技术领域
[0001] 本公开涉及网络通信技术领域，特别是一种网络优化方法、软件定义网络控制器和网络系统。
背景技术
[0002] 相关技术中，承载网由IP层和光层共同组成，且往往呈重叠型网络。由于IP层与光层之间互不
感知，导致光传送网资源浪费，增加了设备负担，且容易造成网络时延。
发明内容
[0003] 本公开的一个目的在于提高对网络资源的调度能
力，提高对网络资源的利用率。
[0004] 根据本公开的一个方面，提出一种网络优化方法，包括：获取IP(Internet Protocol，互联网协议)网络中每两个
节点间的带宽和节点间的流量；针对每两个节点，在节点间的带宽小于节点间的流量，且节点间的流量与节点间的带宽的差值大于预定
阈值的情况下，在光层创建节点间的直达IP链路。
[0005] 可选地，网络优化方法还包括：针对每两个节点，在节点间的带宽小于节点间的流量，且节点间的流量与节点间的带宽的差值不大于预定阈值的情况下，根据IP层路由信息采用已有链路分摊节点间的流量。
[0006] 可选地，网络优化方法还包括：根据IP节点间的带宽和节点间的流量确定带宽评估值，以便根据带宽评估值确定在光层创建节点间的直达IP链路或根据IP层路由信息分摊节点间的流量，其中：在节点间的带宽不小于节点间的流量的情况下，带宽评估值为节点间的带宽的剩余量与节点间的带宽的比值；在节点间的带宽小于节点间的流量的情况下，带宽评估值为节点间的带宽与节点间的流量的差值。
[0007] 可选地，网络优化方法还包括：在节点间的带宽评估值小于预定理想区间的情况下，利用光层资源扩容节点间的链路，使带宽评估值位于预定理想区间；和/或，在节点间的带宽评估值大于预定理想区间的情况下，下调节点间的链路的带宽，使带宽评估值位于预定理想区间。
[0008] 可选地，网络优化方法还包括：根据每两个节点间的带宽生成带宽矩阵；根据每两个节点间的流量生成流量矩阵；根据IP节点间的带宽和节点间的流量确定带宽评估值包括：根据带宽矩阵和流量矩阵生成带宽评估值矩阵。
[0009] 可选地，网络优化方法还包括：在执行创建节点间的直达IP链路后，更新带宽矩阵和带宽评估值矩阵；和/或，在执行分摊节点间的流量后，更新流量矩阵和带宽评估值矩阵。
[0010] 通过这样的方法，能够及时发现节点间带宽不充足的情况，构建光层直达IP链路以克服节点间带宽的不足，满足流量传输需求，降低信息损耗，实现对光层资源的有效利用，提高网络资源的利用率。
[0011] 根据本公开的另一个方面，提出一种软件定义网络SDN控制器，包括：信息获取单元，被配置为获取IP网络中每两个节点间的带宽和节点间的流量；直达链路创建单元，被配置为针对每两个节点，在节点间的带宽小于节点间的流量，且节点间的流量与节点间的带宽的差值大于预定阈值的情况下，在光层创建节点间的直达IP链路。
[0012] 可选地，SDN(Software Defined Network，软件定义网络)控制器还包括：流量分摊单元，被配置为针对每两个节点，在节点间的带宽小于节点间的流量，且节点间的流量与节点间的带宽的差值不大于预定阈值的情况下，根据IP层路由信息采用已有链路分摊节点间的流量。
[0013] 可选地，SDN控制器还包括：带宽评估值生成单元，被配置为根据IP节点间的带宽和节点间的流量确定带宽评估值，以便根据带宽评估值确定在光层创建节点间的直达IP链路或根据IP层路由信息分摊节点间的流量，其中：在节点间的带宽不小于节点间的流量的情况下，带宽评估值为节点间的带宽的剩余量与节点间的流量的比值；在节点间的带宽小于节点间的流量的情况下，带宽评估值为节点间的带宽与节点间的流量的差值。
[0014] 可选地，SDN控制器还包括容量调节单元，被配置为执行以下至少一种操作：在节点间的带宽评估值小于预定理想区间的情况下，利用光层资源扩容节点间的链路，使带宽评估值位于预定理想区间；或，在节点间的带宽评估值大于预定理想区间的情况下，下调节点间的链路的带宽，使带宽评估值位于预定理想区间。
[0015] 可选地，信息获取单元还被配置为：根据每两个节点间的带宽生成带宽矩阵，根据每两个节点间的流量生成流量矩阵；带宽评估值生成单元被配置为根据带宽矩阵和流量矩阵生成带宽评估值矩阵。
