虛擬私有云路由轉(zhuǎn)發(fā)調(diào)度方法、系統(tǒng)和虛擬路由器技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種虛擬私有云路由轉(zhuǎn)發(fā)調(diào)度方法、系統(tǒng)和虛擬路由器，包括：獲取各虛擬機(jī)當(dāng)前的消息負(fù)載比率、單位時(shí)間消息處理量和單位時(shí)間流量數(shù)據(jù)損失率；根據(jù)各虛擬機(jī)當(dāng)前的消息負(fù)載比率、單位時(shí)間消息處理量和和單位時(shí)間流量數(shù)據(jù)損失率確定當(dāng)前最優(yōu)虛擬機(jī)；將新來(lái)的流量數(shù)據(jù)調(diào)度至當(dāng)前最優(yōu)虛擬機(jī)。本發(fā)明專利技術(shù)的技術(shù)方案根據(jù)各虛擬機(jī)的實(shí)時(shí)情況以選取出當(dāng)前最優(yōu)虛擬機(jī)，并將流量數(shù)據(jù)發(fā)送至當(dāng)前最優(yōu)虛擬機(jī)，從而可有效避免出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
虛擬私有云路由轉(zhuǎn)發(fā)調(diào)度方法、系統(tǒng)和虛擬路由器
本專利技術(shù)涉及通信
，特別涉及一種虛擬私有云路由轉(zhuǎn)發(fā)調(diào)度方法、系統(tǒng)、虛擬路由器和電信政企云系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
電信政企云現(xiàn)已成為全球政府/企業(yè)云發(fā)展的重要趨勢(shì)，而虛擬私有云(VirtualPrivateCloud，簡(jiǎn)稱VPC)技術(shù)是為了解決把電信政企云服務(wù)提供方的多租戶架構(gòu)變成虛擬單租戶架構(gòu)，虛擬私有云是基于虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)的供政府/企業(yè)內(nèi)部使用的私有云平臺(tái)，它將網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、計(jì)算等一系列虛擬資源進(jìn)行組合，供政府/企業(yè)用戶按需使用。當(dāng)前，電信政企云已經(jīng)成為全球政府/企業(yè)云產(chǎn)業(yè)界公認(rèn)的發(fā)展重點(diǎn)；國(guó)際和國(guó)內(nèi)的云產(chǎn)業(yè)巨頭加快技術(shù)研發(fā)、企業(yè)轉(zhuǎn)型和聯(lián)盟合作以搶占電信政企云發(fā)展的主導(dǎo)權(quán)和新興市場(chǎng)空間。圖1為電信政企云的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為VPC子網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1和圖2所示，該電信政企云包括若干個(gè)VPC子網(wǎng)，采用分布式模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，每個(gè)VPC子網(wǎng)由網(wǎng)關(guān)/防火墻、虛擬路由器及不同的虛擬機(jī)構(gòu)成，其具體功能如下：網(wǎng)關(guān)/防火墻實(shí)現(xiàn)了由軟件組成、在內(nèi)部網(wǎng)和外部網(wǎng)之間、專用網(wǎng)與公共網(wǎng)之間的界面上構(gòu)造的保護(hù)屏障，從而保護(hù)內(nèi)部網(wǎng)免受非法用戶的侵入。虛擬路由器實(shí)現(xiàn)了在軟件層物理路由器的功能邏輯仿真，每個(gè)虛擬路由器都具有邏輯獨(dú)立的路由表和轉(zhuǎn)發(fā)表，根據(jù)流量數(shù)據(jù)的優(yōu)先等級(jí)不同，將其流量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到不同的虛擬機(jī)上。然而，在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的VPC子網(wǎng)在數(shù)據(jù)流量轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程中，其可靠性低、丟包率高、網(wǎng)絡(luò)擁塞程度高。