目标控制器和多个数据转发节点,所述多个数据转发节点具有目标拓扑结构,所述目标控制器与所述目标拓扑结构连接,所述目标控制器用于从所述目标拓扑结构中为待传输的数据包筛选传输路径,所述方法应用于所述目标控制器,如图2所示,该流程包括如下步骤:
步骤S202,在待所述数据传输网络传输目标数据包的情况下,从所述目标拓扑结构中提取出允许传输所述目标数据包的多条参考路径,其中,所述多条参考路径具有相同的起始节点和终止节点;
步骤S204,根据所述目标拓扑结构当前的数据传输信息对所述目标拓扑结构的初始权重集合进行更新,得到所述目标权重集合,其中,所述数据传输信息用于表征所述目标拓扑结构中每个所述数据转发节点上的数据包转发情况,所述初始权重集合中包括多个特征维度中每个所述特征维度的初始权重参数,所述初始权重参数用于指示接收到所述目标数据包之前所述目标拓扑结构中每个所述特征维度下路径信息对所述目标拓扑结构的数据传输质量的影响情况,所述目标权重集合中的每个目标权重参数用于指示当前的所述目标拓扑结构中每个所述特征维度下路径信息对所述目标拓扑结构的数据传输质量的影响情况;
步骤S206,根据所述目标权重集合和每条所述参考路径的所述多个参考路径信息从所述多条参考路径中筛选出目标路径,其中,所述目标路径用于传输所述目标数据包,所述多个参考路径信息中每个参考路径信息用于从对应的特征维度表征对应的所述参考路径的数据传输性能。
通过上述步骤,数据传输网络包括目标控制器和多个数据转发节点,数据包在多个数据转发节点组成的目标拓扑结构中包括的传输数据的传输路径中传输,通过为每条传输路径包括的多个特征维度的路径信息根据每个特征维度下路径信息对目标拓扑结构的数据传输的质量影响情况设置对应的权重参数,并且能够拓扑结构当前的数据传输信息对拓扑结构的权重参数进行更新,从而实现根据数据传输信息对不同特征维度下路径信息的权重参数的动态调整,进而在待数据传输网络传输目标数据包的时候,通过根据目标拓扑结构当前的数据传输信息对目标拓扑结构的初始权重集合进行更新,得到目标权重集合,进而使用每条参考路径的多个特征维度的多个参考路径信息和目标权重集合对多个参考路径进行筛选,从而在多个参考路径中筛选出用于传输目标数据包的目标路径,实现根据不同特征维度的路径信息对拓扑结构的数据传输质量的影响情况进行路径筛选,保证了数据传输网络对数据包的传输质量,可以解决相关技术中数据传输网络的数据传输效率较低的问题,达到提高数据传输网络的数据传输效率的效果。
在本申请实施例中数据传输网络可以但不限于是SDN(Software DefinedNetwork,软件定义网络)架构网络SDN 是可以进行编程性的网络,由 SDN 控制器、南向接口和北向接口组成。图3是根据本申请实施例的一种可选的网络架构示意图,如图3所示。SDN 包括应用层、控制层和转发层,转发层包括多个网络设备(即数据转发节点),网络设备之间具有目标拓扑结构,数据从网络设备构成的拓扑结构中传输,控制层中包括SDN控制器,控制器用于从多个网络设备构成的拓扑结构中为数据包筛选传输路径。SDN网络使用OpenFlow交换机根据流表来来确定如何处理报文,其中流表由流表项组成,其包含匹配字段,动作和优先级等信息,来判断如何处理该报文。SDN控制器通过流表项来控制交换机处理报文。
在上述步骤S202提供的实施例中,目标拓扑结构中包括的多个数据转发节点之间具有相互连接关系,因此将数据包从起始节点传输到终止节点会存在多种不同参考路径。
可选地,在本申请实施例中,从目标拓扑结构中提取出参考路径可以是通过从具有对应关系的拓扑结构、起始节点、终止节点和路径的对应关系中搜索与目标拓扑结构、起始节点和终止节点对应的参考传输路径。
可选地,在本申请实施例中,参考传输路径还可以是通过构建多个数据转发节点之间的连接拓扑图,通过从连接拓扑图中以起始位置为起点,终止位置为终点进行路径搜索,从而得到多个参考路径。
在上述步骤S204提供的实施例中,参考路径信息可以但不限于包括路径长度信息和路径传输质量信息,路径长度信息可以但不限于包括当前路径所包括的数据转发节点的数量,路径传输质量信息用于指示对应的路径对数据包的传输质量,路径传输质量信息可以但不限于包括路径拥塞信息(用于指示路径所包括的数据转发节点的数据传输拥塞情况)、路径丢包信息和路径延迟。
可选地,在本申请实施例中,目标权重集合中包括与每个参考路径信息对应的权重。使用目标权重集合进行参考路径的筛选后,在目标拓扑结构中传输数据的数据传输质量大于或者等于目标数据传输质量。
可选地,在本申请实施例中,数据传输质量可以但不限于包括目标拓扑结构中的数据总吞吐量、目标拓扑结构中的数据传输延迟、目标拓扑结构中的总丢包率等等,本方案对此不做限定。
可选地,在本申请实施例中,目标权重集合可以但不限于通过从具有对应关系的节点拓扑结构、权重集合和数据传输质量中查找与当前目标拓扑结构和传输质量需求对应的目标权重集合,比如,可以采用构建节点拓扑结构、权重和数据传输质量的关系公式的方式,进而通过对关系同时进行寻优求解的方式从中查找到满足数据传输质量需求的权重,或者还可以采用训练网络模型的方式,构建记录了目标拓扑结构下数据传输质量和权重关系的网络模型,进而使用网络模型输出与数据传输需求对应的权重,得到目标权重集合。
可选地,在本申请实施例中,初始权重集合中记录的初始权重参数可以是当前控制周期之前的参考控制周期内使用的权重参数,即目标控制器定期对使用的权重集合进行更新迭代,在每个控制周期开始时需要再上一个控制周期使用的权重参数的基础上进行更新迭代。
可选地,在本申请实施例中,使用目标拓扑结构当前的数据传输信息对初始权重集合进行更新的方式可以是根据目标拓扑结构当前的数据传输信息确定与当前数据传输信息对应的权重更新量,使用权重更新量对初始权重集合中每个权重参数进行更新,从而得到目标权重集合。