[0016] 可选地，容量调节单元还被配置为：在直达链路创建单元执行创建节点间的直达IP链路后，更新带宽矩阵，在流量分摊单元执行分摊节点间的流量后，更新流量矩阵；带宽评估值生成单元，还被配置为在直达链路创建单元执行创建节点间的直达IP链路或在流量分摊单元执行分摊节点间的流量中任意一项发生后，更新带宽评估值矩阵。
[0017] 根据本公开的又一个方面，提出一种SDN控制器，包括：
存储器；以及耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器的指令执行如上文中任意一种网络优化方法。
[0018] 这样的SDN控制器能够及时发现节点间带宽不充足的情况，构建光层直达IP链路以克服节点间带宽的不足，满足流量传输需求，降低信息损耗，实现对光层资源的有效利用，提高网络资源的利用率。
[0019] 根据本公开的再一个方面，提出一种计算机可读存储介质，其上存储有
计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现上文中任意一种网络优化方法的步骤。
[0020] 通过执行这样的计算机可读存储介质上的指令能够及时发现网络节点间带宽不充足的情况，构建光层直达IP链路以克服节点间带宽的不足，满足流量传输需求，降低信息损耗，实现对光层资源的有效利用，提高网络资源的利用率。
[0021] 另外，根据本公开的一个方面，提出一种网络系统，包括：上文中任意一种SDN控制器；和，IP层和光层的层叠网络，被配置为根据SDN控制器的控制信息执行调度资源。
[0022] 这样的网络系统中，SDN控制器能够及时发现节点间带宽不充足的情况，构建光层直达IP链路以克服节点间带宽的不足，满足流量传输需求，降低信息损耗，实现对光层资源的有效利用，提高网络资源的利用率。
附图说明
[0023] 此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本公开的一部分，本公开的示意性
实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：
[0024] 图1为本公开的网络优化方法的一个实施例的
流程图。
[0025] 图2为本公开的网络优化方法的另一个实施例的流程图。
[0026] 图3为本公开的网络优化方法的又一个实施例的流程图。
[0027] 图4A～4E为本公开的网络优化方法的一个实施例的链路带宽示意图。
[0028] 图5为本公开的SDN控制器的一个实施例的示意图。
[0029] 图6为本公开的SDN控制器的另一个实施例的示意图。
[0030] 图7为本公开的SDN控制器的又一个实施例的示意图。
[0031] 图8为本公开的SDN控制器的再一个实施例的示意图。
[0032] 图9为本公开的网络系统的一个实施例的示意图。
具体实施方式
[0033] 下面通过附图和实施例，对本公开的技术方案做进一步的详细描述。
[0034] 本公开的网络优化方法的一个实施例的流程图如图1所示。
[0035] 在步骤101中，获取IP网络中每两个节点间的带宽和节点间的流量。在一个实施例中，可以实时监控网络中每两个节点间的状态。
[0036] 针对每两个节点执行以下操作：
[0037] 在步骤102中，判断节点间的带宽是否小于节点间的流量，且节点间的流量与节点间的带宽的差值是否大于预定阈值。若节点间的带宽小于节点间的流量，且节点间的流量与节点间的带宽的差值大于预定阈值，则执行步骤103。
[0038] 在步骤103中，在光层创建节点间的直达IP链路。
[0039] 通过这样的方法，能够及时发现节点间带宽不充足的情况，构建光层直达IP链路以克服节点间带宽的不足，满足流量传输需求，降低信息损耗，实现对光层资源的有效利用，提高网络资源的利用率。
[0040] 在一个实施例中，如图1所示，当步骤103中确定节点间的带宽小于节点间的流量，但节点间的流量与节点间的带宽的差值不大于预定阈值时，可以根据IP层路由信息采用已有链路分摊节点间的流量。
[0041] 通过这样的方法，能够在带宽不能满足流量需求，但流量对带宽的需求量不大的情况下，实现对网络流量的细致疏导，实现对网络利用的进一步优化。
[0042] 本公开的网络优化方法的另一个实施例的流程图如图2所示。
[0043] 在步骤201中，获取IP网络中每两个节点间的带宽Aij和节点间的流量Bij，其中，i、j为节点标识，Aij表示节点i到节点j的带宽，Bij表示源节点i到宿节点j的流量。
