一種基于服務等級流量信息的流量矩陣的計算方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種基于服務等級流量信息的流量矩陣的計算方法及裝置，相應的方法包括根據獲取的每個鏈路的服務等級流量以及在每個端到端流量經過鏈路中服務等級流量的比例，獲得所述端到端流量的每個服務等級類型能夠承載的最大流量；將所述每個服務等級類型能夠承載的最大流量累加獲得所述端到端流量的所有服務等級類型的最大流量上限；累加每個所述鏈路的所述端到端流量的所有服務等級類型的最大流量上限，獲得每個所述鏈路的總流量上限，并將每個所述鏈路的總流量上限作為約束條件通過線性規劃方法計算獲得端到端流量矩陣。本發明利用獲取的流量服務等級信息分別進一步減少解的數量，從而直接縮小解空間方式，從而實現提高解的精確度。
【專利說明】一種基于服務等級流量信息的流量矩陣的計算方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基于服務等級流量信息的流量矩陣的計算方法及裝置，屬于通信流量統計【技術領域】。
【背景技術】
[0002]針對通信網絡，流量矩陣表示網絡中所有端到端節點對之間流動的流量，它提供給網絡操作員關于當前網絡狀態的有價值的和全局的信息。流量矩陣是網絡設計、流量工程、容量評估與優化等網絡管理活動的必要輸入。然而，盡管流量矩陣很重要，但直接測量流量矩陣非常困難，原因有:(1)可能有的設備不支持流量統計(如不支持NETFL0W部署)；
[2]全網的流量統計帶來海量的數據，相關處理開銷巨大；(3)全網的流量統計需要路由和網絡配置信息，流量矩陣分析器相關存儲和分析開銷大。因此通過像鏈路流量等信息來估算流量矩陣的方法作為一種更為經濟型的方案被業界廣泛關注。
[0003]流量矩陣估算可應用多種計算技術來完成，其中一種技術是利用局部的鏈路流量和通過Y=AX計算得到。其中Y為鏈路流量，可以通過一般的流量數據采集方法得到；A為路由矩陣，可以通過收集內部網絡路由協議等配置信息分析計算得到，或通過向路由器學習計算得到。X為所需求解的端到端流量。由于網絡中所需求解的端到端流量的數量要遠大于鏈路數，A是欠定矩陣，這意味著將有無窮多組解，是一種病態的線性逆問題。
[0004]為求解出更準確的端到端流量矩陣，現有技術提出了在設備節點中統計入端口 -出端口流量，即肘型組件，如圖1所示的B->E->A流量，然后基于此肘型組件的流量信息進行流量矩陣估算，估算出的流量矩陣需要滿足所有端到端流量流經肘型組件的流量滿足肘型組件的流量約束。但該方案欠定程度仍比較大(方程的秩仍遠小于所需求解的未知數)，需要進一步提高解的精確度。
【發明內容】
[0005]本發明提供了一種流量矩陣的計算結果較準確的技術方案，提高了容量規劃和流量工程的計算結果，并降低了部署風險。為此，本發明提出了如下的技術方案:
[0006]一種基于鏈路服務等級流量信息的流量矩陣的計算方法，包括:
[0007]根據獲取的每個鏈路的服務等級流量以及在每個端到端流量經過鏈路中服務等級流量的比例，獲得所述端到端流量的每個服務等級類型能夠承載的最大流量；
[0008]將所述每個服務等級類型能夠承載的最大流量累加獲得所述端到端流量的所有服務等級類型的最大流量上限；
[0009]累加每個所述鏈路的所述端到端流量的所有服務等級類型的最大流量上限，獲得每個所述鏈路的總流量上限，并將每個所述鏈路的總流量上限作為約束條件通過線性規劃方法計算獲得端到端流量矩陣。
[0010]一種基于鏈路服務等級流量信息的流量矩陣的計算裝置，包括:
[0011]第一最大流量計算模塊，用于根據獲取的每個鏈路的服務等級流量以及在每個端到端流量經過鏈路中服務等級流量的比例，獲得所述端到端流量的每個服務等級類型能夠承載的最大流量；
[0012]第一最大流量上限計算模塊，用于將所述每個服務等級類型能夠承載的最大流量累加獲得所述端到端流量的所有服務等級類型的最大流量上限；
[0013]第一流量矩陣計算模塊，用于累加每個所述鏈路的所述端到端流量的所有服務等級類型的最大流量上限，獲得每個所述鏈路的總流量上限，并將每個所述鏈路的總流量上限作為約束條件通過線性規劃方法計算獲得端到端流量矩陣。
[0014]一種基于肘型組件服務等級流量信息的流量矩陣的計算方法，包括:
