一种移动资源高效规划方法技术

本发明专利技术针对网络中的移动资源难以实现高效动态规划问题，通过建立移动资源的最优规划模型和进行网络切换的负载均衡规划，实现移动资源的高效协同管理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信网络领域，特别是涉及排队论，以及优化理论。
技术介绍
随着互联网技术的全面普及，计算机、通信技术的迅猛发展,计算机应用己经从行业专用进入大众化应用,改变了人们学习和生活方式,使得人类的生活发生了巨大的变化,人类社会进入到了信息时代。人们可便利地从网络中获取丰富的信息,各类用户之间的交流协作和信息资源共享变得越来越频繁。各种类型的信息资源的生产、存储和传递方式都发生了巨大的变化,信息资源成为信息社会的主体。而网络信息资源具有数据量大,数据异构化等自身特点,往往是大量的、复杂的、异构的,难实现互联互访。如何将网络中的所有资源连成统一整体,实现所有信息资源间的全面互联互通,就需要一种新的理论和技术,对资源进行统一规划、部署和集成,以此促进网络信息资源的有效共享和各类应用的协同融合,遂于此基础上诞生了云计算、网格、集群、虚拟化等各种先进技术。为提升移动网络的传输能力，需采用高效的资源管理机制，目前资源调度算法主耍包括支持优先级的FIFO,公平调度与计算能力调度等调度算法，移动网络结构如图1所示。支持优先级(FIFO)是Hadoop默认的调度策略。系统维护一个全局作业队列,该作业队列内存放着用户所提交的全部作业,FIFO调度策略依据用户作业提交的时间与作业的优先级别进行组织。进行作业调度时,遍历队列中的所有用户作业并挑选出符合调度条件的作业并将其指派给相应的计算资源。FIFO调度的特点是算法开销较少并且便于实现,但其也存在一些不利因素:若作业队列中存在用户长作业时,该长作业将会长时间占用服务资源,从而使得小作业或其他的用户作业响应时间被延长并长时间得不到处理。公平调度算法适用于多用户情形,当多个用户向集群提交作业时,调度器为每个用户分配资源池(Pool),管理员可给每个资源池配置一个最小资源共享量,资源池里的每个作业都会按照其作业权重分配最小资源共享量保证每个作业都能够执行而不至于饥饿,调度器在分配资源时,需耍保证每个资源池中的作业至少获取该数目的资源。当集群中存在多个资源池,某些资源池可能存在空闲资源,调度器会自动将这些剩余资源共享给其他资源池。当集群中的某个节点出现空闲时隙(Slot)时,则选择目前己获得的资源量和理论上应获得的资源量的差值最大的作业来执行,用以保证公平。调度器具有层次化特点,首先选择资源池,为资源池分配槽,然后在该资源池中选择作业,最后从该作业中选择一个任务。公平考量是算法的核心,已获得的资源量和理论上应获得的资源量的差值最大的作业将优先被调度器选中执行,通过作业资源量差值保证算法的公平性。极端情况下,当一个用户的单独一个作业在运行时,它将占用整个集群的资源。计算能力调度算法同样适用于多用户共享集群的应用环境,其设计思想是,支持多队列,针对每个队列可配置一定的资源量、选择采用FIFO调度策略,所有提交到同一队列中的作业共享该队列的资源。为防止同一个用户的作业独占队列中的资源,采取对同一用户提交的作业所占资源量进行限定。调度时,首先计算每个队列中正在运行的任务数与其应该分得的计算资源量之间的比值,选择一个该比值最小的队列,也就是选择一个资源利用率低的队列；接着按照FIFO调度策略在该队列中选择一个作业,同时兼顾考虑用户资源量和内存限制。一个队列的作业调度完后,若还有剰余资源,就可让资源缺乏的队列共用该剩余资源,因此计算能力调度算法全局上适用于资源共享环境。但上述资源管理方法存在复杂度高或网络传输能力提升不明显的问题，因此有必要设计一种移动资源高效规划方法，实现业务的高效传输。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：通过建立移动资源的最优规划模型和进行网络切换的负载均衡规划，实现网络中移动资源优化管理。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案包括以下步骤，如图2所示：A、建立移动资源的最优规划模型；B、进行网络切换的负载均衡规划。