這種情況下，面對(duì)日益迫切的電信政企云發(fā)展需求，基于電信政企云的虛擬私有云路由轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)對(duì)于電信政企云的迅速持續(xù)發(fā)展具有重要意義。專利技術(shù)內(nèi)容本專利技術(shù)旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一，提出了一種虛擬私有云路由轉(zhuǎn)發(fā)調(diào)度方法、系統(tǒng)、虛擬路由器和電信政企云系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供了一種虛擬私有云路由轉(zhuǎn)發(fā)調(diào)度方法，包括：步驟S1、獲取各虛擬機(jī)當(dāng)前的消息負(fù)載比率、單位時(shí)間消息處理量和單位時(shí)間流量數(shù)據(jù)損失率；步驟S2、根據(jù)各虛擬機(jī)當(dāng)前的消息負(fù)載比率、單位時(shí)間消息處理量和和單位時(shí)間流量數(shù)據(jù)損失率確定當(dāng)前最優(yōu)虛擬機(jī)；步驟S3、將新來(lái)的流量數(shù)據(jù)調(diào)度至所述當(dāng)前最優(yōu)虛擬機(jī)，以供所述最優(yōu)虛擬機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)和處理?？蛇x地，所述步驟S2包括：步驟S201、根據(jù)各虛擬機(jī)當(dāng)前的消息負(fù)載比率、單位時(shí)間消息處理量和單位時(shí)間流量數(shù)據(jù)損失率生成各虛擬機(jī)的初始消息隊(duì)列復(fù)合向量其中，Vi0為第i個(gè)虛擬機(jī)的初始消息隊(duì)列復(fù)合向量，為第i個(gè)虛擬機(jī)的當(dāng)前的消息負(fù)載比率，為第i個(gè)虛擬機(jī)的當(dāng)前的單位時(shí)間消息處理量，為第i個(gè)虛擬機(jī)的當(dāng)前的單位時(shí)間流量數(shù)據(jù)損失率；步驟S202、建立迭代模型，其中迭代評(píng)價(jià)函數(shù)：迭代等式：其中，k為迭代步數(shù)且k∈[1,d]，d為預(yù)先設(shè)置的最大迭代次數(shù)；n為虛擬機(jī)的總數(shù)，fk(xik)為第k次迭代時(shí)計(jì)算出的路由轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)化調(diào)度評(píng)價(jià)值；Vik為對(duì)應(yīng)于第k次迭代時(shí)所計(jì)算出的第i個(gè)虛擬機(jī)的虛擬機(jī)復(fù)合向量，為對(duì)應(yīng)于第k次迭代時(shí)所計(jì)算出的第i個(gè)虛擬機(jī)的消息負(fù)載比率，βik為對(duì)應(yīng)于第k次迭代時(shí)所計(jì)算出的第i個(gè)虛擬機(jī)的單位時(shí)間消息處理量，γik為對(duì)應(yīng)于第k次迭代時(shí)所計(jì)算出的第i個(gè)虛擬機(jī)的單位時(shí)間流量數(shù)據(jù)損失率；xik表示在第k次迭代時(shí)第i個(gè)虛擬機(jī)是否在處理新來(lái)的流量數(shù)據(jù)，若第k次迭代時(shí)第i個(gè)虛擬機(jī)在處理新來(lái)的流量數(shù)據(jù)，則xik取值為1，否則，xik取值為0；θ、σ和δ分別為消息負(fù)載比率、單位時(shí)間消息處理量和單位時(shí)間流量數(shù)據(jù)損失率的調(diào)節(jié)因子，且θ∈(0,1)，σ∈(0,1)，δ∈(0,1)；當(dāng)k取值為1時(shí)，當(dāng)k取值大于1時(shí)，為虛擬機(jī)復(fù)合向量Vik-1的變值方差，ζ為調(diào)節(jié)因子，且ζ∈(0,1)，為虛擬機(jī)復(fù)合向量的三階矩向量，步驟S203、針對(duì)上述迭代模型，輸入初始值k＝0，并計(jì)算出f0(xik)的值；步驟S204、對(duì)k進(jìn)行加1處理，并根據(jù)迭代等式計(jì)算出第k次迭代時(shí)各虛擬機(jī)復(fù)合向量Vik；步驟S205、根據(jù)計(jì)算出的各虛擬機(jī)復(fù)合向量Vik，計(jì)算出第k次迭代時(shí)對(duì)應(yīng)的路由轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)化調(diào)度評(píng)價(jià)值fk(xik)；步驟S206、判斷第k次迭代時(shí)對(duì)應(yīng)的路由轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)化調(diào)度評(píng)價(jià)值fk(xik)是否滿足如下條件：其中，ε為預(yù)先設(shè)置的一個(gè)值，且ε∈(0,1)；若滿足，則執(zhí)行步驟S208；否則，執(zhí)行步驟S207。