基於多維度數據的網絡流量智能調度方法與流程
2023-12-01 11:38:22
1.本發明屬於網絡通信技術領域，具體涉及基於多維度數據的網絡流量智能調度方法。
背景技術：
2.近年來，網際網路和流媒體的發展越來越受到人們關注，各公司普遍實現自己的網絡加速服務，網絡路由算法越來越豐富。其中，普遍使用的有固定路由調度或者dijkstra算法或各類ai算法。該類調度方法只是按不同省份和運營商信息進行固定的調度，或者根據延遲計算最小延遲路徑。沒有考慮到多維數據進行綜合計算路徑。另外還存在如下問題：1.未全面考慮多維度數據，比如：抖動、丟包、機器負載；2.只考慮算法，未考慮節點可用性，比如：某節點壓力過大；3.實現複雜，不具有實用性，不方便落地。
技術實現要素：
3.本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供基於多維度數據的網絡流量智能調度方法，作用於網絡傳輸加速服務，提升網絡傳輸服務整體可用性：服務質量、容災，降低網絡傳輸服務整體成本。
4.為實現上述技術目的，本發明採取的技術方案為：
5.基於多維度數據的網絡流量智能調度方法，用於實現網絡傳輸加速，包括：
6.步驟1、所有節點啟動後上報多維度節點數據到調度集群；
7.步驟2、調度集群根據多維度節點數據計算節點評分，篩選並下發可用節點信息到各節點；
8.步驟3、用戶發數據包到達源節點，即起始節點後，智能調度算法基於路徑評價函數得出最佳路由路徑進行節點間的路由信息轉發，最終到達目標節點和目標用戶。
9.為優化上述技術方案，採取的具體措施還包括：
10.上述的多維度節點數據包括處理器使用率、內存使用率、節點間往返延遲、節點間抖動、節點間丟包率。
11.上述的步驟2計算全部節點的節點評分s，過濾掉過載節點，保留可用節點。
12.上述的節點評分計算公式為：
13.s＝cpu*w[1]+mem*w[2]+rtt*w[3]+jitter*w[4]+loss*w[5]
[0014]
其中，cpu、mem、rtt、jitter、loss分別表示節點處理器使用率、內存使用率、節點間往返延遲、節點間抖動、節點間丟包率；
[0015]
w[1]、w[2]、w[3]、w[4]、w[5]分別為處理器權重、內存權重、rtt權重、抖動權重、丟包率權重。
[0016]
上述的步驟3中，源節點根據節點信息計算出最佳路由路徑，轉發到下一個節點，下一個節點拿到路由信息再往下一個節點轉發；最終到達目標節點，到達目標用戶。
[0017]
上述的智能調度算法的過程包括：
[0018]
s1、維護一個開放列表openlist和一個封閉列表closelist；
[0019]
其中，openlist中存放待檢查路徑評價函數f值的節點，表示可達的節點集合；
[0020]
closelist存放著不再檢查的節點，表示不可達節點集合；
[0021]
s2、每次主循環中都從openlist中尋找f值最小的節點作為當前節點；
[0022]
s3、將當前節點的鄰居節點加入到openlist中作為待檢查節點，當前節點加入到closelist中，防止再次檢查；
[0023]
s4、處理當前節點的鄰居節點(可到達並不在closelist)，如果這個鄰居節點不在openlist中，則設置f和parentnode並加入到openlist中備選；
[0024]
s5、如果鄰居節點已經在openlist中，且經由當前節點到這個鄰居節點的f值變小，則更新這個鄰居節點的數據；
[0025]
s6、檢查下一個鄰居節點，重複s2-s5；
[0026]
s7、openlist為空說明搜索完畢，沒有找到路徑；如果當前節點為目的節點，則找到路徑。
[0027]
上述的評價函數為：
[0028][0029]
其中，p[i]為當前節點i；n為起始節點到當前節點的節點數量；
[0030]
f(p[i])從起始節點p[src]到p[i]的路徑的節點評分s累加。
[0031]
本發明具有以下有益效果：
[0032]
1.全面考慮多維度數據，比如：抖動、丟包、機器負載，而非只是延遲；
[0033]
2.動態計算最佳節點和路徑，而非只是固定的調度路徑，不會造成某些節點壓力過大；
[0034]
3.實現簡單，具有實用性，方便落地；
[0035]
4.具有擴展性，可以植入更新算法和更多維度數據。
