一种基于电力通信软交换网关的负载平滑抑制方法技术

本发明专利技术一种基于电力通信软交换网关的负载平滑抑制方法，属于电力通信网络的负载均衡与资源优化技术领域，通过考虑负载抑制方法的公平性和有效性，以软交换网关业务过载为抑制条件，检测软交换网关的CPU利用率和服务缓存空间利用率，确定软交换网关是否处于业务过载，并建立多目标优化模型，利用蚁群群集智能优化获得该模型的最优可行解，实现对不同业务的平滑抑制；本发明专利技术创新性地提出通过蚁群智能优化获得多目标能效优化模型的最优可行解来对不同可能过载业务进行有效而公平的抑制；本发明专利技术提出采用平滑抑制的方式防止软交换网关负载出现突变情况，从而能有效改善系统性能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术，属于电力通信网络的负载均衡与资源优化
，通过考虑负载抑制方法的公平性和有效性，以软交换网关业务过载为抑制条件，检测软交换网关的CPU利用率和服务缓存空间利用率，确定软交换网关是否处于业务过载，并建立多目标优化模型，利用蚁群群集智能优化获得该模型的最优可行解，实现对不同业务的平滑抑制；本专利技术创新性地提出通过蚁群智能优化获得多目标能效优化模型的最优可行解来对不同可能过载业务进行有效而公平的抑制；本专利技术提出采用平滑抑制的方式防止软交换网关负载出现突变情况，从而能有效改善系统性能。【专利说明】
本专利技术属于电力通信网络的负载均衡与资源优化
，具体涉及。
技术介绍
随着电力通信技术的不断发展，下一代电力通信网络已发展为业务驱动型、开放性、分布性和综合性的多业务多数据传输网络。下一代电力通信网络由于业务与呼叫控制分离、呼叫与承载分离，其业务能够真正独立于承载网络，并且下一代电力通信网络本身也能灵活有效地提供多业务多数据，从而将第三方业务提供商加入到新业务的定义、设计和运营当中。作为下一代电力通信网络提供的针对业务开发、运行和管理的支撑平台，软交换网关将自己所运营的网络向第三方业务提供商开放，新的业务可以独立于网络外部进行开发和运行。软交换网关作为下一代电力通信网络体系结构的重要组成部分，在对网络中不同实体的呼叫请求进行处理的同时，还要对第三方业务提供商的应用需求提供业务处理功能。所以大量的业务处理请求很容易导致软交换网关出现高负载甚至出现业务过载，从而降低了软交换网关的业务处理能力。因此，软交换网关负载的有效控制已成为国内外研究的热点主题。现在已有大量研究人员对软交换网关的负载控制展开了研究，Zhang等人提出一种基于软交换网关服务器的自适应控制算法，通过利用最早优先处理原则来处理业务请求，并利用漏桶算法控制业务到达速率，通过最新业务的队列等待时间来判断是否过载，从而使该算法简单可行。Liu等人研究了负载控制的公平性，提出了能有效解决软交换网关过载控制公平性的方法。Deng等人以软交换网关中CPU利用率作为负载过载门限，提出了基于银行票据控制机制的过载控制算法，通过考虑过载控制的公平性，研究了控制不同过载业务的有效控制方法。以上这些方法对于解决高负载或者业务过载在一定程度上是有效的，能够满足一定的公平性与有效性，但其控制结果对业务影响较大，常常导致被处理业务请求波动较大，负载控制效果并不理想，而且也没有考虑软交换网关的高能耗、低效率即低能效的实际问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提出，以达到改善现有电力通信网络中软交换网关能效的目的。，包括以下步骤:步骤1、根据该检测周期内业务数量、不同业务的到达速率和处理速率，获得CPU的利用率，并根据服务缓存空间的空闲空间，获得服务缓存空间利用率；步骤2、判断软交换网关是否过载，即判断CPU的利用率是否大于根据需求所设定的门限值，同时判断服务缓存空间利用率是否大于根据需求所设定的门限值，若上述两者同时大于门限值，则软交换网关过载，停止接收下一周期的业务并执行步骤3，否则，延长检测周期并返回执行步骤I ;步骤3、根据网关的总吞吐量和处理全部业务所消耗的总能耗，结合不同业务控制速率的限制条件，采用蚁群算法获得能效最大时的不同业务控制速率；步骤3-1、设定在过载控制过程中不同业务控制速率的限定条件，包括不同业务控制速率大于其控制速率的下限，CPU利用率小于等于所设定的门限值；步骤3-2、根据该网关的业务处理周期和该周期内业务数量，建立该网关总吞吐量与不同业务控制速率的关系；步骤3-3、根据该网关的业务处理周期、该周期内业务数量、该网关链路容量和链路中基本能耗功率所占比例，建立该网关处理所有业务所消耗的总能耗与不同业务控制速率的关系；步骤3-4、结合不同业务控制速率的限制条件、网关总吞吐量与不同业务控制速率的关系、该网关处理所有业务所消耗的总能耗与不同业务控制速率的关系，建立能效优化模型；步骤3-5、采用蚁群算法获得能效最大时的不同业务控制速率；步骤3-6、采用平滑抑制方法对能效最大时的不同业务控制速率进行过载控制，获得不同业务的最终控制速率；步骤4、根据获得的不同业务的最终控制速率，设置计数器，即设定下一周期内接收业务的数量，实现对实际网关过载的控制；步骤5、判断本周期内所有业务是否均处理完成，若是，则缩短检测周期，等待接收新业务，并返回执行步骤I ;否则继续对剩余业务进行处理。