可选地,在本申请实施例中,根据目标拓扑结构当前的数据传输信息对初始权重参数进行更新的方式还可以是通过对初始权重参数进行寻优迭代的方式,即寻优迭代的过程中,迭代的起点为初始权重参数,迭代的终点为具有数据传输信息的目标拓扑结构的数据传输质量满足目标质量条件,因此每次迭代时,可以根据数据传输质量的目标拓扑结构在对应权重参数下的传输质量确定出对当前权重参数的更新迭代量,进而直到数据传输质量满足目标质量条件的情况下,停止迭代。
在上述步骤S206提供的实施例中,目标权重集合中记录了每个目标权重参数对目标拓扑结构的数据传输质量的影响情况,进而可以通过使用目标权重集合中的目标权重参数对多个参考路径信息进行加权求和计算的方式,从而计算出每个参考路径的数据传输质量分值,进而根据数据传输质量分值从多个参考路径中筛选出目标路径。或者还可以根据目标权重集合中包括的目标权重参数从而确定出多个参考路径信息中对数据传输质量影响大于目标影响值的目标路径信息,进而通过对多个参考路径的目标路径信息进行匹配,从而将目标路径信息大于或者等于目标值的参考路径确定为目标路径,本方案对此不做限定。
作为一种可选的实施例,所述根据所述目标拓扑结构当前的数据传输信息对所述目标拓扑结构的所述初始权重集合进行更新,得到所述目标权重集合,包括:
以所述初始权重集合为初始迭代参数,具有所述数据传输信息的所述目标拓扑结构的数据传输质量满足目标质量条件为迭代目标,对具有对应关系的多个所述特征维度的权重参数与数据传输质量中的权重参数进行迭代更新,其中,在任意一次迭代更新中,将当前的权重参数集合与目标步长的和值确定为下一次迭代的权重参数集合;
在迭代到达到所述迭代目标的情况下,停止所述迭代更新,并将得到的权重参数集合确定为所述目标权重参数。
可选地,在本申请实施例中,可以通过构建在当前数据传输信息的目标拓扑结构下的数据传输质量函数的方式,该数据传输质量函数中记录了当前数据传输信息的目标拓扑结构下的数据传输质量和权重参数之间的关联关系,进而通过对数据传输质量在不同权重参数下进行求导计算的方式,得到在对应的权重参数下为了使目标拓扑结构的数据传输质量满足目标质量对权重参数的参数更新梯度,进而使用参数更新梯度对权重参数进行更新,得到更新后的权重参数。
可选地,在本申请实施例中,在每次进行权重参数的更新迭代后,可以根据使用更新后的权重参数下目标拓扑结构的数据传输质量是否满足目标数据传输质量,从而确定迭代是否达到迭代目标,或者还可以通过检测迭代次数是否达到目标迭代次数,从而确定是否达到迭代目标,即当迭代次数达到目标迭代次数的情况下,确定迭代达到了迭代目标。
通过以上步骤,通过以初始权重集合为初始迭代参数,以具有数据传输信息的目标拓扑结构的数据传输质量满足目标质量条件为迭代目标,对多个特征维度的权重参数进行更新迭代,从而实现对权重参数的寻优求解,得到与当前数据传输信息下的目标拓扑结构对应的权重参数,保证了权重参数的准确性。
作为一种可选的实施例,所述对具有对应关系的多个所述特征维度的权重参数与数据传输质量中的权重参数进行迭代更新,包括:
在执行任意一次所述迭代更新的过程中,确定当前的权重参数集合是否使得所述目标拓扑结构的数据传输质量满足所述目标质量条件;
在确定出所述目标拓扑结构的数据传输质量未满足所述目标质量条件的情况下,根据所述数据传输信息和当前的权重参数集合确定本次迭代更新的所述目标步长;
使用所述目标步长对当前的权重参数集合进行更新,得到下一次迭代的权重参数集合。
可选地,在本申请实施例中,确定本次迭代更新的目标步长可以先构建在当前数据传输信息的目标拓扑结构下的数据传输质量函数,该数据传输质量函数中记录了当前数据传输信息的目标拓扑结构下的数据传输质量和权重参数之间的关联关系,进而通过确定数据传输函数在本次迭代前的权重参数处对应的导数,从而将该导数确定为本次迭代更新的目标步长。
作为一种可选的实施例,所述根据所述数据传输信息和当前的权重参数集合确定本次迭代更新的所述目标步长,包括:
使用所述数据传输信息构建所述目标拓扑结构的数据传输质量函数,其中,所述数据传输质量函数表示了多个所述特征维度的权重参数与所述目标拓扑结构的数据传输质量之间的关联关系;
使用当前的权重参数集合对所述数据传输质量函数进行求导,得到所述目标步长。
可选地,在本申请实施例中,数据传输质量可以但不限于包括目标拓扑结构的总吞吐量、总网络延迟、总丢包率等等,本方案对此不做限定。
数据传输质量函数在不同权重参数下的导数表征在对应权重参数下,为了使目标拓扑结构的数据传输质量满足目标质量条件,权重参数的迭代更新步长值。
作为一种可选的实施例,所述使用当前的权重参数集合对所述数据传输质量函数进行求导,得到所述目标步长,包括:
将当前的权重参数集合中每个权重参数增加目标参数值,得到参考权重参数集合;
将所述参考权重参数集合输入至所述数据传输质量函数中的,得到候选传输质量;
计算所述候选传输质量和所述当前的权重参数集合对应的初始传输质量的目标差值;
将所述目标差值和所述目标参数值的商值确定为所述目标步长。
可选地,在本申请实施例中,目标参数值可以是根据需求设置的一个数值较小的常数,比如目标参数值可以是。
作为一种可选的实施例,所述使用所述目标步长对当前的权重参数集合进行更新,得到下一次迭代的权重参数集合,包括:
获取目标学习率,其中,所述目标学习率用于表征所述目标步长对权重参数的更新结果的影响情况;
计算所述目标学习率和所述初始权重参数的目标乘积值;
将所述目标乘积值和当前的权重参数集合的和值确定为下一次迭代的权重参数集合。
可选地,在本申请实施例中,学习率可以是根据经验或者根据精度需求设置的固定值。