附圖說明
[0036]
圖1為本發明智能調度方法流程框圖；
[0037]
圖2為本發明智能調度算法邏輯流程。
具體實施方式
[0038]
以下結合附圖對本發明的實施例作進一步詳細描述。
[0039]
如圖1和圖2所示，本發明基於多維度數據的網絡流量智能調度方法，包括：
[0040]
步驟1、所有節點啟動後上報多維度節點數據到調度集群；
[0041]
步驟2、調度集群根據多維度節點數據計算節點評分，篩選並下發可用節點信息到各節點；
[0042]
步驟3、用戶發數據包到達源節點，即起始節點後，智能調度算法基於路徑評價函數得出最佳路由路徑進行節點間的路由信息轉發，最終到達目標節點和目標用戶。
[0043]
實施例中，所述多維度節點數據包括處理器使用率、內存使用率、節點間往返延遲、節點間抖動、節點間丟包率。
[0044]
所述步驟2計算全部節點的節點評分s，過濾掉過載節點，保留可用節點。
[0045]
所述節點評分計算公式為：
[0046]
s＝cpu*w[1]+mem*w[2]+rtt*w[3]+jitter*w[4]+loss*w[5]
[0047]
其中，cpu、mem、rtt、jitter、loss分別表示節點處理器使用率、內存使用率、節點間往返延遲、節點間抖動、節點間丟包率；
[0048]
w[1]、w[2]、w[3]、w[4]、w[5]分別為處理器權重、內存權重、rtt權重、抖動權重、丟包率權重。
[0049]
所述步驟3中，源節點根據節點信息計算出最佳路由路徑，轉發到下一個節點，下一個節點拿到路由信息再往下一個節點轉發；最終到達目標節點，到達目標用戶。
[0050]
所述智能調度算法的過程包括：
[0051]
s1、維護一個開放列表openlist和一個封閉列表closelist；
[0052]
其中，openlist中存放待檢查路徑評價函數f值的節點，表示可達的節點集合；
[0053]
closelist存放著不再檢查的節點，表示不可達節點集合；
[0054]
s2、每次主循環中都從openlist中尋找f值最小的節點作為當前節點；
[0055]
s3、將當前節點的鄰居節點加入到openlist中作為待檢查節點，當前節點加入到closelist中，防止再次檢查；
[0056]
s4、處理當前節點的鄰居節點(可到達並不在closelist)，如果這個鄰居節點不在openlist中，則設置f和parentnode並加入到openlist中備選；
[0057]
s5、如果鄰居節點已經在openlist中，且經由當前節點到這個鄰居節點的f值變小，則更新這個鄰居節點的數據；
[0058]
s6、檢查下一個鄰居節點，重複s2-s5；
[0059]
s7、openlist為空說明搜索完畢，沒有找到路徑；如果當前節點為目的節點，則找到路徑。
[0060][0061]
其中，p[i]為當前節點i；n為起始節點到當前節點的節點數量；
[0062]
f(p[i])從起始節點p[src]到p[i]的路徑的節點評分s累加。
[0063]
綜上所述，本發明提供了用於尋找網絡包最佳路由路徑的一種智能算法。
[0064]
表1符號表
[0065]
符號說明src起始節點dst目標節點allnodes全體節點s[i]表示節點i的分數scorex[j]表示第j個評分要素，如：cpu、mem等w[j]表示第j個評分要的權重openlist表示可達的節點集合closelist表示不可達節點集合
p[i]表示當前節點if(p[i])從起始節點p[src]到p[i]的路徑的s累加
[0066]
結合表1，s[i]的計算函數為：
[0067][0068]
本算法中，將s[i]算法具體化後：
[0069]
s＝cpu*w[1]+mem*w[2]+rtt*w[3]+jitter*w[4]+loss*w[5]
[0070]
p[i]的評價函數f(p[i])定義為：
[0071][0072]
算法整體實施邏輯為：
[0073]
1先把全部節點計算出節點評分s，過濾掉過載節點，保留可用節點
[0074]
2維護著一個開放列表openlist和一個封閉列表closelist；
[0075]
openlist中存放著待檢查路徑評價函數f值的節點，closelist存放著不再檢查的節點。
[0076]
