[发明专利]一种轻量级VoIP系统网络拓扑优化的方法

权利要求书

1.一种轻量级VoIP系统网络拓扑优化的方法，其特征在于：所述方法包括下述步骤：

步骤S101，根据轻量级VoIP系统中的服务器节点的物理特性计算服务器节点能力；

步骤S102，根据服务器节点的负载压力和服务器物理特性，通过网络最优拓扑的算法得到网络最优拓扑；

步骤S103，根据网络中需要改变的服务器节点的数量，计算将网络由一种拓扑转换为另一种拓扑的迁移成本；

步骤S104，根据网络中服务器节点的负载分布状况，计算网络的分布差异权值；

步骤S105，根据网络的迁移成本和网络的分布差异权值，确定最终网络优化方法。

2.根据权利要求1所述的轻量级VoIP系统网络拓扑优化的方法，其特征在于：所述步骤S101包括：

(A1)定义服务器节点能力相关属性：包括服务器节点处理能力和服务器节点连通能力，所述服务器节点处理能力是指服务器节点在单位时间内处理消息的能力；服务器节点连通能力是指服务器节点所处的网络状况；

(A2)收集服务器节点能力相关参数：包括收集服务器节点处理能力的相关物理参数和收集服务器节点连接能力相关参数，所述服务器节点处理能力的相关物理参数包括服务器节点的CPU频率、CPU个数和内存大小；所述服务器节点连接能力相关参数包括服务器节点带宽和网络等级；

(A3)测试当前网络和服务器节点性能并生成服务器属性-参数-能力对照表，所述服务器属性-参数-能力对照表包括以下属性：CPU频率、CPU个数、内存大小、带宽、网络等级、处理消息个数和服务器能力权值；

(A4)根据服务器属性-参数-能力对照表计算当前服务器节点能力权值：查找服务器属性-参数-能力对照表，按照匹配原则，得到匹配条目的服务器节点能力权值即为当前服务器节点能力权值；所述匹配条目指的是所有属性均小于等于待查找节点的所有条目中能力权值最大的节点。

3.根据权利要求2所述的轻量级VoIP系统网络拓扑优化的方法，其特征在于：所述步骤(A2)中，所述网络等级具体如下：对无网络连接的用户节点的网络等级赋值为0；对局域网的用户节点的网络等级赋值为0.5；对光纤骨干网的用户节点的网络等级赋值为1。

4.根据权利要求3所述的轻量级VoIP系统网络拓扑优化的方法，其特征在于：所述步骤(A4)中，所述服务器节点能力权值是位于[0，1]之间的，是通过服务器节点处理消息数量除以常数得来的，保留两位小数位；所述常数是所有消息数量的最大公约数。

5.根据权利要求4所述的轻量级VoIP系统网络拓扑优化的方法，其特征在于：所述步骤S102包括：

(B1)统计每个用户节点数量；

(B2)通过下面的公式计算全网平均单位能力负载、每个服务器节点的理想负载和每个服务器节点的理想ID：

全网平均单位能力负载＝全网负载/全网能力；其中，全网负载是通过统计每个服务器节点服务的节点数量并求和得到的；全网能力为所有服务器节点能力权值之和；

理想负载＝全网平均单位能力负载*服务器节点能力权值；

若当前网络服务器节点为网络中第一个节点，其ID为0；

若当前网络服务器节点非网络中第一个节点，其新ID＝前一个服务器节点ID+当前服务器节点的理想负载；

理想ID＝前一个服务器节点理想ID+服务器节点理想负载*节点ID范围/全网负载。

6.根据权利要求5所述的轻量级VoIP系统网络拓扑优化的方法，其特征在于：所述步骤S103包括：统计网络中所有需要更换服务器节点的用户节点的个数总和；迁移成本是指由一种网络拓扑转化为另一种网络拓扑时，所有需要更换服务器节点的用户节点的个数总和。

7.根据权利要求6所述的轻量级VoIP系统网络拓扑优化的方法，其特征在于：所述步骤S104是这样实现的：先计算出网络当中每个服务器节点当前负载和理想负载的方差，然后对所有服务器节点的方差求和得到网络分布差异权值。

8.根据权利要求7所述的轻量级VoIP系统网络拓扑优化的方法，其特征在于：所述步骤S105中，网络优化算法采用穷举所有优化算法的方式比较得出，包括：

(C1)计算所有服务器节点的单位能力负载，单位能力负载＝服务器节点负载/服务器节点能力；

(C2)将所有服务器节点按照单位能力负载排序，形成服务器节点单位能力负载列表；

(C3)判断服务器节点是否为服务器节点单位能力负载列表中的最后一个，如果是，则转到步骤(C5)，如果否，则为当前服务器节点设置新ID，新ID＝前一个服务器节点ID+当前服务器节点的理想负载；

(C4)按照步骤103和步骤104分别计算当前网络拓扑的迁移成本和网络分布差异权值，并计算两者之和，将两者之和记做网络拓扑优化的衡量参数，并转移到当前网络拓扑的迁移策略，然后返回步骤(C3)；

(C5)选取循环中的最小衡量参数所对应的迁移策略，并按照该迁移策略对网络进行优化。