可选地,在本申请实施例中,目标学习率用于表征步长对权重参数的更新结果的影响情况,学习率能够影响权重参数的更新迭代速率,学习率设置的值较小时,权重参数的收敛速率较慢,学习率设置的值较大时,权重参数的收敛速率较快,但是容易跳出权重参数的最优解。因此在本实施例中,权重参数还可以是根据需求设置变化值,即在更新迭代的过程中,不同的阶段学习率取值不同,比如对前n次迭代设定学习率为一个较大值,加速权重参数的收敛,当迭代次数大于n次时,将学习率设置为一个较小的值,从而提高权重参数的精度,本方案对此不做限定。
作为一种可选的实施例,所述获取目标学习率,包括:
检测当前已经对权重参数执行的迭代更新的执行次数;
根据所述执行次数确定所述目标学习率。
可选地,在本申请实施例中,学习率影响了权重参数的收敛速度和收敛精度,因此可以在对权重参数进行迭代的不同迭代阶段,设置不同的学习率,从而在加速权重参数的收敛速率的基础上保证权重参数的准确性,比如,对于权重参数的不同迭代阶段,设置不同的学习率,在迭代更新的初期,设置较大的学习率,加快权重参数的收敛,在迭代更新的后期,设置较小的学习率,保证权重参数的迭代精度。
作为一种可选的实施例,所述根据所述执行次数确定所述目标学习率,包括:
在所述执行次数大于或者等于预设次数的情况下,确定所述目标学习率为;
在所述执行次数小于所述预设次数的情况下,确定所述目标学习率为。
作为一种可选的实施例,所述获取目标学习率,包括:
在所述目标拓扑结构中已经执行过数据包的转发操作的情况下,确定所述目标学习率为。
作为一种可选的实施例,在所述根据所述目标拓扑结构当前的数据传输信息对所述目标拓扑结构的初始权重集合进行更新之前,所述方法还包括:
获取当前控制周期之前的候选控制周期多个所述特征维度中每个所述特征维度的候选权重参数,以及所述候选控制周期所述目标拓扑结构的候选数据传输质量;
在所述候选数据传输质量满足候选质量条件的情况下,将所述候选权重参数确定为所述初始权重参数。
通过以上内容,通过获取当前时刻之前的候选控制周期的候选权重参数和候选数据传输质量,并在候选数据传输质量满足候选质量条件的情况下,将候选权重参数确定为初始权重参数,从而优化的权重参数的更新迭代的起点,加快了权重参数的收敛速度。
作为一种可选的实施例,所述根据所述目标权重集合和每条所述参考路径的所述多个参考路径信息从所述多条参考路径中筛选出目标路径,包括:
根据目标权重集合和每条所述参考路径的所述多个参考路径信息确定每条所述参考路径对所述目标数据包的参考传输质量;
根据所述参考传输质量从所述多条参考路径中筛选出目标路径。
可选地,在本申请实施例中,参考传输质量可以是使用目标权重集合中记录的权重参数对多个参考路径信息进行加权求和计算得到的。
可选地,在本申请实施例中,目标路径为多个参考路径中参考传输质量大于目标质量条件的路径。
作为一种可选的实施例,所述根据目标权重集合和每条所述参考路径的所述多个参考路径信息确定每条所述参考路径对所述目标数据包的参考传输质量,包括:
根据所述目标权重参数对所述多个参考路径信息进行加权计算;
将所述加权计算的结果确定为所述参考传输质量。
可选地,在本申请实施例中,根据目标权重参数对多个参考路径信息进行加权计算的方式可以是计算参考路径信息和对应的权重参数的乘积值,然后计算多个参考路径信息的权重参数的乘积值的和值。
作为一种可选的实施例,所述根据所述目标权重参数对所述多个参考路径信息进行加权计算,包括:
计算第一权重和所述参考路径的参考路径长度的第一乘积值,以及第二权重和所述参考路径的链路拥塞参数的第二乘积值,其中,所述目标权重参数包括所述第一权重和所述第二权重,所述参考路径信息包括所述参考路径长度和所述链路拥塞参数;
计算所述第一乘积值和所述第二乘积值的目标和值得到所述加权计算的结果。
作为一种可选的实施例,所述方法还包括通过如下方式获取所述参考路径信息:
获取每个所述参考路径上当前的数据传输流量;
根据所述数据传输流量确定所述参考路径的链路拥塞参数,其中,所述参考路径信息包括所述链路拥塞参数。
可选地,在本申请实施例中,参考路径的数据传输流量可以是对参考路径包括的全部数据转发节点上传输的流量进行统计得到的,即获取参考路径上各个数据转发节点上传输的数据量,对各个计算的数据量进行求和,得到参考路径上当前的数据传输流量。
作为一种可选的实施例,所述链路拥塞参数是通过如下公式计算得到的:
,
其中,为所述链路拥塞参数,n为所述参考路径中的所述数据转发节点数量,为所述参考路径中包括的所述数据转发节点的所述数据传输流量,/>为所述参考路径的带宽。
作为一种可选的实施例,所述获取每个所述参考路径上当前的数据传输流量,包括:
从目标邻接矩阵中搜索出所述参考路径所包括的每个子路径段上的初始数据流量,其中,所述目标邻接矩阵中用于记录所述目标拓扑结构中任意两个所述转发节点之间的路径上传输的数据流量;
将所述参考路径的所述子路径段的所述初始数据流量和值确定为所述数据传输流量。
可选地,在本申请实施例中,目标邻接矩阵可以是以表格的形式记录任意两个转发节点之间的路径上传输的数据流量,表1是根据本申请实施例的一种可选的邻接矩阵表,如表1所示:
表1
/>
表中的第一行和第一列分别记录了目标拓扑结构中的不同数据传输节点,表中除第一行和第一列意外的位置记录了对应的节点之间的路径上数据流量,假设网络中有4个节点,邻接矩阵如上,1--4上流量是最多的,即最拥挤,1--2和2--3上有1条流量,其他节点没有流量。因此选择1-4,1-2-4,和1-3-4这条路径拥挤量可以认为是2,1,0这三种情况。
作为一种可选的实施例,在所述从所述目标拓扑结构中提取出允许传输所述目标数据包的多条参考路径之前,所述方法还包括:
获取数据包集合中存储的多个数据包的参考优先级,其中,所述数据包集合用于存储待传输的数据包;
将所述参考优先级大于或者等于目标阈值的数据包确定为所述目标数据包。
可选地,在本申请实施例中,数据包的优先级可以是根据数据包中携带的数据类型确定的,或者是根据接收到数据包的先后顺序确定的,本方案对此不做限定。