[0044] 在步骤202中，根据IP节点间的带宽和节点间的流量确定带宽评估值。在一个实施例中，在节点间的带宽不小于节点间的流量的情况下，带宽评估值为节点间的带宽的剩余量与节点间的带宽的比值；在节点间的带宽小于节点间的流量的情况下，带宽评估值为节点间的带宽与节点间的流量的差值。如：对于节点i和j间的带宽评估值为：
[0045]
[0046] 在步骤203中，判断节点间的带宽评估值是否小于预定理想区间[X，Y]。若节点间的带宽评估值小于预定理想区间，即Cij＜X，则执行步骤204；否则执行步骤205。
[0047] 在步骤204中，利用光层资源扩容节点间的链路，使带宽评估值位于预定理想区间。在一个实施例中，可以设定预定理想值W，使带宽评估值趋近于预定理想值。在一个实施例中，W为理想带宽裕量情况下的带宽评估值。
[0048] 在步骤205中，判断节点间的带宽评估值是否大于预定理想区间，即是否Cij＞Y。若大于预定理想区间，则执行步骤206，否则返回步骤201。
[0049] 在步骤206中，下调节点间的链路的带宽，使带宽评估值位于预定理想区间。在一个实施例中，可以设定预定理想值W，使带宽评估值趋近于预定理想值。
[0050] 通过这样的方法，IP节点间的带宽和节点间的流量确定带宽评估值，进而根据带宽评估值的情况区别操作，提高了处理效率；根据设定带宽评估值的理想区间，并调节网络使带宽评估值位于理想区间，进一步优化了网络资源。
[0051] 本公开的网络优化方法的又一个实施例的流程图如图3所示。
[0052] 在步骤301中，获取IP网络中每两个节点间的带宽和节点间的流量，生成带宽矩阵和流量矩阵。在一个实施例中，流量矩阵、带宽矩阵可以标识每两个节点间的带宽状态和流量状态。
[0053] 在步骤302中，根据IP节点间的带宽和节点间的流量确定带宽评估值，生成带宽评估值矩阵。在一个实施例中，带宽评估值矩阵中的每一项为一对节点之间的带宽评估值。在一个实施例中，如图2所示实施例中的Cij构成带宽评估矩阵。
[0054] 针对带宽评估值矩阵中除了对
角线
位置的每一项，执行以下操作：
[0055] 在步骤303中，判断带宽评估值是否小于0。若带宽评估值小于0，则执行步骤304；若带宽评估值不小于0，则执行步骤309。
[0056] 在步骤304中，判断带宽评估值的绝对值是否大于预定阈值Z。若带宽评估值的绝对值不大于预定阈值，则执行步骤305；否则，执行步骤307。
[0057] 在步骤305中，根据IP层路由信息采用已有链路分摊节点间的流量。
[0058] 在步骤306中，更新流量矩阵和带宽评估矩阵，继而执行步骤303。
[0059] 在步骤307中，在光层创建节点间的直达IP链路。
[0060] 在步骤308中，更新带宽矩阵和带宽评估矩阵，继而执行步骤303。
[0061] 在步骤309中，判断带宽评估值是否小于预定理想区间。若带宽评估值小于预定理想区间，则执行步骤310；否则执行步骤311。
[0062] 在步骤310中，利用光层资源扩容节点间的链路，使带宽评估值位于预定理想区间，继而执行步骤308，从而在完成更新带宽矩阵和带宽评估矩阵后执行步骤303。在一个实施例中，可以设定预定理想值，在扩容节点间的链路时，使带宽评估值趋近于预定理想值，进一步优化对网络资源的利用。
[0063] 在步骤311中，判断带宽评估值是否大于预定理想区间，若带宽评估值大于预定理想区间，则执行步骤312；否则，不执行调节操作。
[0064] 在步骤312中，下调节点间的链路的带宽，使带宽评估值位于预定理想区间，继而执行步骤308，从而在完成更新带宽矩阵和带宽评估矩阵后执行步骤303。在一个实施例中，可以设定预定理想值，在下调节点间的链路的带宽时，使带宽评估值趋近于预定理想值，从而进一步优化对网络资源的利用。
[0065] 通过这样的方法，能够定期监控形成流量和带宽矩阵，对于带宽不足且节点间流量较大的情况直接创建直达IP链路，对于带宽不足但需求不大的情况在网络中进行流量分摊，对各链路的带宽进行相应的扩容或下调，通过创建IP直达链路、扩容、下调带宽等多种方式完成协同，以满足全网优化。
[0066] 在一个实施例中，以图4A中左侧的网络状态为例，其中实线标识为链路连接情况，虚线标识为节点间的流量情况：
[0067] 假定原始带宽和流量如图3所示，假设条件：X＝20％，Y＝80％，W＝40％，Z＝2.5，相关矩阵值如图4A中右侧所示，AN为节点间的带宽矩阵，BN为节点间的流量，CN为带宽评估值矩阵。
