一种以网络端到端延时最小化为目标的路由方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种以网络端到端延时最小化为目标的路由方法及系统，包括：基于INT技术采集每个网络节点端口的元数据，并根据元数据，计算每个网络节点的平均排队延时；获取从源网络节点到目标网络节点的可行路径集合，对集合中任一条可行路径，以每个网络节点的平均排队延时和传输总延时构建目标函数；基于LARAC算法求解目标函数，获取从源网络节点到目标网络节点的最优路由路径。本发明专利技术提出了一种可用于约束端到端延时的路由算法，综合考虑了链路的传播延时和端口的排队延时，并且以端到端总延时为约束进行路由计算，能够更精确地选择出延时最小的路径，主动规避那些产生了拥塞的节点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种以网络端到端延时最小化为目标的路由方法及系统


[0001]本专利技术涉及网络通信领域，更具体地，涉及一种以网络端到端延时最小化为目标的路由方法。

技术介绍

[0002]具有极低的端到端总时延是下一代网络的主要需求之一，例如5G的uRLLC（Ultra
‑
Reliable Low latency Communications）场景下要求端到端总延时在1ms左右。从2000年以来，数据中心网络带宽已经从100Mb/s提升到100Gb/s，带宽增长了1000倍，摩尔定律支撑了带宽的增长，网络带宽也享受着摩尔定律带来的福利，但由于网络拥塞的存在，一味地增加带宽并不能保证应用性能的必然提升，网络变革的方向正在从追求高带宽转向低延时，是网络技术发展的必由之路。
[0003]真实场景中的网络延时是指用户感受到的实际端到端总延时，即一条数据流在整个路由过程中，完整传输所需的总时间。网络端到端总延时可分为：静态延时和动态延时两大类，理想情况如图1所示。
[0004]静态延时包括数据串行延时、设备转发延时和链路传播延时。这类延本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以网络端到端延时最小化为目标的路由方法，其特征在于，包括：基于网络带内测量技术INT采集每个网络节点端口的元数据；根据每个网络节点端口的元数据，计算每个网络节点的平均排队延时；获取从源网络节点到目标网络节点的可行路径集合，对于所述可行路径集合中的任一条可行路径，以每个网络节点的平均排队延时构建代价函数，两个网络节点之间的传输总延时构建约束函数，构建目标函数；基于LARAC算法求解目标函数，获得约束函数满足最大容忍延时的路径中代价函数最小的路径，为从源网络节点到目标网络节点的路由路径。2.根据权利要求1所述的路由方法，其特征在于，所述元数据包括每一个网络节点ID、输入端口ID、输出端口ID、输入数据包的时间戳、输出数据包的时间戳和端口缓冲队列深度。3.根据权利要求2所述的路由方法，其特征在于，所述根据每个网络节点端口的元数据，计算每个网络节点的平均排队延时，包括：定义排队延时为当输入数据包从进入队列开始一直到出队列所需的总时间，假定网络节点端口上的队列为理想FIFO队列模型，且数据包出队列速度取决于转发带宽，一个数据包进入队列之前，队列的已有深度表示为：；指的是第个数据包进入队列之前队列的深度，单位是字节，是第个数据包的长度，是第个数据包进入队列的时刻，B是转发带宽；在第K个时间间隔里，第i个网络节点的平均排队延时q
it
表示为：；其中，P是在第K个时间间隔内进入队列的所有数据包的集合，N
k
是在第K个时间间隔内进入队列的所有数据包数量。4.根据权利要求1或3所述的路由方法，其特征在于，所述以每个网络节点的平均排队延时构建代价函数，两个网络节点之间的传输总延时构建约束函数，构建目标函数，包括：用表示从源网络节点s到目的网络节点t的可行路径集合，对于中的任一路径P，构建其代价函数和约束函数如下：；；其中，C
ij
和d
ij
分别为从网络节点i到网络节点j的代价因子和延时因子，，表示从网络节点i到网络节点j的方向上，网络节点i的平均排队延时，d
ij
为从网络节点i到网络节点j的传输总延时，所述传输总延时为平均排队延时和链路传输延时之和，链路传输延时根据网络节点的输入时间戳和输出时间戳计算得来；
基于代价函数函数和约束函数构建目标函数：；其中，D<...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱博，王洵，罗伦文，任明，谭军胜，黄建，
申请(专利权)人：武汉中科通达高新技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：