本申请根据网络选定的路由路径长度和该路径下流量拥挤情况设定一个惩罚函数,对于每个报文,尽量选择惩罚函数小的路由路径,以保证最优路由路径选择。本申请中设置每个路由信息对应的权重参数来对不同路由信息进行路由算法控制,权重参数根据网络构建和报文转发情况动态变化,以获得最优路由选择。
以SDN网络为例,SDN网络使用OpenFlow交换机根据流表来确定如何处理报文,其中流表由流表项组成,其包含匹配字段,动作和优先级的信息,来判断如何处理该报文。SDK控制器通过流表项来控制交换机处理报文。
对于SDN网络,我们的目标是个体上优先处理优先级高的报文,报文的转发尽量使用最短路径,报文转发尽量避免使用同一链路(导致流量堵塞)。宏观上尽可能提高网络的吞吐率,提高网络效率。
很自然的思想就是从局部最优拓展到全局最优。局部最优的想法如下:我们将所有的报文根据优先级从高到低排列,作为我们处理报文的顺序。设定一个惩罚函数:
,
其中代表路径长度,/>代表该路径的流量堵塞程度。/>和/>为权重参数。在每个报文选择路径时,使用贪心算法思想,保证每次选择时惩罚函数最小。
由于网络链路带宽不同,带宽越大,网络杜塞程度越低。综上考虑,可以确定堵塞程的函数形式:
,
其中,n为经过的节点数,为当前路径下报文流量,/>为当前路径下宽带量。
对于路径长度的惩罚函数,在本文中是比较简单构建的,使用路径经过的节点个数即可,即:
。
确定权重参数和/>,是本文的关键所在。虽然SDN网络的拓扑结构短时间上时不会发生变化的,但网络中的报文结构和报文大小是常常变化的,因此本发明认为,应当通过的调节权重参数/>和/>,来调节SDN网络路由选择策略,以应对网络中的变化。
对于权重参数和,我们可以通过吞吐量来确定最优权重参数,找两个最优权
重和构建的损失函数所确定的路由策略能够使得网络吞吐量最大。即:
,
其中THP为网络的总吞吐量。
本文使用数值梯度法来确定使总吞吐量最大时的权重参数和/>, 首先使用一个小的常数/>,以此确定参数/>和/>的梯度如下:
,
。
确定一个学习率以及迭代次数/>,在1000次迭代中通过如下形式来确定最优解/>和/>。
由于网络报文结构以及大小经常发生变化,本发明认为应该不断地对和/>进行修正来适应不同的情形,也就是说,设定/>。
当前本发明方法构建有一个问题未解决,即学习率是固定的,若学习率设定较小会导致/>和/>前期收敛较慢,使得权重/>和/>修正跟不上网络变化。若学习率设定较大,很容易使得权重/>和/>跳出最优解。因此本文认为应当对学习率进行动态规划,这里设定一个迭代常数/>,当迭代次数小于/>时,设定学习率/>,当迭代次数大于/>时,设定学习率/>。
当然,如果当前SDN网络已经进行过多次报文转发,对权重参数和/>有了丰富的先验数据,也可以利用先验数据设定权重参数/>和/>初始值,此时可以固定学习率,并保证权重参数的快速收敛。
在本申请实施例中,一方面在SDN网络中针对路由路径选择设定一个损失函数,损失函数是由路由路径的选择长度和路径中流量的拥挤量来确定。网络中的报文根据优先级排序,保证损失函数最小的情况下选择最优路由路径。另一方面,在损失函数中添加了权重参数和/>,使用数值梯度法来确定两个最优权重参数/>和/>来使得网络整体吞吐量最大。这种办法的好处是,虽然SDN网络拓扑结构短时间是固定的,但网络中的报文是动态的,本发明通过动态调节权重参数/>和/>,获取SDN网络最大吞吐量时的最优路由路径选择。
在本实施例中提供了一种数据传输网络,图4是根据本申请实施例的数据传输网络示意图,包括:目标控制器和多个数据转发节点,所述多个数据转发节点具有目标拓扑结构,所述目标控制器与所述目标拓扑结构连接,所述目标控制器用于从所述目标拓扑结构中为待传输的数据包筛选传输路径,其中,
在所述数据传输网络中存在待传输的目标数据包的情况下,所述目标控制器从所述目标拓扑结构中提取出允许传输所述目标数据包的多条参考路径,其中,所述多条参考路径具有相同的起始节点和终止节点;
根据所述目标拓扑结构当前的数据传输信息对所述目标拓扑结构的初始权重集合进行更新,得到所述目标权重集合,其中,所述数据传输信息用于表征所述目标拓扑结构中每个所述数据转发节点上的数据包转发情况,所述初始权重集合中包括多个特征维度中每个所述特征维度的初始权重参数,所述初始权重参数用于指示接收到所述目标数据包之前所述目标拓扑结构中每个所述特征维度下路径信息对所述目标拓扑结构的数据传输质量的影响情况,所述目标权重集合中的每个目标权重参数用于指示当前的所述目标拓扑结构中每个所述特征维度下路径信息对所述目标拓扑结构的数据传输质量的影响情况;
所述目标控制器根据所述目标权重集合和每条所述参考路径的多个参考路径信息从所述多条参考路径中筛选出目标路径,其中,所述多个参考路径信息中每个参考路径信息用于从对应的特征维度表征对应的所述参考路径的数据传输性能;
所述数据传输网络通过所述目标路径传输所述目标数据包。
通过以上内容,数据传输网络包括目标控制器和多个数据转发节点,数据包在多个数据转发节点组成的目标拓扑结构中包括的传输数据的传输路径中传输,通过为每条传输路径包括的多个特征维度的路径信息根据每个特征维度下路径信息对目标拓扑结构的数据传输的质量影响情况设置对应的权重参数,并且能够拓扑结构当前的数据传输信息对拓扑结构的权重参数进行更新,从而实现根据数据传输信息对不同特征维度下路径信息的权重参数的动态调整,进而在待数据传输网络传输目标数据包的时候,通过根据目标拓扑结构当前的数据传输信息对目标拓扑结构的初始权重集合进行更新,得到目标权重集合,进而使用每条参考路径的多个特征维度的多个参考路径信息和目标权重集合对多个参考路径进行筛选,从而在多个参考路径中筛选出用于传输目标数据包的目标路径,实现根据不同特征维度的路径信息对拓扑结构的数据传输质量的影响情况进行路径筛选,保证了数据传输网络对数据包的传输质量,可以解决相关技术中数据传输网络的数据传输效率较低的问题,达到提高数据传输网络的数据传输效率的效果。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机,计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
