运用模糊理论进行资源预留的本地策略控制方法

摘要

本发明公开了一种运用模糊理论进行资源预留的本地策略控制方法，包括：资源预留进程获取流量信息，该流量信息组成了SENDER_TSPEC对象，包含在PATH消息中，资源预留进程将该对象提供给模糊策略库；初始化或修改ADSPEC对象，运载关于服务质量控制能力和应用自身需求的信息，将ADSPEC对象加入到PATH消息中，资源预留进程将该对象提供给模糊策略库；模糊策略库通过模糊处理算法，分析处理数据，得到FLOWSPEC对象；将FLOWSPEC对象包含在RESV消息中，通过资源预留进程发送到应用进程，并通知传输网中沿途各个节点设备的预留请求。本发明所述的策略方法使用范围广，在资源预留过程中可以根据当前资源与本地应用的要求对策略选择过程进行实时地调节，因此具有很好的可扩展性和可移植性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种进行传输网络资源预留时的本地策略控制方法，尤其涉及传统的数据网，光同步数字传送网以及自动交换光网络(ASON)中资源预留的本地控制策略。

背景技术

在目前数据网以及光同步数字传送网提供的数据通信服务(如FTP和E-Mail等)和多媒体服务(如视频会议、IP电话和远程教育等)里，给用户提供更好的服务质量(QoS)是非常必要的。因此在使用上述的网络服务时，必须为相应的网络资源(如带宽)提供合理的资源预留，RSVP协议很好地完成了这个功能。运用RSVP进行资源预留，主要与三个控制参数有关，即：FLOWSPEC、ADSPEC和SENDER_TSPEC，这些参数由RSVP协议用来传送QoS要求以及相关策略信息，RSVP协议把这些参数统称为对象。SENDER-TSPEC对象描述了由网络服务提供商(ISP)向传输网络中的设备以及用户提供服务的能力，如网络带宽流量信息，该对象在传输过程不能被修改。ADSPEC对象用于由传输网络中的设备(如路由器，交换机等)向用户发送网络性能信息(如延迟，带宽)，该对象提供给用户的信息是计算和综合了相关参数之后形成的。FLOWSPEC对象则由用户产生，并发送给传输网络路径中沿途的网络设备以及服务提供商，为了获取相应的网络服务。FLOWSPEC对象指明了用户所要求的网络服务类型和服务参数等，它由ADSPEC和SENDER_TSPEC通过相关的本地策略综合形成，因此该对象包括了资源预留所需要的信息。

因此在网络资源预留的过程中，本地控制策略是非常重要的，而RSVP协议并没有提供策略模型，因此如何合理地选择本地控制策略进行资源预留，为用户提供更好的网络服务是必须要考虑的问题。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明提供一种能够根据当前资源与本地应用的要求对策略选择过程进行实时调节的运用模糊理论进行资源预留的本地策略控制方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种运用模糊理论进行资源预留的本地策略控制方法，包括如下步骤：

步骤A，资源预留进程从服务提供商获取其提供的流量信息，该流量信息组成了SENDER_TSPEC对象，包含在PATH消息中，资源预留进程将该对象提供给模糊策略库；

步骤B，网络中同步数字系列设备、路由器以及主机中的应用进程在资源预留协议中注册，初始化或修改ADSPEC对象，运载关于服务质量控制能力和应用自身需求的信息，将ADSPEC对象加入到PATH消息中，资源预留进程将该对象提供给模糊策略库；

步骤C，模糊策略库收到SENDER_TSPEC和ADSPEC对象中的数据后，模糊策略库通过模糊处理算法，分析处理数据，得到FLOWSPEC对象；

步骤D，将FLOWSPEC对象包含在RESV消息中，通过资源预留进程发送到应用进程，并通知传输网中沿途各个节点设备的预留请求。

优选的：在所述运用模糊理论进行资源预留的本地策略控制方法中，还包括：

步骤E，当节点设备的应用进程发生变化，修改了ADSPEC对象时，执行步骤C，模糊策略库实时地作出调整，并输出相应的FLOWSPEC参数。

优选的：在所述运用模糊理论进行资源预留的本地策略控制方法中，步骤C包括：

步骤C1，建立FLOWSPEC参数控制表；

步骤C2，根据模糊策略库收到的SENDER_TSPEC和ADSPEC对象中的数据，在所述FLOWSPEC参数控制表查找FLOWSPEC参数输出的模糊值；将该模糊值转换到实际的精确值范围内，调整确定FLOWSPEC参数精确值。

优选的：在所述运用模糊理论进行资源预留的本地策略控制方法中，步骤C1具体为：

步骤C11，设置模糊条件语句，模糊条件语句的格式如“IF(SENDER_TSPEC参数偏差量的变化情况)AND(ADSPEC参数变化率的变化情况)THEN FLOWSPEC参数控制”的类型，这里SENDER_TSPEC参数偏差量，ADSPEC参数变化率以及FLOWSPEC参数输出类似与日常生活中对事物的模糊性描述，如：很好，较大等等)。条件句的前件为输入状态，后件为控制变量，它说明SENDER_TSPEC参数偏差量和ADSPEC参数变化率处于的某种状态与应该给出的FLOWSPEC参数控制之间的关系。由于日常生活中用于决策的大部分信息都是基于语义的方式而非数值的方式，因此模糊控制规则是对人类行为和进行决策分析过程最自然的描述方式。条件为SENDER_TSPEC参数偏差量和ADSPEC参数变化率处于的状态，控制变量为FLOWSPEC参数；