步驟S207、判斷k是否小于d；若判斷出k小于d，則繼續(xù)執(zhí)行上述步驟S204；否則，執(zhí)行步驟S208。步驟S208、輸出當(dāng)前的k的值，并確定第k次迭代時(shí)所選擇的虛擬機(jī)為所述最優(yōu)虛擬機(jī)。可選地，還包括：步驟S4、檢測(cè)各所述虛擬機(jī)的存儲(chǔ)空間是否已滿；若存在存儲(chǔ)空間已滿的虛擬機(jī)，則執(zhí)行步驟S4；步驟S5、控制存儲(chǔ)空間已滿的虛擬機(jī)將部分待處理的流量數(shù)據(jù)發(fā)送至預(yù)先設(shè)置的共享虛擬機(jī)中，以供所述共享虛擬機(jī)對(duì)所述待處理的流量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。可選地，還包括：步驟S6、檢測(cè)所述共享虛擬機(jī)的存儲(chǔ)空間是否已滿；若檢測(cè)出所述共享虛擬機(jī)的存儲(chǔ)空間已滿，則執(zhí)行步驟S7；步驟S7、控制所述共享虛擬機(jī)將部分待處理的流量數(shù)據(jù)發(fā)送至虛擬路由器，以供所述虛擬路由器將接收到待處理的流量數(shù)據(jù)重新進(jìn)行調(diào)度。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)還提供了一種虛擬路由器，包括：第一獲取模塊，用于獲取各虛擬機(jī)當(dāng)前的消息負(fù)載比率、單位時(shí)間消息處理量和單位時(shí)間流量數(shù)據(jù)損失率；確定模塊，用于根據(jù)各虛擬機(jī)當(dāng)前的消息負(fù)載比率、單位時(shí)間消息處理量和單位時(shí)間流量數(shù)據(jù)損失率確定當(dāng)前最優(yōu)虛擬機(jī)；調(diào)度模塊，用于將新來(lái)的流量數(shù)據(jù)調(diào)度至所述當(dāng)前最優(yōu)虛擬機(jī)，以供所述最優(yōu)虛擬機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)和處理。可選地，所述確定模塊包括：第一生成單元，用于根據(jù)各虛擬機(jī)當(dāng)前的消息負(fù)載比率、單位時(shí)間消息處理量和單位時(shí)間流量數(shù)據(jù)損失率生成各虛擬機(jī)的初始消息隊(duì)列復(fù)合向量其中，Vi0為第i個(gè)虛擬機(jī)的初始消息隊(duì)列復(fù)合向量，為第i個(gè)虛擬機(jī)的當(dāng)前的消息負(fù)載比率，為第i個(gè)虛擬機(jī)的當(dāng)前的單位時(shí)間消息處理量；建模單元，用于建立迭代模型，其中迭代評(píng)價(jià)函數(shù)：迭代等式：其中，k為迭代步數(shù)且k∈[1,d]，d為預(yù)先設(shè)置的最大迭代次數(shù)；n為虛擬機(jī)的總數(shù)，fk(xik)為第k次迭代時(shí)計(jì)算出的路由轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)化調(diào)度評(píng)價(jià)值；Vik為對(duì)應(yīng)于第k次迭代時(shí)所計(jì)算出的第i個(gè)虛擬機(jī)的虛擬機(jī)復(fù)合向量，為對(duì)應(yīng)于第k次迭代時(shí)所計(jì)算出的第i個(gè)虛擬機(jī)的消息負(fù)載比率，βik為對(duì)應(yīng)于第k次迭代時(shí)所計(jì)算出的第i個(gè)虛擬機(jī)的單位時(shí)間消息處理量，γik為對(duì)應(yīng)于第k次迭代時(shí)所計(jì)算出的第i個(gè)虛擬機(jī)的單位時(shí)間流量數(shù)據(jù)損失率；xik表示在第k次迭代時(shí)第i個(gè)虛擬機(jī)是否在處理新來(lái)的流量數(shù)