3每次主循環中都從openlist中尋找f值最小的節點作為當前節點；
[0077]
4將當前節點的鄰居節點加入到openlist中作為待檢查節點。當前節點加入到closelist中，防止再次檢查。
[0078]
5處理當前節點的鄰居節點(可到達並不在closelist)。如果這個鄰居節點不在openlist中，那就需要設置f和parentnode並加入到openlist中備選。
[0079]
6如果這個節點已經在openlist中，如果經由當前節點到這個節點的f值變小了那就更新這個鄰居節點的數據。
[0080]
7檢查下一個鄰居節點，重複3-6
[0081]
8 openlist為空說明搜索完畢，沒有找到路徑；如果當前節點為目的節點，則找到路徑。
[0082]
本發明還提供基於多維度數據的網絡流量智能調度相同，包括：
[0083]
數據上報模塊，用於所有節點啟動後上報多維度節點數據到調度集群；
[0084]
評分計算模塊，用於調度集群根據多維度節點數據計算節點評分，篩選並下發可用節點信息到各節點；
[0085]
調度模塊，用於用戶發數據包到達源節點，即起始節點後，智能調度算法基於路徑評價函數得出最佳路由路徑進行節點間的路由信息轉發，最終到達目標節點和目標用戶。
[0086]
本發明具有以下有益效果：
[0087]
1.全面考慮多維度數據，比如：抖動、丟包、機器負載，而非只是延遲；
[0088]
2.動態計算最佳節點和路徑，而非只是固定的調度路徑，不會造成某些節點壓力過大；
[0089]
3.實現簡單，具有實用性，方便落地；
[0090]
4.具有擴展性，可以植入更新算法和更多維度數據。
[0091]
在本實施例中，應該理解到，所揭露的方法和系統，可以通過其它的方式實現。例如，以上所描述的系統實施列僅僅是示意性的，例如，所述模塊的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，例如多個模塊或組件可以結合或者可以集成到另一個系統，或一些特徵可以忽略，或不執行。
[0092]
上述作為分離部件說明的模塊可以是或者也可以不是物理上分開的，可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現本實施例方案的目的。另外，在本發明各個實施例中的各功能模塊可以集成在一個處理模塊中,也可以是各個模塊單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上模塊集成在一個模塊中。
[0093]
所述功能如果以軟體功能模塊的形式實現並作為獨立的產品銷售或使用時,可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基於這樣的理解,本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟體產品的形式體現出來,該計算機軟體產品存儲在一個存儲介質中,包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機,伺服器,或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。
[0094]
而前述的存儲介質包括:u盤、移動硬碟、只讀存儲器(rom,read-0nly memory)、隨機存取存儲器(ram,random access memory)、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。
[0095]
需要強調的是，本發明所述實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發明包括並不限於具體實施方式中所述實施例，凡是由本領域技術人員根據本發明的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬於本發明保護的範圍。以上僅是本發明的優選實施方式，本發明的保護範圍並不僅局限於上述實施例，凡屬於本發明思路下的技術方案均屬於本發明的保護範圍。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理前提下的若干改進和潤飾，應視為本發明的保護範圍。