文档介绍:基于成本最优IP路由算法
摘要:该文为解决IP网络中成本问题,提出了一种基于 成本最优的IP路由算法。此算法是在给定网络初始拓扑情况 下,通过优化网络的流量分布以达到全网花费的代价总和最 小的目的。该文首先提出网络成本问题和数学模型,然后列 出了算法框架,最后,对算法进行了仿真并得出了实验结果。
关键字:成本最优;路由算法;链路利用率
中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:
1009-3044(2012)29-7003-03
1问题描述
目前对网络规划的研究主要集中于负载均衡[仁2],即最 小化最大链路利用率问题。而对无网络供应商和客户来说, 网络设备的成本代价永远是考虑的首要问题。面对客户大量 业务需求,需要选择出合适的网络原件(路由器、插卡)满 足业务的需求,这就需要我们队业务进行合适的规划布局, 使得满足需求的同时应用的成本最低。对于现存网络来说, 网络成本主要是节点成本和链路成本,节点成本主要包括路 由器及路由器上应用的插卡数量,链路成本则是与节点距离 相关,本文算法在设计时参考已设计的算法[3-6],主要考虑
节点成本,对链路成本通过设置权重来避免应用低利用率长 链路。首先给出两个本文应用的定义:
定义2平均链路利用率:网络中的链路平均利用率为所 有链路(m,n)eE带宽利用率的均值,即,其中表示链路数。
链路带宽利用率反映了链路上的带宽使用情况,也反映 该链路的负载情况。当时,也就是链路(m,n)的负载比较重时, 节点m和n间链路的已用带宽与请求的带宽接近,将来会很 难再接纳其他经过该链路的业务请求,再接受其他业务时可 能会导致拥塞丢包现象。是反映了全网链路利用率的情况, 当较大时表示全网中链路负载较重。本文在考虑平均链路率 的基础上设计了成本最优的算法。
3算法实现
基于上述LP方程中的问题,本文设计了求最小成本的路 由算法,本算法是基于IP路由算法的基础上增加了对成本优 化的模块,由于IP路由算法是基于最短路径进行转发的,则 算法的关键在于通过修改链路上的权重值,通过比较找到成 本最优的解。
Step2 :调用IP路由算法(最短路径算法)路由业务。 路由业务之前,先将业务按带宽由大到小顺序排序,然后通 过Dijkstra算法依次路由业务,并根据业务带宽选择或利用 最适合的端口(如某个端口上剩余容量可以满足该业务,则
无需增加新端口,否则,从候选端口中选择出一个满足带宽 要求且费用最低的端口),流程图1所示。
Step3 :调用流量优化算法降低最大链路利用率,使得全 网负载均衡。流量优化算法流程图2所示。
首先将全网链路按利用率由大到小进行排序,然后增加 利用率最高的链路的权重则再调用IP路由算法重新路由业 务直到链路上利用率降低。
Step4 :代价优化。全网的代价取决于应用的端口数,优 化的目的也是尽量应用合适的端口,使得在满足全网业务带 宽的前提下,应用的端口代价最低。则优化过程中对利用率 最低的链路增加其权重,使得该链路上的业务不再经过此链 路,则可删除该链路对应的端口,达到降低全网代价的目的。
5结束语
针对网络规划成本问题,本文提出了一种基于成本最优 的路由算法,该算法在流量负载均衡的基础上,添加了代价 成本模块。由于IP网络中路由是基于最短路径的,即取决于 链路的