[0015]根據獲取的每個肘型組件的服務等級流量以及在每個端到端流量經過所述肘型組件中服務等級流量的比例，獲得所述端到端流量的每個服務等級類型能夠承載的最大流量;
[0016]將所述每個服務等級類型能夠承載的最大流量累加獲得所述端到端流量的所有服務等級類型的最大流量上限；
[0017]累加每個所述肘型組件的所述端到端流量的所有服務等級類型的最大流量上限，獲得每個所述肘型組件的總流量上限，并將每個所述肘型組件的總流量上限作為約束條件通過線性規劃方法計算獲得端到端流量矩陣。
[0018]一種基于肘型組件服務等級流量信息的流量矩陣的計算裝置，包括:
[0019]第二最大流量計算模塊，用于根據獲取的每個肘型組件的服務等級流量以及在每個端到端流量經過所述肘型組件中服務等級流量的比例，獲得所述端到端流量的每個服務等級類型能夠承載的最大流量；
[0020]第二最大流量上限計算模塊，用于將所述每個服務等級類型能夠承載的最大流量累加獲得所述端到端流量的所有服務等級類型的最大流量上限；
[0021]第二流量矩陣計算模塊，用于累加每個所述肘型組件的所述端到端流量的所有服務等級類型的最大流量上限，獲得每個所述肘型組件的總流量上限，并將每個所述肘型組件的總流量上限作為約束條件通過線性規劃方法計算獲得端到端流量矩陣。
[0022]本發明通過采用獲悉鏈路服務等級流量信息、肘型組件服務等級流量信息，并利用獲取的流量服務等級信息分別進一步減少解的數量，從而直接縮小解空間方式，從而實現提聞解的精確度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1為現有技術中的端到端流量流經肘型組件的結構示意圖；
[0025]圖2為本發明的【具體實施方式】提供的基于鏈路服務等級流量信息的流量矩陣的計算方法的流程示意圖；
[0026]圖3為本發明的【具體實施方式】提供的包含4個節點的簡單網絡的結構示意圖；
[0027]圖4為本發明的【具體實施方式】提供的基于鏈路服務等級流量信息的流量矩陣的計算裝置的結構示意圖；
[0028]圖5為本發明的【具體實施方式】提供的基于肘型組件服務等級流量信息的流量矩陣的計算方法的流程示意圖；
[0029]圖6為本發明的【具體實施方式】提供的基于肘型組件服務等級流量信息的流量矩陣的計算裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0030]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0031]本發明的【具體實施方式】提供了一種基于鏈路服務等級流量信息的流量矩陣的計算方法，其基本原理是需要根據如下信息進行估算:拓撲、路由和鏈路服務等級流量。其中拓撲數據包括網絡節點、鏈路；路由是指從源節點到目的節點的所經過鏈路序列，如一個配置了路由協議信息如OSPF(Open Shortest Path First,開放式最短路徑優先)的簡單網絡，采用最短路算法計算得到，但其中需要考慮ECMP (Equal-Cost Multipath Routing,等價多路徑)分流和合流情況的支持。通過端到端流量經過鏈路的流量比例，以及鏈路的服務等級流量大小，可確定出端到端對應所述服務等級類型的流量上限，然后再結合所述端到端各種服務等級類型流量上限，確定出端到端總體流量上限，以此縮小端到端流量的解空間，提高解的精度。下面結合說明書附圖對本【具體實施方式】作詳細說明，如圖2所示，相應的基于鏈路服務等級流量信息的流量矩陣的計算方法包括:
[0032]步驟21，根據獲取的每個鏈路的服務等級流量以及在每個端到端流量經過鏈路中服務等級流量的比例，獲得所述端到端流量的每個服務等級類型能夠承載的最大流量。
