一种数据中心中的任务级别的流调度方法技术

本发明专利技术属于数据中心网络领域，尤其涉及一种数据中心中的任务级别的流调度方法，包括：在数据中心网络中增加了SDN控制器，服务器接收到新任务后将该任务的网络流信息封装到报文中，并将封装后的信息报文发送给SDN控制器；SDN控制器运行中央调度算法，判断该任务应当被接收或者丢弃；对于被接收的任务，SDN控制器根据中央调度算法的计算结果，将该任务的路由表项发送给中间交换机，同时将该任务的传输时间片发送给相应的服务器。本发明专利技术使得紧急网络流可以优先调度从而可以在截止时间前完成，提高了网络吞吐率，减少了平均网络流传输时间，实现了在截止时间前完成的任务数量最大化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于数据中屯、网络领域，尤其设及一种数据中屯、中的任务级别的流调度方 法。
技术介绍
数据中屯、网络是当今网络研究的一个重要方向，随着数据中屯、网络领域延迟敏感 的应用越来越多，数据中屯、网络对于传输时延的要求日益增加。为了更加有效地传输网络 流量，使得网络流可W在截止时间前传输完成，结合网络流截止时间信息合理调度网络流 的研究正在得到学术界和工业界越来越多的关注。在传统数据中屯、网络中，一般采用传统 的传输控制协议TCP,然而TCP的平均分配带宽机制并不适用于对时延敏感的数据中屯、网 络，部分紧急网络流因为要和非紧急网络流竞争而获得相同带宽，最后因为带宽不足而错 过截止时间，从而导致网络流失效，故该方案最终降低了网络吞吐率，并且造成了网络资源 浪费。 如今大多数基于截止时间的流调度方案，主要做法都是提高紧急网络流的优先 级，使得紧急网络流获得较高带宽，而非紧急网络流获得较低带宽，甚至暂停不传。但是目 前数据中屯、网络中多数应用服从Partition-Aggregate结构，网络中一个任务包含多条网 络流，一条流可W在截止时间前完成并不能保证该任务中所有流都可W在截止时间前完 成。如果一个任务中大部分网络流都在截止时间前完成，然而仅剩几条流未能在截止时间 前完成，则该任务也视为失效。
技术实现思路
为了改进传统的网络传输控制方法，结合网络流的截止时间信息，W任务为单位 调度流量，使得紧急网络流可W优先调度从而可W在截止时间前完成，提高网络吞吐率，减 少平均网络流传输时间，本专利技术提出了一种数据中屯、网络中的任务级别的流调度方法，包 括：[000引步骤1、在现有数据中屯、网络包含；服务器、中间交换机和核屯、交换机的基础上， 加装SDN控制器，SDN控制器分别与服务器、中间交换机和核屯、交换机相连； 步骤2、当服务器接收到一个新任务时，将网络流信息封装到报文中并发送给SDN 控制器； 步骤3、SDN控制器收集到服务器发送的新任务的所有网络流信息后执行中央调 度算法，来判断新任务的加入是否会导致已经被SDN控制器接受的旧任务的所有网络流信 息W及将要加入的新任务的所有网络流信息无法在截止时间前传输完成，若是，则该新任 务不被接受，SDN控制器通知发送端服务器丢弃该任务；若否，则该新任务被接受；[000引步骤4、如果该新任务被接受，则SDN控制器根据中央调度算法的计算结果，将新 任务的相应网络流的传输时间片发送给相应的发送端服务器，同时SDN控制器将被接受的 新任务的网络流的路由表项安装到相应交换机上，包括核屯、交换机和中间交换机； 步骤5、发送端服务器持续监控时间，并和SDN控制器保持通信w确保时间一致 性；当到了某条网络流的预定发送时间时，发送端服务器将该网络流W预定的速率发送； 若一条网络流传输结束，则发送端服务器将发送一个报文给SDN控制器并从其维护的状态 信息表中移除。 所述中央调度算法具体包括： 步骤30USDN控制器接收到一个服务器传输过来的新任务t。。