據(jù)，若第k次迭代時(shí)第i個(gè)虛擬機(jī)在處理新來(lái)的流量數(shù)據(jù)，則xik取值為1，否則，xik取值為0；θ、σ和δ分別為消息負(fù)載比率、單位時(shí)間消息處理量和單位時(shí)間流量數(shù)據(jù)損失率的調(diào)節(jié)因子，且θ∈(0,1)，σ∈(0,1)，δ∈(0,1)；當(dāng)k取值為1時(shí)，當(dāng)k取值大于1時(shí)，為虛擬機(jī)復(fù)合向量Vik-1的變值方差，ζ為調(diào)節(jié)因子，且ζ∈(0,1)，為虛擬機(jī)復(fù)合向量Vik-1的三階矩向量，初始值輸入單元，用于針對(duì)上述迭代模型，輸入初始值k＝0，并計(jì)算出f0(xik)的值；向量計(jì)算單元，用于對(duì)k進(jìn)行加1處理，并根據(jù)迭代等式計(jì)算出第k次迭代時(shí)所計(jì)算出各虛擬機(jī)復(fù)合向量Vik；評(píng)價(jià)值計(jì)算單元，用于根據(jù)計(jì)算出的各虛擬機(jī)復(fù)合向量Vik，計(jì)算出第k次迭代時(shí)對(duì)應(yīng)的路由轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)化調(diào)度評(píng)價(jià)值fk(xik本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種虛擬私有云路由轉(zhuǎn)發(fā)調(diào)度方法，其特征在于，包括：步驟S1、獲取各虛擬機(jī)當(dāng)前的消息負(fù)載比率、單位時(shí)間消息處理量和單位時(shí)間流量數(shù)據(jù)損失率；步驟S2、根據(jù)各虛擬機(jī)當(dāng)前的消息負(fù)載比率、單位時(shí)間消息處理量和和單位時(shí)間流量數(shù)據(jù)損失率確定當(dāng)前最優(yōu)虛擬機(jī)；步驟S3、將新來(lái)的流量數(shù)據(jù)調(diào)度至所述當(dāng)前最優(yōu)虛擬機(jī)，以供所述最優(yōu)虛擬機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)和處理。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種虛擬私有云路由轉(zhuǎn)發(fā)調(diào)度方法，其特征在于，包括：步驟S1、獲取各虛擬機(jī)當(dāng)前的消息負(fù)載比率、單位時(shí)間消息處理量和單位時(shí)間流量數(shù)據(jù)損失率；步驟S2、根據(jù)各虛擬機(jī)當(dāng)前的消息負(fù)載比率、單位時(shí)間消息處理量和和單位時(shí)間流量數(shù)據(jù)損失率確定當(dāng)前最優(yōu)虛擬機(jī)；步驟S3、將新來(lái)的流量數(shù)據(jù)調(diào)度至所述當(dāng)前最優(yōu)虛擬機(jī)，以供所述最優(yōu)虛擬機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)和處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)度方法，其特征在于，所述步驟S2包括：步驟S201、根據(jù)各虛擬機(jī)當(dāng)前的消息負(fù)載比率、單位時(shí)間消息處理量和單位時(shí)間流量數(shù)據(jù)損失率生成各虛擬機(jī)的初始消息隊(duì)列復(fù)合向量Vi0其中，Vi0為第i個(gè)虛擬機(jī)的初始消息隊(duì)列復(fù)合向量，為第i個(gè)虛擬機(jī)的當(dāng)前的消息負(fù)載比率，為第i個(gè)虛擬機(jī)的當(dāng)前的單位時(shí)間消息處理量，為第i個(gè)虛擬機(jī)的當(dāng)前的單位時(shí)間流量數(shù)據(jù)損失率；步驟S202、建立迭代模型，其中迭代評(píng)價(jià)函數(shù)：迭代等式：其中，k為迭代步數(shù)且k∈[1,d]，d為預(yù)先設(shè)置的最大迭代次數(shù)；n為虛擬機(jī)的總數(shù)，fk(xik)為第k次迭代時(shí)計(jì)算出的路由轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)化調(diào)度評(píng)價(jià)值；Vik為對(duì)應(yīng)于第k次迭