[0033]具體的，以一個如圖3所示的簡單網絡為例，該網絡已經部署OSPF協議，并且各鏈路的開銷(用于計算最短路徑)為10。已知PE3->PE1鏈路承載的流量為3M，其中CoSl流量為1M，CoS2流量為2M ；PE1->PE2為鏈路承載的流量為3M，其中CoSl流量為2M，CoS2流量為IM ；PE3->PE4為鏈路承載的流量為3M，其中CoSl流量為1M，CoS2流量為2M ；PE4->PE2為鏈路承載的流量為3M，其中CoSl流量為2M，CoS2流量為IM ;其它未告知鏈路(PE1_>PE3，PE2->PE1, PE4->PE3, PE2_>PE4)的流量為OM(所述的鏈路是相鄰節點間的，所述的流量是設備可以直接統計得到的，將任意一個節點對之間的流量統計后可得到相應的流量矩陣，所述的流量矩陣包括任意一個節點對之間的流量)，已知PE3->PE1的VPNl (CoS類型為I)為1M，PE3->PE2至少存在2M流量。估算中對于負載分擔，考慮為均分方式，即逐包分擔。
[0034]首先去掉PE3->PE1的VPNl的已知流量，即PE3_>PE1鏈路的CoSl流量為IM-1M=OM(因為VPNl的流量類型為CoSl)，總流量為3M_1M=2M。此時網絡中各鏈路的承載流量變為:
[0035]PE3->PE1鏈路總流量為2M，CoS2為2M，其他CoS類型流量為OM ；
[0036]PE1->PE2為鏈路承載的流量為3M，其中CoSl流量為2M，CoS2流量為IM ;其他CoS類型流量為OM ；
[0037]PE3->PE4為鏈路承載的流量為3M，其中CoSl流量為1M，CoS2流量為2M ；PE4->PE2為鏈路承載的流量為3M，其中CoSl流量為2M，CoS2流量為IM ；
[0038]其它未告知鏈路的流量為0M。
[0039]然后計算出每個節點對之間的最短路徑，根據所述的最短路徑經過的鏈路的CoS流量值，確定每個節點對最大承載的CoS流量(即CoS流量最大值)，再累加每個節點對的CoS流量最大值，得到每個節點對間的最大流量值。
[0040]步驟22，將所述每個服務等級類型能夠承載的最大流量累加獲得所述端到端流量的所有服務等級類型的最大流量上限。
[0041]在圖3中，PE3->PE2的路由經過PE3、PEl和PE2，以及PE3、PE4和PE2兩條路徑，兩條路徑負載分擔的流量分割比例為1:1，計算得到PE3->PE2節點對間的流量上限為2M，即由于PE3->PE1鏈路的CoSl未知流量為OM,則PE3_>PE2間不存在CoSl的流量，從PE3->PE1->PE2的CoS2流量路徑按照同樣原則確定出PE3_>PE2間可存在IM CoS2流量上限，PE3->PE4->PE2流量路徑按照同樣原則確定出PE3_>PE2間可存在IM CoS2流量上限，選擇PE3->PE1->PE2路徑和PE3->PE4_>PE2路徑最小的CoS2流量，即每條路徑最大CoS2流量為1M，再按照1:1分割，則確定出PE3->PE2間存在2M CoS2流量上限。
[0042]基于上述技術方案相同的計算方法，能夠確定出PE3->PE1節點對間承載的CoSl最大流量上限為1M，CoS2流量為2M，最大承載流量上限為3M ;確定出PE1_>PE3節點對間承載的CoSl最大流量上限為OM，CoS2流量為0M，最大承載流量上限為OM ;確定出PE3_>PE4節點對間承載的CoSl最大流量上限為1M，CoS2流量為2M，最大承載流量上限為3M ;確定出PE4->PE3節點對間承載的CoSl最大流量上限為OM，CoS2流量為0M，最大承載流量上限為OM ;確定出PE1->PE2節點對間承載的CoSl最大流量上限為2M，CoS2流量為1M，最大承載流量上限為3M ;確定出PE2->PE1節點對間承載的CoSl最大流量上限為OM，CoS2流量為0M，最大承載流量上限為OM ;確定出PE4->PE2節點對間承載的CoSl最大流量上限為2M，CoS2流量為1M，最大承載流量上限為3M ;確定出PE2->PE4節點對間承載的CoSl最大流量上限為OM，CoS2流量為0M，最大承載流量上限為OM ;確定出PE2_>PE3節點對間承載的CoSl最大流量上限為OM，C0S2流量為0M，最大承載流量上限為OM ;確定出PE1_>PE4節點對間承載的CoSl最大流量上限為OM，C0S2流量為0M，最大承載流量上限為OM ;確定出PE4_>PE1節點對間承載的CoSl最大流量上限為OM，CoS2流量為0M，最大承載流量上限為0M。
[0043]步驟23，累加每個所述鏈路的所述端到端流量的所有服務等級類型的最大流量上限，獲得每個所述鏈路的總流量上限，并將每個所述鏈路的總流量上限作為約束條件通過線性規劃方法計算獲得端到端流量矩陣。