[0068] 利用光层资源，创建直达IP链路，如图4B中a、c之间的链路所示，更新矩阵如图4B所示，其中，变化的值如圈中所示。
[0069] 对不需要建立直达链路的非相邻节点，将流量按路由等效到各段IP链路，更新后的网络和矩阵如图4C所示。
[0070] 基于预定理想区间和预定理想值对现有的IP链路带宽进行扩容、下调的优化操作，更新网络和矩阵如图4D所示。
[0071] 最终得到优化结果，如图4E所示，网络从左侧状态转变为优化后的右侧的状态。
[0072] 通过这样的方法，能够利用层次化、全局视图和流量矩阵对网络资源进行统一协同调度，监测IP
层流量流向，通过创建IP直达链路、扩容、下调带宽等多种方式完成协同；调整过程随时动态更新，进一步保证全局最优。
[0073] 本公开的SDN控制器的一个实施例的示意图如图5所示。信息获取单元501能够获取IP网络中每两个节点间的带宽和节点间的流量。在一个实施例中，可以实时监控网络中每两个节点间的状态。直达链路创建单元502能够针对每两个节点，在节点间的带宽小于节点间的流量，且节点间的流量与节点间的带宽的差值大于预定阈值的情况下，在光层创建节点间的直达IP链路。
[0074] 这样的SDN控制器能够及时发现节点间带宽不充足的情况，构建光层直达IP链路以克服节点间带宽的不足，满足流量传输需求，降低信息损耗，实现对光层资源的有效利用，提高网络资源的利用率。
[0075] 在一个实施例中，SDN控制器还可以包括流量分摊单元503，能够针对每两个节点，在节点间的带宽小于节点间的流量，且节点间的流量与节点间的带宽的差值不大于预定阈值的情况下，根据IP层路由信息采用已有链路分摊节点间的流量，从而实现在带宽需求量不足但带宽需求量不大的情况下，利用已有链路分摊节点间的流量，从而实现对网络流量的细致疏导，实现对网络利用的进一步优化。
[0076] 在一个实施例中，SDN控制器还可以包括容量调节单元504，能够在节点间的带宽不小于节点间的流量的情况下，根据节点间的带宽的剩余量与节点间的带宽的比值是否在预定理想范围内对链路带宽进行进一步调节。在一个实施例中，当节点间的带宽的剩余量与节点间的带宽的比值小于预定理想范围时，利用光层资源扩容节点间的链路，从而降低网络的拥堵程度；当节点间的带宽的剩余量与节点间的带宽的比值大于预定理想范围时，下调节点间的链路的带宽，从而减少网络资源的浪费，提高网络资源的利用率。
[0077] 这样的SDN控制器能够根据设定带宽评估值的理想区间，并调节网络使带宽评估值位于理想区间，进一步优化了网络资源。
[0078] 在一个实施例中，如图6所示，SDN控制器可以包括带宽评估值生成单元605，能够在信息获取单元601获取IP网络中每两个节点间的带宽和节点间的流量后，根据IP节点间的带宽和节点间的流量确定带宽评估值。在一个实施例中，在节点间的带宽不小于节点间的流量的情况下，带宽评估值为节点间的带宽的剩余量与节点间的带宽的比值；在节点间的带宽小于节点间的流量的情况下，带宽评估值为节点间的带宽与节点间的流量的差值。直达链路创建单元602能够在带宽评估值小于0，且其绝对值大于预定阈值的情况下，在光层创建节点间的直达IP链路。
[0079] 流量分摊单元603能够在带宽评估值小于0，且其绝对值不大于预定阈值的情况下，根据IP层路由信息采用已有链路分摊节点间的流量。
[0080] 容量调节单元604能够在带宽评估值不小于0但小于预定理想区间的情况下利用光层资源扩容节点间的链路，使带宽评估值位于预定理想区间；能够在带宽评估值不小于0但大于预定理想区间的情况下，下调节点间的链路的带宽，使带宽评估值位于预定理想区间。
[0081] 这样的SDN控制器能够对各链路的带宽进行相应的扩容或下调，通过创建IP直达链路、扩容、下调带宽等多种方式完成协同，实现全面的全网优化。
[0082] 在一个实施例中，信息获取单元601能够根据获取的节点间的带宽和节点间的流量分别生成带宽矩阵和流量矩阵；带宽评估值生成单元605能够生成节点间的带宽评估矩阵。当链路带宽发生变化或生成新的链路后，信息获取单元601更新带宽矩阵，带宽评估值生成单元605更新带宽评估矩阵；当链路流量发生变化后，信息获取单元601更新流量矩阵，带宽评估值生成单元605更新带宽评估矩阵。
