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流量工程引起了很多研究關(guān)注，尤其是近年來隨著網(wǎng)絡規(guī)模和復雜性的增長。網(wǎng)絡運營商越來越需要更好的方法來管理流經(jīng)其網(wǎng)絡的大量數(shù)據(jù)。一組研究人員提出了一種用于流量工程的智能路由方案，該方案以有限的控制開銷實現(xiàn)負載平衡。

他們的研究發(fā)表在《大數(shù)據(jù)挖掘與分析》雜志上。

傳統(tǒng)上，研究人員研究與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)網(wǎng)絡相關(guān)的流量工程，重點關(guān)注IP路由協(xié)議、路由優(yōu)化問題和IP網(wǎng)絡中的覆蓋。隨著軟件定義網(wǎng)絡的到來，研究人員開始更多地關(guān)注流量工程問題，包括流量拆分和協(xié)議設計。

(資料圖)

在軟件定義網(wǎng)絡中，可以使用軟件應用程序集中控制網(wǎng)絡。軟件定義網(wǎng)絡使研究人員能夠?qū)崿F(xiàn)更高效的網(wǎng)絡管理，解決了一些傳統(tǒng)網(wǎng)絡難以管理的海量流量工程問題。

然而，即使使用軟件定義的網(wǎng)絡，研究人員也在努力解決可擴展性問題。因此，研究人員將注意力轉(zhuǎn)向了分段路由。分段路由是一種允許研究人員通過組織稱為數(shù)據(jù)包的信息集合來簡化跨網(wǎng)絡域的流量工程的技術(shù)。

研究人員意識到，通過將分段路由與軟件定義網(wǎng)絡相結(jié)合，他們能夠解決軟件定義網(wǎng)絡中的一些挑戰(zhàn)。但是，仍然存在一些未解決的問題，因為分段路由會帶來控制開銷，這意味著必須插入額外的數(shù)據(jù)包標頭。當段頭變得太長時，開銷會大大降低大型網(wǎng)絡的效率。

“分段路由一直是流量工程的一種新穎架構(gòu)，但它也帶來了控制開銷，降低了轉(zhuǎn)發(fā)效率。因此我們著重研究如何基于分段路由以有限的控制開銷優(yōu)化鏈路負載均衡性能，”李來中說。深圳大學計算機科學與軟件工程學院教授。

為了克服這些挑戰(zhàn)，研究團隊提出了一種用于交通工程的智能路由方案。這允許以有限的控制開銷實現(xiàn)負載平衡。該團隊首先將問題表述為映射問題，將不同的流量映射到關(guān)鍵分流點。接下來，他們證明了問題是非確定性多項式難題，這是計算復雜性理論中定義問題的一種方式。

然后為了解決這個問題，他們開發(fā)了一種改進的蟻群優(yōu)化算法。蟻群優(yōu)化是一種使用概率來解決網(wǎng)絡優(yōu)化問題的技術(shù)。他們還設計了第二種算法，即負載均衡算法，并分析了其理論性能。

“我們提出了兩種算法來實現(xiàn)我們的負載均衡目標并避免轉(zhuǎn)發(fā)過載。蟻群優(yōu)化和線性規(guī)劃理論為算法提供了思路和方向，”崔來中說。

該團隊評估了他們在不同現(xiàn)實世界拓撲中的流量工程智能路由方案。拓撲描述了網(wǎng)絡元素的排列和連接方式。該團隊的結(jié)果表明，他們的算法優(yōu)于傳統(tǒng)算法。憑借其用于流量工程的智能路由方案，在加拿大貝爾網(wǎng)絡拓撲上進行評估時，最大帶寬比傳統(tǒng)算法低24.6%。

展望未來的研究，團隊正準備在真實的網(wǎng)絡環(huán)境中測試和優(yōu)化他們的算法。他們還計劃通過在軟件定義的廣域網(wǎng)中添加人工智能的方法來進一步開發(fā)他們的方案。“我們的最終目標是開發(fā)我們的解決方案并將其應用于大多數(shù)網(wǎng)絡架構(gòu)，以提高網(wǎng)絡傳輸性能，”崔說。