[0044]將更新后的鏈路流量以及新的節點對流量，并結合約束PE3->PE2至少存在2M流量(網絡場景下已知)，采用線性規劃方法(也可采用其他流量矩陣估算方法)，得到圖3所示網絡的流量矩陣結果為:
[0045]PE3->PE1 為 2M (COSI 為 1M, C0S2 為 1M)；
[0046]PE3->PE4 為 2M (COSI 為 1M, C0S2 為 1M)；
[0047]PE4->PE2 為 2M (COSI 為 2M, C0S2 為 OM)；
[0048]PE1->PE2 為 2M (COSI 為 2M, C0S2 為 OM)；
[0049]PE3->PE2 為 2M (C0S2 為 2M, COSl 為 OM)；
[0050]PE4->PE1 為 OM。[0051]本【具體實施方式】提供的基于鏈路服務等級流量信息的流量矩陣的計算方法通過增加約束，提高了求解的精度，如果需要進一步提高解的精度，可增加其它約束信息，如增加VPN已知流量矩陣信息。當已知端到端部分或完全流量(如VPN流量等)和對應的服務等級信息時，對于已知的端到端流量經過的各鏈路，可先去掉承載在所述鏈路的端到端流量(所述鏈路的服務等級流量-已知承載在所述鏈路上的端到端的服務等級流量)，然后將剩余的流量作為約束條件，再按照上述方法進行計算獲得流量矩陣；當已知端到端部分或完全流量(如VPN流量)且未知對應的服務等級信息時，增加所需求解端到端流量大于等于已知的端到端流量約束信息，并將增加后的流量作為約束條件，按照上述方法求解得到更為精確的流量矩陣。
[0052]而對于復雜的網絡，可以通過建立求解模型的方法計算獲得流量矩陣，相應的求解模型包括目標模型和約束模型，相應的目標模型包括:
【權利要求】
1.一種基于鏈路服務等級流量信息的流量矩陣的計算方法，其特征在于，包括: 根據獲取的每個鏈路的服務等級流量以及在每個端到端流量經過鏈路中服務等級流量的比例，獲得所述端到端流量的每個服務等級類型能夠承載的最大流量； 將所述每個服務等級類型能夠承載的最大流量累加獲得所述端到端流量的所有服務等級類型的最大流量上限； 累加每個所述鏈路的所述端到端流量的所有服務等級類型的最大流量上限，獲得每個所述鏈路的總流量上限，并將每個所述鏈路的總流量上限作為約束條件通過線性規劃方法計算獲得端到端流量矩陣。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將每個所述鏈路的總流量上限作為約束條件通過線性規劃方法計算獲得端到端流量矩陣包括: 當已知端到端流量和對應的服務等級信息時，從每個所述鏈路的總流量上限中減掉承載端到端流量經過鏈路的端到端服務等級流量，并將剩余的流量作為約束條件計算獲得端到端流量矩陣。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將每個所述鏈路的總流量上限作為約束條件通過線性規劃方法計算獲得端到端流量矩陣包括: 當已知端到端流量且未知對應的服務等級信息時，在每個所述鏈路的總流量上限中增加所需求解端到端流量大于等于已知的端到端流量約束信息，并將增加后的流量作為約束條件計算獲得端到端流量矩陣。
4.根據權利要求1至3任意一項所述的方法，其特征在于，所述在每個端到端流量經過鏈路中服務等級流量的比例通過公式
5.一種基于鏈路服務等級流量信息的流量矩陣的計算裝置，其特征在于，包括: 第一最大流量計算模塊，用于根據獲取的每個鏈路的服務等級流量以及在每個端到端流量經過鏈路中服務等級流量的比例，獲得所述端到端流量的每個服務等級類型能夠承載的最大流量； 第一最大流量上限計算模塊，用于將所述每個服務等級類型能夠承載的最大流量累加獲得所述端到端流量的所有服務等級類型的最大流量上限； 第一流量矩陣計算模塊，用于累加每個所述鏈路的所述端到端流量的所有服務等級類型的最大流量上限，獲得每個所述鏈路的總流量上限，并將每個所述鏈路的總流量上限作為約束條件通過線性規劃方法計算獲得端到端流量矩陣。
6.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，在所述第一流量矩陣計算模塊中包括:第一流量計算子單元，用于當已知端到端流量和對應的服務等級信息時，從每個所述鏈路的總流量上限中減掉承載端到端流量經過鏈路的端到端服務等級流量，并將剩余的流量作為約束條件計算獲得端到端流量矩陣。
