[发明专利]一种启发式网络负载均衡方法

说明书

本发明涉及一种启发式网络负载均衡方法，其中，将源交换机节点作为粒子当前已探索网络路径中的第一个交换机节点，分别针对各个粒子，执行迭代操作，并不根据各次迭代中，各个粒子分别所对应局部路径舒适度，选择最大舒适度所对应的局部路径作为各次迭代的全局路径；并基于各次迭代操作，依次更新获得全局最优路径，如此，通过预设迭代设计，实现网络负载的均衡控制；解决了现有技术不足，能够有效地根据网络各链路的使用情况，合理利用冗余、空闲链路，为源目主机选择最恰当的数据传输路径，确保了网络负载尽可能均衡，一定程度上降低了网络拥塞的可能性和提高了网络的传输能力。

技术领域

本发明涉及一种启发式网络负载均衡方法，属于计算机类网络资源管理技术领域。

背景技术

近年来，随着移动互联网、物联网、社交网络、大数据处理、智慧城市日益普及，对大规模计算、存储能力的需求日益提升，云计算得到了快速的发展。由于云计算系统通过互联网实现了实现计算、存储、信息资源的汇聚，形成资源池对外提供服务，这就使得云系统作为互联网的核心称为数据通信最集中的地方。大量的网络数据被传输到云系统，系统内部各个服务器之间也在频繁通信，路由交换机需要转发大量的数据。这就是使得云系统的网络传输能力成为决定服务质量的重要因素，而云平台承载的业务的规模庞大和复杂多样性，对云数据中心的服务质量提出了更高的要求。

为了更好地提供云服务，保证服务的质量，必须对云系统网络进行有效的管理，提高网络资源的利用率和网络的传输能力。在实际的网络中，经常出现这样的情况，一部分链路需要传输的数据流非常大，极易发生链路拥塞，而同时一些链路上却很空闲，这就造成网络负载极度不平衡，资源利用率低下，无法高效地利用整个网络资源，使得难以保证较高的传输能力。因而如何保证网络负载均衡成为关注的重点。

传统的网络架构越来越不能满足自动网络负载均衡的需求，服务质量的提升受目前网络的局限性所制约。经过过去几十年的发展，各式各样的网络协议不断被提出和发展，但是协议之间相对独立的，每种协议往往只是为了解决某种问题，众多的网络协议加重了网络的复杂性。随着数据中心规模迅速扩大，网络设备数量随之增长，配置和管理成百上千的网络设备也使得网络变得复杂，增加运营成本。另外，传统的网络中许多情况下一些算法仅根据数据包的目的地址来确定路径，具有相同目的地址的数据包沿着单一路径传输，或者如传统OSPF算法选择单条最短路径作为传输路径，这样都存在大量的冗余链路始终空闲，并没有被充分利用，极大地浪费网络资源。另外也确实存在一些支持多路径的协议，如被广泛运用的等价多路径(Equal-Cost Multi Path，ECMP)协议。但它的局限性在于没有考虑实际的网络流量状态，将多条路径放在同等的地位。因此如何有效管理云系统网络，保证网络负载均衡，从而提高云服务质量，成为亟需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种启发式网络负载均衡方法，解决了现有技术不足，能够有效地根据网络各链路的使用情况，合理利用冗余、空闲链路，为源目主机选择最恰当的数据传输路径，确保了网络负载尽可能均衡，一定程度上降低了网络拥塞的可能性和提高了网络的传输能力。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种启发式网络负载均衡方法，实现节点网络中源交换机节点至目的交换机节点之间最优路径的获得，包括如下步骤：

步骤A.初始化N个粒子，以及初始化计数参数i＝0，然后进入步骤B；

步骤B.分别针对各个粒子，将源交换机节点作为粒子当前已探索网络路径中的第一个交换机节点，并按如下步骤B01至步骤B07，执行第i次迭代，然后进入步骤C；

步骤B01.判断i是否等于0，是则针对粒子当前已探索网络路径中末交换机节点的各个相邻交换机节点，根据节点网络中各链路的可用带宽，分别计算该各个相邻交换机节点分别作为末交换机节点的下一交换机节点的概率，然后进入步骤B02；否则分别针对粒子当前已探索网络路径中末交换机节点的各个相邻交换机节点，按如下公式(1)：