步骤C12，在条件语句的基础上，根据实际数据计算出FLOWSPEC参数控制表，设置SENDER_TSPEC参数、ADSPEC参数和FLOWSPEC参数的精确值变化范围，和模糊值变化范围。对于网络带宽，精确值变化范围为[10M，100M]，模糊值变化范围为[最小，较小，正常，较大，最大]。

优选的：在所述运用模糊理论进行资源预留的本地策略控制方法中，步骤C2具体为：

步骤C21，在进行资源预留时，获取SENDER_TSPEC参数和ADSPEC参数的实际精确值，并将这两个精确值调整到预先设置的精确值变化范围内；

步骤C22，将调整后的精确值转换为模糊值；根据得到SENDER_TSPEC参数的模糊值大小，判断其在预先设定的模糊值变化范围中所处的位置，相应调整ADSPEC参数变化率对应的权值；

步骤C23，根据ADSPEC参数变化率对应的权值调整策略表，该表是以模糊条件语句作为基础的一个二维矩阵，其中SENDER_TSPEC参数和ADSPEC参数分别为矩阵的横向和纵向，FLOWSPEC参数为交点；

步骤C24，根据上述得到的SENDER_TSPEC参数和ADSPEC参数模糊值，查询该表得到FLOWSPEC参数输出的模糊值；

步骤C25，将得到的FLOWSPEC参数模糊值转换到实际的精确值范围内，根据设定的实际范围调整FLOWSPEC参数精确值。

优选的：在所述运用模糊理论进行资源预留的本地策略控制方法中，步骤C22具体为：

C221，将调整后的精确值转换为模糊值；比如：实际调整后得到的带宽为70M，转换为模糊值，得到较大。

C222，根据得到SENDER_TSPEC参数的模糊值大小，判断其在步骤C12中设定的模糊值变化范围中所处的位置：

a)如果负偏差或者正偏差很大，比如说离最小或最大很近，此时表示SENDER_TSPEC参数偏差量较大，也就是服务提供商和用户之间的偏差很大，这样可以对SENDER_TSPEC参数偏差量加以较大的权值，使得它所占的权重增加，用来消除这个偏差。

b)如果负偏差或者正偏差很小，比如说离正常很近，此时表示SENDER_TSPEC参数偏差量较小，也就是服务提供商和用户期望值之间的偏差很小，这样可以对ADSPEC参数变化率加以较大的权值，使得它所占的权重增加，用来保持当前的现状不变。

有益效果：本发明所述的策略方法使用范围广，在资源预留过程中可以根据当前资源与本地应用的要求对策略选择过程进行实时地调节，因此具有很好的可扩展性和可移植性。该策略控制方法非常容易用计算机程序实现，算法复杂度小，并且具有良好的实时性。

附图说明

图1本地策略控制方法示意图；

图2利用RSVP进行资源预留时策略控制示意图。

具体实施方式

参照附图1，本发明所述的本地策略控制方法主要由四个部分构成，分别是：SENDER-TSPEC参数收集、ADSPEC参数收集、模糊策略库和FLOWSPEC参数输出。

参照附图2，本发明运用模糊理论进行资源预留的本地策略控制方法如下所示：

第一步，将单板，PC以及交换机组建一个简单的网络拓扑。

第二步，以单板作为服务提供者，运行RSVP协议进行资源预留，通过测试工具向单板下发所提供的带宽信息10M，带宽参数记录在SENDER_TSPEC对象中，并组建PATH消息包。

第三步，交换机中的RSVP协议配置采取默认配置，可以根据实际情况修改。

第四步，在PC机上运行协议仿真程序，接收由单板发送到PATH消息包，获取其中的SENDER_TSPEC参数和ADSPEC参数。

第五步，在PC机上运行模拟应用程序，提出带宽需求，同时带宽需求实时发生变化，设置变化范围为[1M～20M]，并传递给协议仿真程序。同时根据带宽的变化范围，我们在算法中为SENDER_TSPEC参数和ADSPEC参数分别设置权值0.4，0.6。

第六步，定义策略库中的规则如下：

(1)如果PC中的模拟应用程序提供的带宽需求远大于单板中下发的带宽能力，并且模拟应用程序还需要更大的带宽，那么提出预留带宽请求则相应的减小。

(2)如果PC中的模拟应用程序提供的带宽需求与在单板中下发的带宽能力相差很小，并且模拟应用程序不需要更大的带宽，那么提出预留带宽请求则保持不变。

(3)如果PC中的模拟应用程序提供的带宽需求远小于单板中下发的带宽能力，并且模拟应用程序需要更大的带宽，那么提出预留带宽请求则相应的增大。

由于模拟程序的带宽需求实时地发生变化，因此得出的实际带宽预留不仅要满足模拟程序的要求，同时也要尽可能地符合单板提供的带宽能力。通过以上的设置，当带宽需求在所规定的范围内变化时，仿真得到最终稳定的FLOWSPEC参数的时间控制在5秒以内，同时得出的带宽预留值与单板提供的带宽能力比较，波动不超过5％。同时，也仿真了不采取策略控制的情形，也就是在用户希望得到多少带宽就为其预留多少带宽的情况下，得出的带宽预留值与单板提供的带宽能力比较，波动在20％左右，表示在这种情况下带宽使用是不合理的。因此，通过上述的仿真比较，运用本发明的策略控制方法，可以在短时间内合理地得到理想带宽预留值。

综上所述，该方法可以灵活地运用在不同环境中，对网络中的计算资源、存储资源以及数据资源进行预留的过程，都可以在本地决策过程中根据当前资源与本地应用的实际需求进行合理地策略控制和调节，因此具有很好的可扩展性和可移植性。