[发明专利]一种基于流量预测的电力通信网流量均衡方法

说明书

技术领域

本发明属于网络流量管理领域，具体说是一种基于流量预测的电力通信网流量均衡方法。

背景技术

电力通信网是电力系统中第二张实体网络，其可用性和稳定性直接影响着电网的运行效率及安全。电力网络流量管理可以快速准确地分析网络流量趋势，预测网络可能发生的阻塞空闲状况，减低网络的负载均衡度。随着网络规模的扩大与网络环境的日益复杂，网络上承载的业务和应用也日益丰富，与之相应的对信息网络的管理效率也提出了更高的要求。因此,加强网络管理建设是电网监控急需解决的问题。新一代网络管理的核心包括网络业务管理、优化网络配置和流量工程、有效提高网络运行速度和利用率,其中网络流量预测是业务管理的关键问题。传统的网络流量预测方法并不适用于电网流量的预测要求。因此,网络流量预测的精确性、实时性直接关系到业务管理的效率和性能。除了网络预测的大量工作之外，对网络的分流处理也影响到网络运行的系统效率，通过预测的流量状况发生可能的过阈条件时，节点分流算法可通过回退或者重定路由保证流量传输的低延时，分配空闲的网络资源减少网络发生阻塞的可能，尤其对于实时性要求较高的电网数据具有实际的应用。网络负载均衡的判断是一个非常重要的网络模型评估方法，保证网络的链路运行状态均衡，同时可以延长网络的使用寿命，保证网络的负载均衡主要在于保证各链路之间的低负载率。

结合基于流量预测和基于流量均衡的网络管理方法作为网络链路管理的一个核心发展方向，其功能强弱对整个网络的性能、可靠性、可用性和服务质量有直接的影响。但是随着网络规模的不断扩展，现有的技术难以满足网络流量管理的需求。现有的大多数网络管理方法采用路由选择方式，难以保证路由的时机及网络的均衡。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于流量预测的电力通信网流量均衡方法，利用流量预测方法来判断网络的可能出现的拥塞问题，并设计了基于重定路由的网络节点分流传输算法，实现了全网链路的最优均衡度。

一种基于流量预测的电力通信网流量均衡方法，包括以下步骤:

1)提取链路状态信息，形成链路负载映射表，并设置链路的负载阈值；

2)对链路进行流量趋势分析；

3)根据流量趋势分析，判断下一时刻的估计流量是否超过链路的负载阈值，若超过，则对过阈链路进行链路分流算法，判断流量是否需要回退或重定路由操作；

4)计算全网负载均衡度；

5)利用均衡度修正链路的负载阈值。

前述的步骤1)中链路状态信息包括节点之间链路总流量，链路出入流量，源端口IP流量，链路负载率。

前述的步骤1)链路负载映射表包括链路编号，链路负载值，链路设定负载阈值。

前述的步骤1)中负载阈值为带宽利用阈值，设置默认负载阈值为带宽的80％。

前述的步骤2)中的流量趋势分析包括以下步骤：

2-1)剔除链路流量信息所选取时间段的峰值及谷值点，作为电力通信网中受事件库中事件影响的节点流量值；

2-2)采样在某一段时间流入所选链路的流量数据集合F_i(S_t-4Δt,S_t-3Δt,S_t-2Δt,S_t-Δt)，计算t时刻链路相邻3个采样时间点最大变化率：

其中，S表示所选链路的流量，i为与该链路流入节点相邻链路的第i条，t为选定的时刻，Δt为采样周期；

2-3)通过采样链路流量得到链路t时刻的估计流量

其中，S_t-Δt表示在t-Δt时刻链路的流量。

前述的步骤3)中的链路分流算法是指：如果下一时刻的估计流量占带宽比超过链路的负载阈值，根据路由信息查找节点携带数据包到目标节点的链路负载映射表，根据路由路径信息选择轻负载的链路组成可用链路，同时对可用链路的负载能力进行判断，当所选择路径中链路的负载能力没有超过50％的路由存在时，则发送ECHO消息对源IP的数据进行抑制；当可用链路有一条以上具有负载能力的路由时，则根据链路负载能力的大小对流量进行比例分配，所述负载能力为剩余带宽所占比。

前述的步骤4)中，全网负载均衡度的计算包括以下步骤：

4-1)计算各链路的负载均衡度P(S(i,j))：P(S(i,j))＝D_i/D；

4-2)计算全网负载均衡度B_P：