在本实施例中还提供了一种数据包传输路径的筛选装置,该装置用于实现上述实施例及优选实施方式,已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的,术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现,但是硬件,或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图5是根据本申请实施例的数据包传输路径的筛选装置的结构框图,如图5所示,数据传输网络包括目标控制器和多个数据转发节点,所述多个数据转发节点具有目标拓扑结构,所述目标控制器与所述目标拓扑结构连接,所述目标控制器用于从所述目标拓扑结构中为待传输的数据包筛选传输路径,所述装置应用于所述目标控制器,所述装置包括:提取模块,用于在待所述数据传输网络传输目标数据包的情况下,从所述目标拓扑结构中提取出允许传输所述目标数据包的多条参考路径,其中,所述多条参考路径具有相同的起始节点和终止节点;处理模块,用于根据所述目标拓扑结构当前的数据传输信息对所述目标拓扑结构的初始权重集合进行更新,得到所述目标权重集合,其中,所述数据传输信息用于表征所述目标拓扑结构中每个所述数据转发节点上的数据包转发情况,所述初始权重集合中包括多个特征维度中每个所述特征维度的初始权重参数,所述初始权重参数用于指示接收到所述目标数据包之前所述目标拓扑结构中每个所述特征维度下路径信息对所述目标拓扑结构的数据传输质量的影响情况,所述目标权重集合中的每个目标权重参数用于指示当前的所述目标拓扑结构中每个所述特征维度下路径信息对所述目标拓扑结构的数据传输质量的影响情况;筛选模块,用于根据所述目标权重集合和每条所述参考路径的多个参考路径信息从所述多条参考路径中筛选出目标路径,其中,所述目标路径用于传输所述目标数据包,所述多个参考路径信息中每个参考路径信息用于从对应的特征维度表征对应的所述参考路径的数据传输性能。
通过以上内容,数据传输网络包括目标控制器和多个数据转发节点,数据包在多个数据转发节点组成的目标拓扑结构中包括的传输数据的传输路径中传输,通过为每条传输路径包括的多个特征维度的路径信息根据每个特征维度下路径信息对目标拓扑结构的数据传输的质量影响情况设置对应的权重参数,并且能够拓扑结构当前的数据传输信息对拓扑结构的权重参数进行更新,从而实现根据数据传输信息对不同特征维度下路径信息的权重参数的动态调整,进而在待数据传输网络传输目标数据包的时候,通过根据目标拓扑结构当前的数据传输信息对目标拓扑结构的初始权重集合进行更新,得到目标权重集合,进而使用每条参考路径的多个特征维度的多个参考路径信息和目标权重集合对多个参考路径进行筛选,从而在多个参考路径中筛选出用于传输目标数据包的目标路径,实现根据不同特征维度的路径信息对拓扑结构的数据传输质量的影响情况进行路径筛选,保证了数据传输网络对数据包的传输质量,可以解决相关技术中数据传输网络的数据传输效率较低的问题,达到提高数据传输网络的数据传输效率的效果。
可选的,所述处理模块,包括:
第一处理单元,用于以所述初始权重集合为初始迭代参数,具有所述数据传输信息的所述目标拓扑结构的数据传输质量满足目标质量条件为迭代目标,对具有对应关系的多个所述特征维度的权重参数与数据传输质量中的权重参数进行迭代更新,其中,在任意一次迭代更新中,将当前的权重参数集合与目标步长的和值确定为下一次迭代的权重参数集合;
第二处理单元,用于在迭代到达到所述迭代目标的情况下,停止所述迭代更新,并将得到的权重参数集合确定为所述目标权重参数。
可选的,所述第一处理单元,用于:
在执行任意一次所述迭代更新的过程中,确定当前的权重参数集合是否使得所述目标拓扑结构的数据传输质量满足所述目标质量条件;
在确定出所述目标拓扑结构的数据传输质量未满足所述目标质量条件的情况下,根据所述数据传输信息和当前的权重参数集合确定本次迭代更新的所述目标步长;
使用所述目标步长对当前的权重参数集合进行更新,得到下一次迭代的权重参数集合。
可选的,所述第一处理单元,用于:使用所述数据传输信息构建所述目标拓扑结构的数据传输质量函数,其中,所述数据传输质量函数表示了多个所述特征维度的权重参数与所述目标拓扑结构的数据传输质量之间的关联关系;
使用当前的权重参数集合对所述数据传输质量函数进行求导,得到所述目标步长。
可选的,所述第一处理单元,用于:
将当前的权重参数集合中每个权重参数增加目标参数值,得到参考权重参数集合;
将所述参考权重参数集合输入至所述数据传输质量函数中的,得到候选传输质量;
计算所述候选传输质量和所述当前的权重参数集合对应的初始传输质量的目标差值;
将所述目标差值和所述目标参数值的商值确定为所述目标步长。
可选的,所述第一处理单元,用于:
获取目标学习率,其中,所述目标学习率用于表征所述目标步长对权重参数的更新结果的影响情况;
计算所述目标学习率和所述初始权重参数的目标乘积值;
将所述目标乘积值和当前的权重参数集合的和值确定为下一次迭代的权重参数集合。
可选的,所述第一处理单元,用于:
检测当前已经对权重参数执行的迭代更新的执行次数;
根据所述执行次数确定所述目标学习率。
可选的,所述第一处理单元,用于:
在所述执行次数大于或者等于预设次数的情况下,确定所述目标学习率为;
