[发明专利]一种基于动态优先级的流量调度方法与系统

权利要求书

1.一种基于动态优先级的流量调度方法，其特征在于，设置有发送端、智能决策层服务器、控制层SDN控制器、转发层可编程交换机以及接收端，具体方法如下：

步骤1、在发送端以剩余流大小比上可用带宽计算剩余时间，通过与多级反馈队列阈值进行比较获得流的优先级；

步骤2、智能决策层服务器通过MADDPG-Q算法，自适应地针对多级反馈队列划分队列阈值进行计算和优化，得到集中式训练的多级反馈队列阈值更新模型；

步骤3、控制层SDN控制器连接底层硬件设备和智能决策层，控制器获取全局的网络状态，为智能决策层服务器计算优化阈值提供所需信息，同时将智能决策层服务器训练好的多级反馈队列阈值更新模型下发给转发层可编程交换机；

步骤4、转发层可编程交换机使用多级反馈队列作为优先级队列，人工设置多级反馈队列初始阈值；在对于发送端进行优先级计算之后，实现对于不同优先级的流匹配进入不同的优先级队列，完成流优先级调度；同时，对同一流优先级区间队列中不同数据包优先级的数据包进行排序，并且在流优先级改变时，调整数据包在队列中的位置，实现数据包级调度；

步骤5、接收端接收数据包：当发生拥塞时，接收端接收到被标记的数据包时，标记返回的ACK；TCP发送端收到ACK时，计算最后一个窗口对应的标记ACK的百分比，估计网络拥塞程度。

2.根据权利要求1所述的基于动态优先级的流量调度方法，其特征在于，步骤1中，在发送端以剩余流大小比上可用带宽计算剩余时间，通过与多级反馈队列阈值进行比较获得流的优先级，具体如下：

步骤1.1、用已经发送字节代替剩余字节；

步骤1.2、通过链路容量和拥塞函数估计可用带宽；

步骤1.3、使用发送字节数比上可用带宽作为剩余时间，实现最短剩余时间调度；

步骤1.4、通过流的最短剩余时间和交换机多级反馈队列阈值进行比较，得到流的优先级。

3.根据权利要求2所述的基于动态优先级的流量调度方法，其特征在于，步骤1.2所述通过链路容量和拥塞函数估计可用带宽，具体如下：

使用发送的字节数作为估计的剩余大小，在交付数据包时，TCP发送方计算发送的字节数size_a，而流剩余大小size_s＝size_a；

如果队列长度超过一个阈值，转发层可编程交换机将标记数据包，当TCP接收方接收到被标记的数据包时，也将标记返回的ACK；TCP发送方收到ACK时，将计算最后一个窗口对应的标记ACK的百分比，估计网络拥塞程度，如下：

CWND←CWND×(1-∝/2)

其中∝是网络拥塞范围的估计量，0∝1；是给新样本相对之前估计样本的权重，F是对应于数据包的最后一个窗口的标记ACK的分数或百分比，CEND是拥塞窗口的大小；

∝用于估计可用带宽，∝的值越小，表示数据包标记的比例越小，队列长度超过阈值的时间越短，因此网络拥塞程度越低；

因此，估计的可用带宽为：

B←L×(1-∝)

其中B为估计的可用带宽，L为链路容量。

4.根据权利要求3所述的基于动态优先级的流量调度方法，其特征在于，步骤1.3所述使用发送字节数比上可用带宽作为剩余时间，实现最短剩余时间调度，公式为：

t_s＝Size_s/B

其中，t_s为流的最短剩余时间。