一种基于流量预测的启发式路由表更新方法

摘要

本发明涉及IP路由器的路由表更新方法。属于计算机网络通信技术领域，该方法包括：首先使用流量预测模型对IP路由器中各路由表项所对应的网络流量进行建模和预测；然后在此基础上使用启发式算法以流量比特率降低的顺序为相应需要更新的路由表项进行排序，同时实时计算和比较分割操作和扩展操作所产生的额外丢包损耗，并动态调整每个更新-分发批处理的量程大小，直到所有需要更新的路由表项被更新。本发明克服了传统路由表更新机制的缺点，具有较低的运算复杂度和广阔的应用前景。

主权项

1.一种基于流量预测的启发式路由表更新方法，其特征在于，包括1)流量建模和预测步骤、2)启发式路由表更新步骤两部分： 1)所述的流量建模和预测步骤，具体包括： 11)对IP路由器中每个路由表项所对应的网络流量进行周期采样，采样数据为各网络流量的比特率； 12)使用Mallat小波分解算法对网络流量的采样数据X＝{x_n}进行J层分解，分解后的结果为一个小波系数aJ＝{a_J，kJ}和J个尺度系数d1＝{d_1，k1}，d2＝{d_2，k2}，…，dJ＝{d_J，kJ}(J≥1)；其中，x为网络流量的比特率，n为时间序列X的长度，...，，13)对小波系数aJ和尺度系数d1，d2，…，dJ分别执行小波单支重构，得到时间序列X＝{x_n}的低频流量分量AJ＝{A_J，n}和高频流量分量D1＝{D_1，n}，D2＝{D_2，n}，…，DJ＝{D_J，n}，于是有：x_i＝A_J，i+D_1，i+D_2，i+…+D_J，i(0＜i≤n)；其中，J为小波分解层数，n为时间序列X的长度； 14)对低频流量分量AJ采用ARIMA-GARCH模型进行建模，同时对高频流量分量D1，D2，…，DJ分别采用GARCH模型进行建模； 15)对低频流量分量AJ和高频流量分量D1，D2，…，DJ分别使用ARIMA-GARCH模型和GARCH模型对未来时刻t(t＞n)进行预测，并将预测结果求和得到对实际流量在未来时刻t的预测值x’t： x’_t＝A’_J，t+D’_1，t+D’_2，t+…+D’_J，t(t＞n)(1) 其中，A’_J，t，D’_1，t，D’_2，t，…，D’_J，t分别为低频流量分量AJ和高频流量分量D1，D2，…，DJ在未来时刻t的预测值； 2)所述的启发式路由表更新步骤，具体包括： 21)将所有因链路失效而受到影响的路由表项加入到IP路由器的系统工作集中； 22)使用上述步骤1)对工作集中各路由表项所对应的网络流量在未来时刻t的比特率进行预测，并按照预测值减小的顺序对相应的路由表项进行排序； 23)判断IP路由器当前是否存在更新-分发批处理，如果不存在则转到231)，否则转到232)； 231)创建一个更新-分发批处理并将工作集中第一个路由表项添加到这个更新-分发批处理中，并转到24)； 232)根据当前更新-分发批处理和工作集中的第一个路由表项分别计算相应的分割损耗(因进行分割操作而导致的额外丢包损耗)和扩展损耗(因进行扩展操作而导致的额外丢包损耗)(说明书解释)，如果分割损耗小于扩展损耗则转到2321)，否则转到2322)； 2321)执行分割操作，并转到24)； 2322)执行扩展操作，并转到24)； 24)从工作集中删除被添加到批处理中的路由表项； 25)如果工作集不为空则转到22)，否则执行当前更新-分发批处理并结束路由表更新流程。