步骤I所述的根据业务数量、不同业务的到达速率和处理速率，获得CPU的利用率；CPU利用率P公式如下:【权利要求】1.，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1、根据该检测周期内业务数量、不同业务的到达速率和处理速率，获得CPU的利用率，并根据服务缓存空间的空闲空间，获得服务缓存空间利用率； 步骤2、判断软交换网关是否过载，即判断CPU的利用率是否大于根据需求所设定的门限值，同时判断服务缓存空间利用率是否大于根据需求所设定的门限值，若上述两者同时大于门限值，则软交换网关过载，停止接收下一周期的业务并执行步骤3，否则，延长检测周期并返回执行步骤I ; 步骤3、根据网关的总吞吐量和处理全部业务所消耗的总能耗，结合不同业务控制速率的限制条件，采用蚁群算法获得能效最大时的不同业务控制速率； 步骤3-1、设定在过载控制过程中不同业务控制速率的限定条件，包括不同业务控制速率要大于其控制速率的下限，CPU利用率小于或等于所设定的门限值； 步骤3-2、根据该网关的业务处理周期和该周期内业务数量，建立该网关总吞吐量与不同业务控制速率的关系； 步骤3-3、根据该网关的业务处理周期、该周期内业务数量、该网关链路容量和链路中基本能耗功率所占比例，建立该网关处理所有业务所消耗的总能耗与不同业务控制速率的关系; 步骤3-4、结合不同业务控制速率的限制条件、网关总吞吐量与不同业务控制速率的关系、该网关处理所有业务所消耗的总能耗与不同业务控制速率的关系，建立能效优化模型； 步骤3-5、采用蚁群算法获得能效最大时的不同业务控制速率； 步骤3-6、采用平滑抑制方法对能效最大时的不同业务控制速率进行过载控制，获得不同业务的最终控制速率； 步骤4、根据获得的不同业务的最终控制速率，设置计数器，即设定下一周期内接收业务的数量，实现对实际网关过载的控制； 步骤5、判断本周期内所有业务是否均处理完成，若是，则缩短检测周期，等待接收新业务，并返回执行步骤I ;否则继续对剩余业务进行处理。2.根据权利要求1所述的基于电力通信软交换网关的负载平滑抑制方法，其特征在于，步骤I所述的根据业务数量、不同业务的到达速率和处理速率，获得CPU的利用率； CPU利用率P公式如下: 3.根据权利要求1所述的基于电力通信软交换网关的负载平滑抑制方法，其特征在于，步骤3-4所述的建立能效优化模型，公式如下: 4.根据权利要求1所述的基于电力通信软交换网关的负载平滑抑制方法，其特征在于，步骤3-5所述的采用蚁群算法获得能效最大时的不同业务控制速率，具体包括以下步骤: 步骤3-5-1、对蚁群算法进行初始化，即设置总的迭代次数为A，解向量的个数M，所述的每个解向量由某一次迭代中所有业务的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电力通信软交换网关的负载平滑抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、根据该检测周期内业务数量、不同业务的到达速率和处理速率，获得CPU的利用率，并根据服务缓存空间的空闲空间，获得服务缓存空间利用率；步骤2、判断软交换网关是否过载，即判断CPU的利用率是否大于根据需求所设定的门限值，同时判断服务缓存空间利用率是否大于根据需求所设定的门限值，若上述两者同时大于门限值，则软交换网关过载，停止接收下一周期的业务并执行步骤3，否则，延长检测周期并返回执行步骤1；步骤3、根据网关的总吞吐量和处理全部业务所消耗的总能耗，结合不同业务控制速率的限制条件，采用蚁群算法获得能效最大时的不同业务控制速率；步骤3?1、设定在过载控制过程中不同业务控制速率的限定条件，包括不同业务控制速率要大于其控制速率的下限，CPU利用率小于或等于所设定的门限值；步骤3?2、根据该网关的业务处理周期和该周期内业务数量，建立该网关总吞吐量与不同业务控制速率的关系；步骤3?3、根据该网关的业务处理周期、该周期内业务数量、该网关链路容量和链路中基本能耗功率所占比例，建立该网关处理所有业务所消耗的总能耗与不同业务控制速率的关系；步骤3?4、结合不同业务控制速率的限制条件、网关总吞吐量与不同业务控制速率的关系、该网关处理所有业务所消耗的总能耗与不同业务控制速率的关系，建立能效优化模型；步骤3?5、采用蚁群算法获得能效最大时的不同业务控制速率；步骤3?6、采用平滑抑制方法对能效最大时的不同业务控制速率进行过载控制，获得不同业务的最终控制速率；步骤4、根据获得的不同业务的最终控制速率，设置计数器，即设定下一周期内接收业务的数量，实现对实际网关过载的控制；步骤5、判断本周期内所有业务是否均处理完成，若是，则缩短检测周期，等待接收新业务，并返回执行步骤1；否则继续对剩余业务进行处理。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：夏泳，马伟哲，孟凡博，赵宏昊，金鑫，王芝茗，葛维春，赵庆杞，鲍鑫，奚庆哲，曹莹，范继平，林志超，刘杨，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网辽宁省电力有限公司本溪供电公司，辽宁省邮电规划设计院有限公司，辽宁省医疗器械检验所，
类型：发明
国别省市：