代時(shí)所計(jì)算出的第i個(gè)虛擬機(jī)的虛擬機(jī)復(fù)合向量，為對(duì)應(yīng)于第k次迭代時(shí)所計(jì)算出的第i個(gè)虛擬機(jī)的消息負(fù)載比率，βik為對(duì)應(yīng)于第k次迭代時(shí)所計(jì)算出的第i個(gè)虛擬機(jī)的單位時(shí)間消息處理量，γik為對(duì)應(yīng)于第k次迭代時(shí)所計(jì)算出的第i個(gè)虛擬機(jī)的單位時(shí)間流量數(shù)據(jù)損失率；xik表示在第k次迭代時(shí)第i個(gè)虛擬機(jī)是否在處理新來(lái)的流量數(shù)據(jù)，若第k次迭代時(shí)第i個(gè)虛擬機(jī)在處理新來(lái)的流量數(shù)據(jù)，則xik取值為1，否則，xik取值為0；θ、σ和δ分別為消息負(fù)載比率、單位時(shí)間消息處理量和單位時(shí)間流量數(shù)據(jù)損失率的調(diào)節(jié)因子，且θ∈(0,1)，σ∈(0,1)，δ∈(0,1)；當(dāng)k取值為1時(shí)，當(dāng)k取值大于1時(shí)，為虛擬機(jī)復(fù)合向量Vik-1的變值方差，ζ為調(diào)節(jié)因子，且ζ∈(0,1)，為虛擬機(jī)復(fù)合向量Vik-1的三階矩向量，步驟S203、針對(duì)上述迭代模型，輸入初始值k＝0，并計(jì)算出f0(xik)的值；步驟S204、對(duì)k進(jìn)行加1處理，并根據(jù)迭代等式計(jì)算出第k次迭代時(shí)各虛擬機(jī)復(fù)合向量Vik；步驟S205、根據(jù)計(jì)算出的各虛擬機(jī)復(fù)合向量Vik，計(jì)算出第k次迭代時(shí)對(duì)應(yīng)的路由轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)化調(diào)度評(píng)價(jià)值fk(xik)；步驟S206、判斷第k次迭代時(shí)對(duì)應(yīng)的路由轉(zhuǎn)發(fā)優(yōu)化調(diào)度評(píng)價(jià)值fk(xik)是否滿足如下條件：其中，ε為預(yù)先設(shè)置的一個(gè)值，且ε∈(0,1)；若滿足，則執(zhí)行步驟S208；否則，執(zhí)行步驟S207。步驟S207、判斷k是否小于d；若判斷出k小于d，則繼續(xù)執(zhí)行上述步驟S204；否則，執(zhí)行步驟S208。步驟S208、輸出當(dāng)前的k的值，并確定第k次迭代時(shí)所選擇的虛擬機(jī)為所述最優(yōu)虛擬機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)度方法，其特征在于，還包括：步驟S4、檢測(cè)各所述虛擬機(jī)的存儲(chǔ)空間是否已滿；若存在存儲(chǔ)空間已滿的虛擬機(jī)，則執(zhí)行步驟S4；步驟S5、控制存儲(chǔ)空間已滿的虛擬機(jī)將部分待處理的流量數(shù)據(jù)發(fā)送至預(yù)先設(shè)置的共享虛擬機(jī)中，以供所述共享虛擬機(jī)對(duì)所述待處理的流量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的調(diào)度方法，其特征在于，還包括：步驟S6、檢測(cè)所述共享虛擬機(jī)的存儲(chǔ)空間是否已滿；若檢測(cè)出所述共享虛擬機(jī)的存儲(chǔ)空間已滿，則執(zhí)行步驟S7；步驟S7、控制所述共享虛擬機(jī)將部分待處理的流量數(shù)據(jù)發(fā)送至虛擬路由器，以供所述虛擬路由器將接收到待處理的流量數(shù)據(jù)重新進(jìn)行調(diào)度。5.一種虛擬路由器，其特征在于，包括：第一獲取模塊，用于獲取各虛擬機(jī)當(dāng)前的消息負(fù)載比率、單位時(shí)間消息處理量和單位時(shí)間流量數(shù)據(jù)損失率；確定模塊，用于根據(jù)各虛擬機(jī)當(dāng)前的消息負(fù)載比率、單位時(shí)間消息處理量和單位...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王智明，王志軍，毋濤，賈智宇，盧瑩，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團(tuán)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京,11