在所述执行次数小于所述预设次数的情况下,确定所述目标学习率为。
可选的,所述第一处理单元,用于:
在所述目标拓扑结构中已经执行过数据包的转发操作的情况下,确定所述目标学习率为。
可选的,所述装置还包括:
第一获取模块,用于在所述根据所述目标拓扑结构当前的数据传输信息对所述目标拓扑结构的初始权重集合进行更新之前,获取当前控制周期之前的候选控制周期多个所述特征维度中每个所述特征维度的候选权重参数,以及所述候选控制周期所述目标拓扑结构的候选数据传输质量;
第一确定模块,用于在所述候选数据传输质量满足候选质量条件的情况下,将所述候选权重参数确定为所述初始权重参数。
可选的,所述筛选模块,包括:
确定单元,用于根据目标权重集合和每条所述参考路径的所述多个参考路径信息确定每条所述参考路径对所述目标数据包的参考传输质量;
筛选单元,用于根据所述参考传输质量从所述多条参考路径中筛选出目标路径。
可选的,所述第一确定单元,用于:
根据所述目标权重参数对所述多个参考路径信息进行加权计算;
将所述加权计算的结果确定为所述参考传输质量。
可选的,所述确定单元,用于:
计算第一权重和所述参考路径的参考路径长度的第一乘积值,以及第二权重和所述参考路径的链路拥塞参数的第二乘积值,其中,所述目标权重参数包括所述第一权重和所述第二权重,所述参考路径信息包括所述参考路径长度和所述链路拥塞参数;
计算所述第一乘积值和所述第二乘积值的目标和值得到所述加权计算的结果。
可选的,所述装置还包括:
第二获取模块,用于获取每个所述参考路径上当前的数据传输流量;
第二确定模块,用于根据所述数据传输流量确定所述参考路径的链路拥塞参数,其中,所述参考路径信息包括所述链路拥塞参数。
可选的,所述链路拥塞参数是通过如下公式计算得到的:
,
其中,为所述链路拥塞参数,n为所述参考路径中的所述数据转发节点数量,/>为所述参考路径中包括的所述数据转发节点的所述数据传输流量,/>为所述参考路径的带宽。
可选的,所述获取模块,用于:
搜索单元,用于从目标邻接矩阵中搜索出所述参考路径所包括的每个子路径段上的初始数据流量,其中,所述目标邻接矩阵中用于记录所述目标拓扑结构中任意两个所述转发节点之间的路径上传输的数据流量。
确定单元,用于将所述参考路径的所述子路径段的所述初始数据流量和值确定为所述数据传输流量。
可选的,所述装置还包括:
第三获取模块,用于在所述从所述目标拓扑结构中提取出允许传输所述目标数据包的多条参考路径之前,获取数据包集合中存储的多个数据包的参考优先级,其中,所述数据包集合用于存储待传输的数据包;
第三确定模块,用于将所述参考优先级大于或者等于目标阈值的数据包确定为所述目标数据包。
需要说明的是,上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的,对于后者,可以通过以下方式实现,但不限于此:上述模块均位于同一处理器中;或者,上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。
本申请的实施例还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质中存储有计算机程序,其中,该计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。
在一个示例性实施例中,上述计算机可读存储介质可以包括但不限于:U盘、只读存储器(Read-Only Memory,简称为ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,简称为RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。
本申请的实施例还提供了一种电子设备,包括存储器和处理器,该存储器中存储有计算机程序,该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
在一个示例性实施例中,上述电子设备还可以包括传输设备以及输入输出设备,其中,该传输设备和上述处理器连接,该输入输出设备和上述处理器连接。
本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及示例性实施方式中所描述的示例,本实施例在此不再赘述。
显然,本领域的技术人员应该明白,上述的本申请的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,并且在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样,本申请不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (21)
1.一种数据包传输路径的筛选方法,其特征在于,
数据传输网络包括目标控制器和多个数据转发节点,所述多个数据转发节点具有目标拓扑结构,所述目标控制器与所述目标拓扑结构连接,所述目标控制器用于从所述目标拓扑结构中为待传输的数据包筛选传输路径,所述方法应用于所述目标控制器,所述方法包括:
在所述数据传输网络中存在待传输的目标数据包的情况下,从所述目标拓扑结构中提取出允许传输所述目标数据包的多条参考路径,其中,所述多条参考路径具有相同的起始节点和终止节点;
根据所述目标拓扑结构当前的数据传输信息对所述目标拓扑结构的初始权重集合进行更新,得到目标权重集合,其中,所述数据传输信息用于表征所述目标拓扑结构中每个所述数据转发节点上的数据包转发情况,所述初始权重集合中包括多个特征维度中每个所述特征维度的初始权重参数,所述初始权重参数用于指示接收到所述目标数据包之前所述目标拓扑结构中每个所述特征维度下路径信息对所述目标拓扑结构的数据传输质量的影响情况,所述目标权重集合中的每个目标权重参数用于指示当前的所述目标拓扑结构中每个所述特征维度下路径信息对所述目标拓扑结构的数据传输质量的影响情况;