[0083] 这样的SDN控制器能够定期监控形成流量和带宽矩阵，并生成带宽评估矩阵，且在网络状态发生变化时及时更新，从而实现对网络的及时优化，保证网络持续保持流量顺利传输、资源有效利用的状态。
[0084] 本公开SDN控制器的一个实施例的结构示意图如图7所示。SDN控制器包括存储器701和处理器702。其中：存储器701可以是磁盘、闪存或其它任何非易失性存储介质。存储器用于存储上文中网络优化方法的对应实施例中的指令。处理器702耦接至存储器701，可以作为一个或多个集成
电路来实施，例如
微处理器或
微控制器。该处理器702用于执行存储器中存储的指令，能够实现对光层资源的有效利用，提高网络资源的利用率。
[0085] 在一个实施例中，还可以如图8所示，SDN控制器800包括存储器801和处理器802。处理器802通过BUS总线803耦合至存储器801。该SDN控制器800还可以通过存储
接口804连接至外部存储装置805以便调用外部数据，还可以通过网络接口806连接至网络或者另外一台
计算机系统(未标出)。此处不再进行详细介绍。
[0086] 在该实施例中，通过存储器存储数据指令，再通过处理器处理上述指令，能够实现对光层资源的有效利用，提高网络资源的利用率。
[0087] 在另一个实施例中，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现网络优化方法对应实施例中的方法的步骤。本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全
硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0088] 本公开的网络系统的一个实施例的示意图如图9所示。
[0089] SDN控制器91可以为上文中提到的任意一种SDN控制器。在一个实施例中，SDN控制器91可以与IP层控制器、光层控制器连接，SDN控制器91向IP层控制器、光层控制器下达指令。IP层控制器能够根据SDN控制器91的控制指令实现对IP网络的管控，光层控制器能够根据SDN控制器91的控制指令实现对光网络的管控，IP网络和光网络构成IP层和光层的层叠网络92。
[0090] 这样的网络系统中，SDN控制器能够利用SDN的全局视角及时发现节点间带宽不充足的情况，构建光层直达IP链路以克服节点间带宽的不足，满足流量传输需求，降低信息损耗，实现对光层资源的有效利用，提高网络资源的利用率。
[0091] 本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方
框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程
数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中
指定的功能的装置。
[0092] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0093] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0094] 至此，已经详细描述了本公开。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
[0095] 可能以许多方式来实现本公开的方法以及装置。例如，可通过软件、硬件、
固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法以及装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还
覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。
[0096] 最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本公开进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本公开的具体实施方式进行
修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本公开技术方案的精神，其均应涵盖在本公开
请求保护的技术方案范围当中。
