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申请/专利权人：南开大学

摘要：本发明公开了一种在流量信息未知情况下保证coflow传输截止期限的流量调度方法。本发明通过利用软件定义广域网技术、鲁棒优化技术和进化算法技术，在保证TCP、IP以及OpenFlow协议正常转发机制的前提上，提供了基于进化算法的性能鲁棒的信息未知情况下保障跨数据中心网络coflow截止期限的分布式流量调度方法。该机制是一种增量实现方法，使软件定义广域网在使用基本的OpenFlow协议和保证以TCP、IP为核心的网络路由交换机制不变的流量信息未知的情况下保障跨数据中心网络coflow截止期限实现性能鲁棒性的分布式调度方法。

主权项：1.一种在流量信息未知情况下保证coflow传输截止期限的流量调度方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：每个用户端设备感知其所控制的节点为源节点到其他各个节点的底层网络出口带宽，记为Bkn，其中k表示源节点编号，n表示目的节点编号；记所有节点编号所组成的集合为N，将系统的整个时序记为T；步骤2：用户端设备检测其所监管的节点k，如果检测到新的coflow到达，将其记为Ci并执行步骤3，其中i表示coflow编号；否则持续进行监控；步骤3：将Ci的内部流记为集合其中，|Fi|表示Ci在该节点所包含的内部流个数，表示Fi中第j个内部流，表示该内部流的发送起始时间，di表示Ci的软截止期限，即传输完成所获得的收益开始持续降低的临界时间片序号，d′i表示Ci的硬截止期限，即传输需要完成的最大时间片序号，为流量规模；在节点k上的Ci的内部流记为相对的，不在节点k上的Ci的内部流记为步骤4：初始化参数α、β、A和D，然后在如下限制条件所围成的区间范围内随机生成A·D个可行点； 其中每个可行点记为一个带宽分配策略向量其中l表示可行点编号，表示节点k上第j个本地内部流的带宽分配策略，表示第j个内部流在t时间片的传输速率，为k节点根据估计出的内部流基础流量规模，为Ci的完成时间；步骤5：将拉直为一个长列向量后按照生成的次序每D个编为一组，共编成A组，称为组矩阵，表示为矩阵其中a为组编号；步骤6：根据如下公式计算每个所对应的传输收益， 其中Ui为单调非增的效用函数，为Ci的完成时间，其计算公式如下： 其中，Δt表示时间片长度； 表示传输成本，其计算公式如下： 其中M为单调递增的单位传输速率费用函数；步骤7：对每一组的可行点按照计算出的传输收益由大到小进行排序；步骤8：初始化参数q1、q2、q3和q4，设置迭代次数上限X、Y、S1、S2，按照下面步骤进行迭代：步骤8.1：置当前迭代次数x＝0、y＝0、s1＝0、s2＝0；步骤8.2：根据如下公式更新所有的组矩阵；Za＝Za+Q1⊙Z′-Za+Q2⊙Z″-Za其中，Z′是由D个Za中第一个列向量组成的矩阵，Z″是由D个Zb中第一个列向量组成的矩阵，其中b为[0,A-1]区间内的随机整数，Q1和Q2为参数q1和q2组成的di-si|Fik|×D阶矩阵，⊙表示矩阵的Hadamard乘积；步骤8.3：对每一组的可行点按照计算出的传输收益由大到小进行排序；步骤8.4：令s1＝s1+1，如果s1S1，则执行下一步；否则返回步骤8.2继续执行；步骤8.5：根据如下公式更新所有的组矩阵的第一列， 其中，Q3为参数q3组成的维列向量，g为所有组矩阵中对应的传输收益最高的列；步骤8.6：对每一组的可行点按照计算出的传输收益由大到小进行排序；步骤8.7：令s2＝s2+1，如果s2S2，则执行下一步；否则返回步骤8.5继续执行；步骤8.8：令x＝x+1，如果xX，则执行下一步；否则返回步骤8.1继续执行；步骤8.9：根据如下公式更新所有的组矩阵的第一列， 其中，Q3为参数q3组成的维列向量，g为所有组矩阵中对应的传输收益最高的列，b为[0,A-1]区间内的随机整数；步骤8.10：令y＝y+1，如果yY，则执行下一步；否则返回步骤8.9继续执行；步骤9：所有组矩阵中对应的传输收益最高的列，记为g，重构为最优带宽分配矩阵步骤10：CPE根据计算转发策略和带宽分配策略并以流表项、组表项和计量表项的形式下发到出口交换机上；步骤11：CPE更新本地各个链路上网络带宽分配和使用情况，返回步骤2。

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