具有网络接口自治选择功能的多接口终端及其工作方法转让专利
申请号 : CN201310068341.8
文献号 : CN103179642B
文献日 : 2015-11-04
发明人 : 胡博 , 陈山枝 , 宋浩 , 战鑫洋 , 司琳 , 邹仕洪 , 朱青潇洋
申请人 : 北京邮电大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种具有网络接口自治选择功能的多接口终端,设有:收集模块、分析模块、决策模块、执行模块;其特征在于:所述多接口终端除了对其中分析模块和决策模块进行改进外,还增设了网络质量反馈模块,其中:收集模块,负责收集网络下发给该终端的配置策略、该终端各个网络接口运行状态和业务需求的信息,并将这些信息传递给分析模块;
分析模块,负责对来自收集模块的该终端各个网络接口运行状态和业务需求信息进行分析,并结合来自网络质量反馈模块的传递的信息,将得到的理论可用带宽矩阵、业务服务质量需求矩阵、网络质量反馈矩阵和策略执行效果矩阵传递给决策模块,作为其决策依据;
设有理论可用带宽矩阵计算单元和策略执行效果计算单元;所述分析模块中的各个单元功能如下:
理论可用带宽矩阵计算单元,用于根据来自收集模块的网络下发给该终端的配置策略和该终端各网络接口运行状态,计算该终端各个网络接口的理论可用带宽矩阵;根据计算的理论可用带宽和业务需求,计算该终端各个网络接口针对业务需求的业务服务质量需求矩阵;所述网络质量反馈矩阵是用于反映该终端每个网络接口执行每类业务的历史情况,以供后续决策模块选择网络接口,其计算公式为:网络质量反馈矩阵 式中,自然数i和j分别是该终端的网络接口和业务类型的序号,其最大值分别为网络接口总数k和业务类型的总数n;di是第i个网络接口针对第j类业务的网络质量反馈因子;
策略执行效果计算单元,用于评估该终端各个网络接口满足业务需求的情况,并根据该终端各个网络接口是否满足业务需求的信息,计算得到策略执行效果矩阵;所述策略执行效果矩阵是根据来自收集模块的业务需求和各网络接口运行状态信息,评估每类业务的运行情况,计算各个网络接口针对每类业务的策略执行效果得到的矩阵;其计算公式为:策略执行效果矩阵 式中,元素(1,pij)中的1为该终端的第i个网络接口用于承载第j类业务的标识,pij取值有两种:0和1,分别表示第i个网络接口不能满足业务需求和能够满足业务需求;其余元素都为(0,0),表示该终端没有网络接口承载该第j类业务;自然数下标m为该终端第m次承载该第j类业务的标识;
决策模块,负责接收分析模块提供的理论可用带宽矩阵、业务服务质量需求矩阵、网络质量反馈矩阵和策略执行效果矩阵,针对业务的服务质量要求进行分析决策,并将得到的决策结果和接收的策略执行效果矩阵传递给网络质量反馈模块;该决策模块设有网络接口选择决策单元和决策结果反馈单元;
执行模块,用于依照决策模块的网络接口选择结果,配置网元信息;
网络质量反馈模块,负责接收决策模块传递的决策结果和策略执行效果矩阵信息,对存储该终端各个网络接口承载不同业务的历史执行结果数据库进行更新维护;负责计算网络质量反馈矩阵,用于评估该终端各个网络接口承载各类业务的能力;设有网络质量反馈矩阵计算单元和历史执行结果数据库。
2.根据权利要求1所述的多接口终端,其特征在于:所述决策模块中的各个单元功能如下:
网络接口选择决策单元,根据分析模块传递来的理论可用带宽矩阵、业务服务质量需求矩阵以及网络质量反馈矩阵,并针对业务的服务质量要求进行分析,对网络接口的选择做出决策;
决策结果反馈单元,负责将决策结果和策略执行效果矩阵传递给网络质量反馈模块,用于更新网络质量反馈模块的历史执行结果数据库。
3.一种采用权利要求1所述的多接口终端自治选择网络接口的方法,其特征在于:所述方法包括下述操作步骤:
(1)收集模块收集网络下发给该终端的配置策略、该终端各个网络接口运行状态以及业务需求信息;
(2)分析模块根据收集到的业务需求,将该业务匹配、归属到下述n类业务类别中某一类,得到该业务归属的第j类业务的业务矩阵: 式中,自然数j为当前划分的n类业务类型的第j类业务序号;此时,该业务矩阵中该终端所归属的第j类业务类型值为
1,其余业务类型值都为0;
(3)分析模块根据来自收集模块的业务需求和各网络接口运行状态信息,评估该第j类业务的运行情况,计算各个网络接口针对该j类业务的策略执行效果矩阵G,并将该策略执行效果矩阵G传递给决策模块;该步骤(3)包括下列操作内容:分析模块根据从收集模块传来的业务需求和各个网络接口运行状态信息,评估该j类业务的运行情况,得到策略执行效果矩阵(4)分析模块为每个网络接口针对各类业务分别计算其理论可用带宽,得到理论可用带宽矩阵B,再根据理论可用带宽值标识每个网络接口的理论可用带宽是否能够满足各类业务需求,得到业务服务质量需求矩阵C:该矩阵C中的元素若为1,表示其理论可用带宽满足业务需求,若为0,则表示其理论可用带宽不能满足业务需求;然后,将理论可用带宽矩阵B和业务服务质量需求矩阵C传递给决策模块;该步骤(4)包括下列操作内容:(41)分析模块根据收集的网络接口吞吐量和网络承诺的带宽信息,依照理论可用带宽等于网络承诺的带宽值减去网络接口当前总吞吐量的差,计算每个网络接口针对每类网络业务的理论可用带宽,得到下述理论可用带宽矩阵B: 然后将该理论可用带宽矩阵B传递给决策模块;
