基于流量调度的多链路负载均衡算法

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1、第37卷第9期计算机工程2011年5月Vol.37No.9ComputerEngineeringMay2011···网络与通信·网络与通信···文章编号：：：1000———3428(2011)09———0118———03文献标识码：：：A中图分类号：：：TP312基于流量调度的多链路负载均衡算法121311梁本来，，，杨忠明，杨忠明，，，邓家斌，邓家斌，，，蔡昭权，蔡昭权，，，金志平，金志平，，，梁志标，梁志标(1.中山职业技术学院计算机工程系，广东中山528404；2.广东石油化工学院教育信息技术中心，广东茂名525000；3.惠州学院网络中心，广东惠州516007)

2、摘摘摘要要要：要：：：针对多重上联链路负载不均衡问题，提出CIAP算法。基于链路时延和剩余带宽的协方差值，对路由表进行二次调整，调用PBA算法将IP碎片映射到各个链路上，使多链路负载达到相对均衡。实验结果表明，在网络重载状况下，CIAP算法的优化性能较DTIA有较大提高。关键词：：：负载均衡：；流量调度；多重上联链路；拟牛顿法；多目标优化LoadBalanceAlgorithmofMultipleLinksBasedonTrafficSchedule121311LIANGBen-lai,YANGZhong-ming,DENGJia-bin,CAIZhao-quan,JI

3、NZhi-ping,LINAGZhi-biao(1.DepartmentofComputerEngineering,ZhongshanPolytechnic,Zhongshan528404,China;2.CenterofEducationalInformationTechnology,GuangdongUniversityofPetrochemicalTechnology,Maoming525000,China;3.NetworkCenter,HuizhouUniversity,Huizhou516007,China)【【【Abstract】】】CIAP(Covari

4、ancetargetIterationAlgorithmbasedonPBA(PublicBiddingAlgorithm))isproposedforthetrafficimbalanceproblemofmultipleup-links,whichcansecondlyadjustroutingtableaccordingtothecovarianceoflinks’delayandresidualbandwidth.TheIPfragmentsismappedtoeachlinkbyPBAandmultiplelinksloadisbalancedtoacerta

5、inextent.ExperimentalresultsshowthattheoptimizationperformanceofCIAPisincreasedtoacertainextentthanDTIAwhennetworkloadisheavy.【【【Keywords】】】loadbalance;trafficschedule;multipleup-links;quasi-Newtonmethod;multi-objectiveoptimizationDOI:10.3969/j.issn.1000-3428.2011.09.0401概述集合，GW表示子网接入节点的

6、集合，li(i=1,2,3)表示3条ISP随着因特网服务提供商(InternetServiceProvider,ISP)网链路。络规模的日益扩大和流量的激增，流量工程的优化设计变得越来越重要。如何在多个节点的多链路之间合理地调配流量是目前流量负载平衡研究的热点问题。文献[1]提出了自适应流量工程的概念，但只是简单地从避免拥塞的角度出发从高拥塞的节点搬移流量到无拥塞的节点，仿真结果表明，该算法的收敛性能随着网络负荷的增加变得很差。文献[2]给出了MPLS网络的动态区分模型和分析结果，但是对因特网的流量特征过于理想化和模型化，其数学结果很难应用于实际。基于时延约束的最优路径

7、算法在路由选择及负载均衡中具有重要的现实意义，文献[3]指出此类单约束优化问题为NP(Non-Polynomial)问题。为此人们设计了许多近似算法，如文献[4]提出的C-N算法、文献[5]提出的T-K算法和文献[6]提出的基于跳数的路径选择算法，但都存在一定缺陷：算法一般不能得到最佳路径，只能得到次优解；算法的性能往往与具体参数密切相关。另外，这些算法大多设计复杂，工程图图图1多重链路上联网络拓扑结构实现困难。路由寻优的另一个思路是扩展原有的单一目标优化算法，应用多目标优化算法。本文提出的CIAP算法改进基金项目：：：广东省自然：科学基