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申请/专利权人：南开大学

摘要：本发明公开了一种权衡流量传输截止期限和公平性的SD‑WAN流量调度方法，本发明通过利用软件定义广域网技术和粒子群算法技术，在保证TCP、IP以及OpenFlow协议正常转发机制的前提上，提供了基于线性粒子群算法的权衡流量传输截止期限和公平性的软件定义广域网流量调度方法。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条件下灵活权衡传输截止期限和带宽分配公平性。

主权项：1.一种权衡流量传输截止期限和公平性的SD-WAN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；步骤2：用户端设备监测其所监管的节点在t时间片需要传输的活跃数据传输请求并构建当前时间片活跃集合；判断当前时间片活跃集合是否为空集，如果不为空集则执行步骤3，如果为空集则继续监测下t+1时间片；步骤3：用户端设备统计0—t-1时间片的活跃集合，并计算平均带宽分配向量；步骤4：用户端设备构建活跃集合中各数据传输请求的0—t-1时间片的带宽分配策略列向量，然后构建0—t-1时间片的整体带宽分配策略矩阵步骤5：设置公平性阈值σ，迭代次数上限K，参数M、Mp、Ms和Mw且保证M＝Ms+Mp+Mw，计算参数p1、p2、p3、p4和p5；初始化迭代次数k＝0，按如下步骤进行迭代：步骤5.1：计算0—t-1时间片的整体带宽分配策略矩阵的Jain’s公平性；步骤5.2：随机选择出M个使Jain’s公平性大于设定的公平性阈值σ的t时间整体带宽分配策略矩阵，并将其组织为一个候选集合，记为步骤5.3：将候选集合中的元素依次与0—t-1时间片的整体带宽分配策略矩阵合并，合并成0—t带宽分配策略矩阵步骤5.4：依次计算合并成0—t带宽分配策略矩阵的Jain’s公平性；步骤5.5：依次计算合并成0—t带宽分配策略矩阵的效用值；步骤5.6：根据计算出的Jain’s公平性和效用值对候选集合中的对应元素进行排序；效用值高的在前，如果两个元素所对应的效用值相同则根据Jain’s公平性排序，Jain’s公平性高的在前；步骤5.7：针对候选集合中前Mp个元素，i≤Mp，每次迭代按照如下公式对其更新： 其中，q1为服从均匀分布的0到1之间的随机数，向量称为逃跑路径，其中的每个元素按照如下公式计算： 其中，为中第j个数据传输请求的带宽分配策略列向量， Γ·表示伽马函数，和为1到|Ft,1|的随机整数组成的|Ft,1|维行向量，表示第k次迭代过程中为第i个元素从第Mp到Mp+Ms个元素中随机选择的一个元素，为其对应的第j个数据传输请求的带宽分配策略列向量；步骤5.8：针对候选集合中排在Mp到Mp+Ms的元素，Mpi≤Mp+Ms，每次迭代按照如下公式对其更新： 其中，向量称为捕猎路径，其中的每个元素按照如下公式计算： 其中，q2和q3为服从均匀分布的0到1之间的随机数，为中该元素在k次迭代过程中所取得效用值最大值时所取的值，效益值相同时去Jain’s公平性最高的元素，为中当前效益值最大的元素；步骤5.9：针对候选集合中排在最后Mw的元素，Mp+Msi，每次迭代按照如下公式对其更新： 其中，为中所有元素的均值，为|Ft,1|维随机向量，服从参数为0，D的多元正态分布，其中D为中所有元素的协方差；步骤5.10：如果更新后的元素总体带宽分配超过了带宽总量，则等比例缩减各个数据传输请求分配的带宽，使其满足带宽限制；如果更新后的元素的Jain’s公平性低于了阈值σ，则重新随机生成一个满足条件的元素；步骤5.11：对k进行加1，得到新的k值，如果新的k值大于或等于迭代次数上限K，则执行步骤6，否则返回步骤5.3继续执行迭代；步骤6：对候选集合中的元素按照步骤5.6进行排序，将排名第一的元素作为t时刻整体带宽分配最优策略矩阵；步骤7：用户端设备根据最终的带宽分配方案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8：用户端设备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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