根据所述目标权重集合和每条所述参考路径的多个参考路径信息从所述多条参考路径中筛选出目标路径,其中,所述目标路径用于传输所述目标数据包,所述多个参考路径信息中每个参考路径信息用于从对应的特征维度表征对应的所述参考路径的数据传输性能。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述根据所述目标拓扑结构当前的数据传输信息对所述目标拓扑结构的所述初始权重集合进行更新,得到所述目标权重集合,包括:
以所述初始权重集合为初始迭代参数,具有所述数据传输信息的所述目标拓扑结构的数据传输质量满足目标质量条件为迭代目标,对具有对应关系的多个所述特征维度的权重参数与数据传输质量中的权重参数进行迭代更新,其中,在任意一次迭代更新中,将当前的权重参数集合与目标步长的和值确定为下一次迭代的权重参数集合;
在迭代到达到所述迭代目标的情况下,停止所述迭代更新,并将得到的权重参数集合确定为所述目标权重参数。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,
所述对具有对应关系的多个所述特征维度的权重参数与数据传输质量中的权重参数进行迭代更新,包括:
在执行任意一次所述迭代更新的过程中,确定当前的权重参数集合是否使得所述目标拓扑结构的数据传输质量满足所述目标质量条件;
在确定出所述目标拓扑结构的数据传输质量未满足所述目标质量条件的情况下,根据所述数据传输信息和当前的权重参数集合确定本次迭代更新的所述目标步长;
使用所述目标步长对当前的权重参数集合进行更新,得到下一次迭代的权重参数集合。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,
所述根据所述数据传输信息和当前的权重参数集合确定本次迭代更新的所述目标步长,包括:
使用所述数据传输信息构建所述目标拓扑结构的数据传输质量函数,其中,所述数据传输质量函数表示了多个所述特征维度的权重参数与所述目标拓扑结构的数据传输质量之间的关联关系;
使用当前的权重参数集合对所述数据传输质量函数进行求导,得到所述目标步长。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,
所述使用当前的权重参数集合对所述数据传输质量函数进行求导,得到所述目标步长,包括:
将当前的权重参数集合中每个权重参数增加目标参数值,得到参考权重参数集合;
将所述参考权重参数集合输入至所述数据传输质量函数中的,得到候选传输质量;
计算所述候选传输质量和所述当前的权重参数集合对应的初始传输质量的目标差值;
将所述目标差值和所述目标参数值的商值确定为所述目标步长。
6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,
所述使用所述目标步长对当前的权重参数集合进行更新,得到下一次迭代的权重参数集合,包括:
获取目标学习率,其中,所述目标学习率用于表征所述目标步长对权重参数的更新结果的影响情况;
计算所述目标学习率和所述初始权重参数的目标乘积值;
将所述目标乘积值和当前的权重参数集合的和值确定为下一次迭代的权重参数集合。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,
所述获取目标学习率,包括:
检测当前已经对权重参数执行的迭代更新的执行次数;
根据所述执行次数确定所述目标学习率。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,
所述根据所述执行次数确定所述目标学习率,包括:
在所述执行次数大于或者等于预设次数的情况下,确定所述目标学习率为;
在所述执行次数小于所述预设次数的情况下,确定所述目标学习率为。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,
所述获取目标学习率,包括:
在所述目标拓扑结构中已经执行过数据包的转发操作的情况下,确定所述目标学习率为。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
在所述根据所述目标拓扑结构当前的数据传输信息对所述目标拓扑结构的初始权重集合进行更新之前,所述方法还包括:
获取当前控制周期之前的候选控制周期多个所述特征维度中每个所述特征维度的候选权重参数,以及所述候选控制周期所述目标拓扑结构的候选数据传输质量;
在所述候选数据传输质量满足候选质量条件的情况下,将所述候选权重参数确定为所述初始权重参数。
11.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述根据所述目标权重集合和每条所述参考路径的所述多个参考路径信息从所述多条参考路径中筛选出目标路径,包括:
根据目标权重集合和每条所述参考路径的所述多个参考路径信息确定每条所述参考路径对所述目标数据包的参考传输质量;
根据所述参考传输质量从所述多条参考路径中筛选出目标路径。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,
所述根据目标权重集合和每条所述参考路径的所述多个参考路径信息确定每条所述参考路径对所述目标数据包的参考传输质量,包括:
根据所述目标权重参数对所述多个参考路径信息进行加权计算;
将所述加权计算的结果确定为所述参考传输质量。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,
所述根据所述目标权重参数对所述多个参考路径信息进行加权计算,包括:
计算第一权重和所述参考路径的参考路径长度的第一乘积值,以及第二权重和所述参考路径的链路拥塞参数的第二乘积值,其中,所述目标权重参数包括所述第一权重和所述第二权重,所述参考路径信息包括所述参考路径长度和所述链路拥塞参数;
计算所述第一乘积值和所述第二乘积值的目标和值得到所述加权计算的结果。
14.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述方法还包括通过如下方式获取所述参考路径信息:
获取每个所述参考路径上当前的数据传输流量;
根据所述数据传输流量确定所述参考路径的链路拥塞参数,其中,所述参考路径信息包括所述链路拥塞参数。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,
所述链路拥塞参数是通过如下公式计算得到的:
,
其中,为所述链路拥塞参数,n为所述参考路径中的所述数据转发节点数量,为所述参考路径中包括的所述数据转发节点的所述数据传输流量,/>为所述参考路径的带宽。
16.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,
所述获取每个所述参考路径上当前的数据传输流量,包括:
从目标邻接矩阵中搜索出所述参考路径所包括的每个子路径段上的初始数据流量,其中,所述目标邻接矩阵中用于记录所述目标拓扑结构中任意两个所述转发节点之间的路径上传输的数据流量;
将所述参考路径的所述子路径段的所述初始数据流量和值确定为所述数据传输流量。
17.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
在所述从所述目标拓扑结构中提取出允许传输所述目标数据包的多条参考路径之前,所述方法还包括:
获取数据包集合中存储的多个数据包的参考优先级,其中,所述数据包集合用于存储待传输的数据包;
将所述参考优先级大于或者等于目标阈值的数据包确定为所述目标数据包。
18.一种数据传输网络,其特征在于,
包括:目标控制器和多个数据转发节点,所述多个数据转发节点具有目标拓扑结构,所述目标控制器与所述目标拓扑结构连接,所述目标控制器用于从所述目标拓扑结构中为待传输的数据包筛选传输路径,其中,
在所述数据传输网络中存在待传输的目标数据包的情况下,所述目标控制器从所述目标拓扑结构中提取出允许传输所述目标数据包的多条参考路径,其中,所述多条参考路径具有相同的起始节点和终止节点;
根据所述目标拓扑结构当前的数据传输信息对所述目标拓扑结构的初始权重集合进行更新,得到目标权重集合,其中,所述数据传输信息用于表征所述目标拓扑结构中每个所述数据转发节点上的数据包转发情况,所述初始权重集合中包括多个特征维度中每个所述特征维度的初始权重参数,所述初始权重参数用于指示接收到所述目标数据包之前所述目标拓扑结构中每个所述特征维度下路径信息对所述目标拓扑结构的数据传输质量的影响情况,所述目标权重集合中的每个目标权重参数用于指示当前的所述目标拓扑结构中每个所述特征维度下路径信息对所述目标拓扑结构的数据传输质量的影响情况;
所述目标控制器根据所述目标权重集合和每条所述参考路径的多个参考路径信息从所述多条参考路径中筛选出目标路径,其中,所述多个参考路径信息中每个参考路径信息用于从对应的特征维度表征对应的所述参考路径的数据传输性能;
所述数据传输网络通过所述目标路径传输所述目标数据包。
19.一种数据包传输路径的筛选装置,其特征在于,
数据传输网络包括目标控制器和多个数据转发节点,所述多个数据转发节点具有目标拓扑结构,所述目标控制器与所述目标拓扑结构连接,所述目标控制器用于从所述目标拓扑结构中为待传输的数据包筛选传输路径,所述装置应用于所述目标控制器,所述装置包括:
提取模块,用于在待所述数据传输网络传输目标数据包的情况下,从所述目标拓扑结构中提取出允许传输所述目标数据包的多条参考路径,其中,所述多条参考路径具有相同的起始节点和终止节点;
处理模块,用于根据所述目标拓扑结构当前的数据传输信息对所述目标拓扑结构的初始权重集合进行更新,得到目标权重集合,其中,所述数据传输信息用于表征所述目标拓扑结构中每个所述数据转发节点上的数据包转发情况,所述初始权重集合中包括多个特征维度中每个所述特征维度的初始权重参数,所述初始权重参数用于指示接收到所述目标数据包之前所述目标拓扑结构中每个所述特征维度下路径信息对所述目标拓扑结构的数据传输质量的影响情况,所述目标权重集合中的每个目标权重参数用于指示当前的所述目标拓扑结构中每个所述特征维度下路径信息对所述目标拓扑结构的数据传输质量的影响情况;
筛选模块,用于根据所述目标权重集合和每条所述参考路径的多个参考路径信息从所述多条参考路径中筛选出目标路径,其中,所述目标路径用于传输所述目标数据包,所述多个参考路径信息中每个参考路径信息用于从对应的特征维度表征对应的所述参考路径的数据传输性能。
20.一种计算机可读存储介质,其特征在于,
所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序,其中,所述计算机程序被处理器执行时实现所述权利要求1至17任一项中所述的方法的步骤。
21.一种电子设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,
所述处理器执行所述计算机程序时实现所述权利要求1至17任一项中所述的方法的步骤。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US10530632B1 (en) * | 2017-09-29 | 2020-01-07 | Equinix, Inc. | Inter-metro service chaining |
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