(42)分析模块根据理论可用带宽值标识每个网络接口的理论可用带宽
是否能够满足各类业务需求,得到每个网络接口的全业务服务质量需求矩阵式中,每个元素cij有两个数值:1或0,分别表示第i个网络接口的理论可用带宽值能够满足第j类业务需求或不能够满足第j类业务需求;然后计算每个网络接口针对该j类业务的业务服务质量需求矩阵C:(43)分析模块将业务服务质量需求矩阵C传递给决策模块;
(5)分析模块调用从网络质量反馈模块传来的针对该j类业务的网络质量反馈矩阵D,用于反映该终端每个网络接口执行该j类业务的历史情况,以供后续决策模块选择网络接口;再将网络质量反馈矩阵D传递给决策模块;该步骤(5)包括下列操作内容:分析模块调用从网络质量反馈模块传来的各个网络接口针对该j类业务的网络质量反馈矩阵再将网络质量反馈矩阵D传递给决策模块;
(6)决策模块根据来自分析模块的理论可用带宽矩阵B、策略执行效果矩阵G、业务服务质量需求矩阵C和网络质量反馈矩阵D,针对该j类业务的设定决策目标进行分析决策,并将决策结果以及策略执行效果矩阵传递给网络质量反馈模块;将网络接口决策结果传递给执行模块;所述步骤(6)包括下列操作内容:(61)为了选择网络接口,决策模块对业务服务质量需求矩阵C、网络质量反馈矩阵D和理论可用带宽矩阵B进行下述处理:先从业务服务质量需求矩阵C中删除元素为0的网络接口,接着,优先在网络质量反馈因子为1的网络接口集合中,选择理论可用带宽最大的网络接口传输相应业务,再在网络质量反馈因子为0的网络接口集合中,选择理论可用带宽最大的网络接口传输相应业务;
(62)决策模块将决策结果和策略执行效果矩阵传递给网络质量反馈模块,以更新历史执行结果数据库;同时,决策模块还将该决策结果传递给执行模块,用于执行网络接口决策结果;
(7)网络质量反馈模块接收来自决策模块的决策结果和策略执行效果矩阵后,更新历史执行结果数据库;计算各个网络接口针对该j类业务的网络质量反馈因子,得到网络质量反馈矩阵D;再将该网络质量反馈矩阵D传递给分析模块,用于多接口终端以后的网络接口选择决策;该步骤(7)包括下列操作内容:(71)网络质量反馈模块接收来自决策模块的决策结果和策略执行效果矩阵后,查看策略执行效果矩阵中的元素(1,pij)中的pij的数值:若pij=1,表示能够满足该类业务传输需求,则将该网络接口满足该类业务的次数加1;若pij=0,表示不能满足该类业务传输需求,则将该网络接口不满足该类业务的次数加1;
(72)网络质量反馈模块判断每个网络接口针对其承载传输的业务满足率是否大于其设定的门限值a,若是,则设置该网络质量反馈因子为1,再跳转执行步骤(74);否则,执行后续步骤(73);
依据不同网络,分别设有相应的时间段;所述业务满足率是在设定的最近时间段内,网络接口对于每类业务能够满足业务需求的传输次数与承载该类业务的总次数的比值:式中,Xij为在设定时间段内第i个网络接口满足第j类业务传输需求的次数,Yij为第i个网络接口在设定时间段内不能满足第j类业务传输需求的次数;门限值a为设定常数,且0
(73)先设置该网络接口针对其承载的业务传输的网络质量反馈因子为0,再计算其跳出束缚概率Pij的数值,以便最终决定该网络接口承载相应业务的网络质量反馈因子是否为1;也就是,针对跳出束缚概率做一次随机试验,即在[0,1]区间内取一随机数,若数值位于[0,Pij]之间,则取网络质量反馈因子为1,否则,选取网络质量反馈因子为0;
所述跳出束缚概率Pij是业务满足率小于门限值a的网络接口,使得其网络质量反馈因子为1的概率;该Pij数值是除去第i个网络接口以外的其余所有网络接口在设定时间段内不能满足第j类业务传输要求的次数之和与全部网络接口不能满足第j类业务的总次数的比值,其计算公式为: 其中,Yij是在设定时间段内第i个网络接口不能满足第j类业务的次数;若Pij值越大,说明该第i个网络接口不能满足相应业务需求的次数占不能满足业务需求的总次数越少,也就是该网络接口针对该j类业务被选中的概率越大,即其网络质量反馈因子为1的概率大;
(74)将每个网络接口针对不同类型网络业务的网络质量反馈因子分别填入网络质量反馈矩阵 再由网络质量反馈模块将网络质量反馈矩阵D传递给分析模块;
(8)执行模块依照决策模块的网络接口选择结果,配置网元信息。
说明书 :
具有网络接口自治选择功能的多接口终端及其工作方法
技术领域
背景技术
发明内容
附图说明
具体实施方式
络接口总数,n是业务类型的总数,j是该业务的类型标号。