7.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，在所述第一流量矩陣計算模塊中包括:第二流量計算子單元，用于當已知端到端流量且未知對應的服務等級信息時，在每個所述鏈路的總流量上限中增加所需求解端到端流量大于等于已知的端到端流量約束信息，并將增加后的流量作為約束條件計算獲得端到端流量矩陣。
8.根據權利要求5至7任意一項所述的裝置，其特征在于，在所述第一最大流量計算模塊中，所述在每個端到端流量經過鏈路中服務等級流量的比例通過公式
9.一種基于肘型組件服務等級流量信息的流量矩陣的計算方法，其特征在于，包括: 根據獲取的每個肘型組件的服務等級流量以及在每個端到端流量經過所述肘型組件中服務等級流量的比例，獲得所述端到端流量的每個服務等級類型能夠承載的最大流量；將所述每個服務等級類型能夠承載的最大流量累加獲得所述端到端流量的所有服務等級類型的最大流量上限； 累加每個所述肘型組件的所述端到端流量的所有服務等級類型的最大流量上限，獲得每個所述肘型組件的總流量上限，并將每個所述肘型組件的總流量上限作為約束條件通過線性規劃方法計算獲得端到端流量矩陣。
10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述將每個所述肘型組件的總流量上限作為約束條件通過線性規劃方法計算獲得端到端流量矩陣包括: 當已知端到端流量和對應的服務等級信息時，從每個所述肘型組件的總流量上限中減掉承載端到端流量經過所述肘型組件的端到端服務等級流量，并將剩余的流量作為約束條件計算獲得端到端流量矩陣。
11.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，所述將每個所述肘型組件的總流量上限作為約束條件通過線性規劃方法計算獲得端到端流量矩陣包括: 當已知端到端流量且未知對應的服務等級信息時，在每個所述肘型組件的總流量上限中增加所需求解端到端流量大于等于已知的端到端流量約束信息，并將增加后的流量作為約束條件計算獲得端到端流量矩陣。
12.根據權利要求9至11任意一項所述的方法，其特征在于，所述在每個端到端流量經過所述肘型組件中服務等級流量的比例通過公式
13.一種基于肘型組件服務等級流量信息的流量矩陣的計算裝置，其特征在于，包括: 第二最大流量計算模塊，用于根據獲取的每個肘型組件的服務等級流量以及在每個端到端流量經過所述肘型組件中服務等級流量的比例，獲得所述端到端流量的每個服務等級類型能夠承載的最大流量； 第二最大流量上限計算模塊，用于將所述每個服務等級類型能夠承載的最大流量累加獲得所述端到端流量的所有服務等級類型的最大流量上限； 第二流量矩陣計算模塊，用于累加每個所述肘型組件的所述端到端流量的所有服務等級類型的最大流量上限，獲得每個所述肘型組件的總流量上限，并將每個所述肘型組件的總流量上限作為約束條件通過線性規劃方法計算獲得端到端流量矩陣。
14.根據權利要求13所述的裝置，其特征在于，在所述第二流量矩陣計算模塊中包括:第三流量計算子單元，用于當已知端到端流量和對應的服務等級信息時，從每個所述肘型組件的總流量上限中減掉承載端到端流量經過所述肘型組件的端到端服務等級流量，并將剩余的流量作為約束條件計算獲得端到端流量矩陣。
15.根據權利要求13所述的裝置，其特征在于，在所述第二流量矩陣計算模塊中包括:第四流量計算子單元，用于當已知端到端流量且未知對應的服務等級信息時，在每個所述肘型組件的總流量上限中增加所需求解端到端流量大于等于已知的端到端流量約束信息，并將增加后的流量作為約束條件計算獲得端到端流量矩陣。
16.根據權利要求13至15任意一項所述的裝置，其特征在于，在所述第二最大流量計算模塊中，所述在每個端到端流量經過所述肘型組件中服務等級流量的比例通過公式
【文檔編號】H04L12/851GK103636175SQ201380000438
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年3月7日 優先權日:2013年3月7日
【發明者】李剛 申請人:華為技術有限公司