所述步骤A中，优化模型具体为：其中αj为业务流j的传输代价，βj为业务流j的传输质量系数，Ij为网络对业务流j的服务质量系数，Cl为链路l的可用容量，pil为链路l上的使用服务单元i的用户开销，xil为链路l上的服务单元i的服务用户数，ail为链路l上的服务单元i的可用网络容量，mi为网络对业务流i的服务质量系数下限，L为链路数目，dil为使用服务单元i的链路l传输距离，ni为xil的上限值，S为服务单元的数目，N为业务流数目，s.t.Iidilxil≤ailCl，i＝1，...，S，l＝1，...，L0≤ail≤1，i＝1，...，S；l＝1，...Lmi≤Ii≤1，i＝1，...，S0≤xil≤ni，i＝1，...，S；l＝1，...，L。所述步骤B中，在网络切换的负载均衡处理过程中分为移动台侧处理流程和网络侧处理流程，移动台侧处理流程具体为：a.首先进行系统初始化处理，并分别转至子步骤b、c、d；b.基于同构网络的呼叫进行负载均衡处理，并转至子步骤e；c.弱化已建立的服务链路，并转至子步骤e；d.发现新链路，并转至子步骤e；e.估计移动台RSS测量值，并转至子步骤f；f.根据RSS信号强度将不同网络ID号进行分类，并转至子步骤g；g.请求MIS信息，并转至子步骤h；h.将各个网络中提供的数据速率进行比对，并按数据速率从高到底将各个网络进行排列，并转至子步骤i；i.对比各个网络中的负载，并从高到底将各个网络进行排列，并转至子步骤j；j.选择具有最高优先级Pi的网络i作为目的切换网络，并转至子步骤k；k.执行切换任务，并转至子步骤l；l.结束任务，如图3所示。所述步骤B中，网络侧处理流程具体为：a.首先进行系统初始化处理，并分别转至子步骤b和e；b.产生新的同构网络用户或用户离开请求，并转至子步骤c；c.效验网络资源的接收或拒绝请求，并转至子步骤d；d.将更新后的本地负载信息发送至MIS系统，并转至子步骤j；e.从MIS系统/管理信息系统接收邻近网络的负载信息；f判断邻近网络是否已超过负载,若已超过负载则转至子步骤g，反之则转至子步骤j；g.选择合适的网络节点用于移动台切换，并转至子步骤h；h.将同构网络的指令信息发送给相应的移动台，当本地负载达到最低门限时，停止发送同构网络的指令信息，并转至子步骤i；i.使用更新后的负载信息更新MIS系统，并转至子步骤j；j.结束任务，如图4所示。附图说明图1移动网络结构示意图图2移动资源高效规划流程示意图图3负载均衡中的移动台侧处理流程示意图图4负载均衡的网络侧处理流程示意图具体实施方式为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：第一步，建立移动资源的最优规划模型，优化模型具体为：其中αj为业务流j的传输代价，βj为业务流j的传输质量系数，Ij为网络对业务流j的服务质量系数，Cl为链路l的可用容量，pil为链路l上的使用服务单元i的用户开销，xil为链路l上的服务单元i的服务用户数，ail为链路l上的服务单元i的可用网络容量，mi为网络对业务流i的服务质量系数下限，L为链路数目，dil为使用服务单元i的链路l传输距离，ni为xil的上限值，S为服务单元的数目，N为业务流数目,s.t.Iidilxil≤ailCl，i＝1，...，S，l＝1，...，L0≤ail≤1，i＝1，...，S；l＝1，...，L本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动资源高效规划方法，通过建立移动资源的最优规划模型和进行网络切换的负载均衡规划，实现移动资源的高效协同管理，包括如下步骤：A、建立移动资源的最优规划模型；B、进行网络切换的负载均衡规划。

【技术特征摘要】
1.一种移动资源高效规划方法，通过建立移动资源的最优规划模型和进行网络切换的负载均衡规划，实现移动资源的高效协同管理，包括如下步骤：A、建立移动资源的最优规划模型；B、进行网络切换的负载均衡规划。2.根据权利要求1的方法，对于所述步骤A其特征在于：优化模型具体为：其中αj为业务流j的传输代价，βj为业务流j的传输质量系数，Ij为网络对业务流j的服务质量系数，Cl为链路l的可用容量，p...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄东，杨涌，龙华，
申请(专利权)人：黄林果，
类型：发明
国别省市：重庆;50