，后将该新任务W及 由所有已经被服务器接受的旧任务所组成的任务集合T加入到一个临时集合Ttmp中；[001引步骤302、SDN控制器将临时集合Ttmp中所有任务的网络流根据截止时间的顺序进 行优先级的排序，截止时间越早的网络流优先级越高； 步骤303、SDN控制器对于排序后的临时集合Ttmp中的网络流按照优先级从高到底 的顺序逐条进行调度； 步骤304、对于一条被调度的网络流，SDN控制器计算该网络流能经过的所有的路 径，并给它分配该路径上可分配的最大带宽及时间段，并找到可W最早完成该网络流的路 径，把该路径分配为该网络流的传输路径，同时记录该网络流的传输时间段，同时调整该路 径在该网络流的传输时间段的剩余带宽；步骤305、若临时集合Ttmp中有任意一条网络流的传输时间段超过了截止时间，贝U 中央调度算法输出不接受该新任务t。。，的指令，否则接受该新任务t。"，并把该新任务t。。， 加入到任务集合T中，记录临时集合Ttmp中所有网络流的路由路径W及传输时间片。 所述网络流信息包括网络流的源地址，目的地址，所属任务信息，截止时间，内容 大小。 所述服务器维护所有被接收的网络流的相关信息，包括网络流的截止时间，期望 传输时间W及分配的传输时间片。 本专利技术的有益效益是；节约网络资源，避免了因为部分网络流未能在截止时间前 传输完成而导致整个任务传输失败，并且提高了整理网络流量的吞吐量；最大化在截止时 间前完成的任务数量，减少了平均网络任务完成时间。【附图说明】 图1.本专利技术的网络框架图； 图2.本专利技术的整体流程图。【具体实施方式】 下面结合附图，对优选实施例作详细说明。 本专利技术提出了一种数据中屯、网络中的任务级别的流调度方法，主要目标为最大化 截止时间前完成的任务数。网络流的优先级由网络流的截止时间和网络流的大小决定，同 时，优先级较高的网络流应该先被处理W及传输，该就意味着较高优先级的流可W抢占较 低优先级的流的带宽。为了降低平均网络流完成时间，每个时刻一条链路上最多可W有一 条网络流在传输。该就意味着当一条网络流开始传输时，该条网络流将独占整条链路带宽。 本专利技术的步骤具体包括： (1)当有新任务到达发送端服务器时，其中新任务包含有流发送 端服务器将网络流相关信息封装到相应的调度报头中，再将调度报头添加到探测包发送给SDN控制器。 (2)发送端服务器发送给SDN控制器的报文包括流的源地址信息，目的地址信息， 流大小，截止时间，然后等待SDN控制器的计算结果。 (3)当SDN控制器接收到发送端服务器发来的探测包时，SDN控制器首先执行集 中式调度算法，同时收集任务信息和网络流信息。详细过程是SDN控制器运行集中式算法 来计算决定是否需要接收或拒绝该任务的流。考虑到一个任务的不同流不一定是同时到 达，所W拒绝政策只当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据中心网络中的任务级别的流调度方法，其特征在于，包括：步骤1、在现有数据中心网络包含：服务器、中间交换机和核心交换机的基础上，加装SDN控制器，SDN控制器分别与服务器、中间交换机和核心交换机相连；步骤2、当服务器接收到一个新任务时，将网络流信息封装到报文中并发送给SDN控制器；步骤3、SDN控制器收集到服务器发送的新任务的所有网络流信息后执行中央调度算法，来判断新任务的加入是否会导致已经被SDN控制器接受的旧任务的所有网络流信息以及将要加入的新任务的所有网络流信息无法在截止时间前传输完成，若是，则该新任务不被接受，SDN控制器通知发送端服务器丢弃该任务；若否，则该新任务被接受；步骤4、如果该新任务被接受，则SDN控制器根据中央调度算法的计算结果，将新任务的相应网络流的传输时间片发送给相应的发送端服务器，同时SDN控制器将被接受的新任务的网络流的路由表项安装到相应交换机上，包括核心交换机和中间交换机；步骤5、发送端服务器持续监控时间，并和SDN控制器保持通信以确保时间一致性；当到了某条网络流的预定发送时间时，发送端服务器将该网络流以预定的速率发送；若一条网络流传输结束，则发送端服务器将发送一个报文给SDN控制器并从其维护的状态信息表中移除。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘莉莉，李丹，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11