一种应用于数据中心带宽出口的资源管理方法及装置与流程

专利检索2022-05-11  1



1.本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种应用于数据中心带宽出口的资源管理方法及装置。


背景技术:

2.近年来,各大运营商在全国范围内基本实现了城市地区光网覆盖。此外,随着5g技术的开发和应用,运营商也在开始持续提高5g覆盖的深度和广度,深化5g网络设施的共建和共享。与此同时,互联网应用也保持稳健发展,除了网络游戏及日常应用外,网络视频内容也朝着精品化、差异化、高清化的方向发展。
3.互联网应用的发展以及用户接入带宽的不断提速,导致互联网内容提供商对网络带宽需求也急速上升。作为互联网内容承载的新基建-重要基础设施idc运营商,运营商的数据中心网络出口带宽已达到数百g甚至上t的量级。因此,出口带宽的成本将是idc机房投产后主要的成本输出,需要投入大量的资金用于网络建设和扩容。确保客户访问质量的同时,很多idc运营商均开始了对idc带宽资源的精细化运营。在进行数据中心网络规划时,往往需要保证业务高峰期的带宽需求,因此需要考虑预留足够的冗余带宽,而这样的规划方式容易导致实际带宽的利用率非常低,造成了极大的带宽浪费。现在各个互联网提供商也逐步将sdn(software defined networking,软件定义网络)部署到各个节点,通过不同节点之间的流量调度已达到提升带宽利用率的目的,使其带宽利用率接近100%。但客户业务往往在多几个节点间不能接受调度调节,因此在单一数据中心内部提供算法去实现数据中心内部带宽利用率就显得非常有必要。
4.数据中心内部,目前可以结合其提供的各种服务所需带宽、忙闲时进行评估,从而合理的进行资源的搭配来达到提高利用率的目的,一个客户的网络应用处于峰值的时候,另一个客户的带宽利用率可能处于低谷,所以目前市面上大部分的idc数据中心都只是在资源总出口上实现负载均衡,通过各个客户网络出口的混合来实现,带宽利用率的最大化,将各个客户的闲时带宽充分利用起来,以降低不同客户进行资源调配时造成的资源浪费。而本专利提到的方法是在此基本办法之上,通过合理的搭配不同的流量计费端口,从而实现流量压至便宜的端口,非必要时候不开启昂贵端口,降低成本。
5.目前运营商对数据中心的计费方式普遍有带宽包端口计费以及带宽95计费,目前大部分数据中心由于不同互联网客户的流量差异性问题,都选择了带宽95计费。当各个互联网客户的流量模型基本一致的情况下,负载均衡在一定程度上的确可以避免资源的浪费,但是由于各个互联网客户的流量特性不一致,业务忙、闲时对带宽需求不一致,而且部分互联网对于单节点的成本也基于流量95计费方式来进行特殊调控,在一个月5%的时间里充分利用出口带宽,若是各个互联网公司的忙时流量差异较大,各个互联用户之间的错峰利用5%的计费空间使用带宽,由于运营商对数据中心也是采取95计费方式,数据中心的总出口带宽计费甚至可能远高于对各个客户的网络带宽总收费。在互联网客户流量不稳定的情况下,负载均衡并不能更好的降低不同客户进行资源调配时造成的资源浪费,不能达
到提高带宽利用率的要求。


技术实现要素:

6.本发明提供一种应用于数据中心带宽出口的资源管理方法及装置,提高了数据中心带宽出口资源的利用率,降低了成本。
7.本发明一实施例提供一种应用于数据中心带宽出口的资源管理方法,包括以下步骤:
8.划分若干个资源池,并根据各个资源池的实际需求,为所述各个资源池分配相应的固定端口和流动端口;所述固定端口为资源池的常开端口,不参与端口的回收和再分配;
9.对所述各个资源池进行实时监控,并在预设的采样周期内统计所述各个资源池的流量值,先根据预设的端口回收顺序对所述流量值小于预设流量阈值的资源池的流动端口进行端口回收操作,再根据预设的端口分配顺序对所述流量值大于预设流量阈值的资源池的流动端口进行端口分配操作。
10.进一步的,所述流动端口包括专属包端口、公共包端口、专属95端口、公共95端口;
11.所述专属包端口优先分配给其所属的资源池使用,空闲时可分配给其他的资源池使用;
12.所述公共包端口根据按需优先占用的原则可分配给任意资源池使用;
13.所述专属95端口只能分配给其所属的资源池使用;
14.所述公共95端口根据按需优先占用的原则可分配给任意资源池使用,同时当所述公共95端口的使用时间达到当月总时长的5%时,当月不再分配所述公共95端口。
15.进一步的,预设的端口分配顺序为:本资源池的专属包端口、其他资源池的专属包端口、公共包端口、本资源池的专属95端口、公共95端口。
16.进一步的,预设的端口回收顺序为:公共95端口、本资源池的专属95端口、公共包端口、其他资源池的专属包端口、本资源池的专属包端口。
17.进一步的,根据预设的端口回收顺序对所述流量值小于预设流量阈值的资源池的流动端口进行端口回收操作,具体为:
18.当资源池在所述采样周期内的流量值小于预设流量阈值时,确定所述资源池为需要进行端口回收操作的当前资源池;
19.依次判断公共95端口、本资源池的专属95端口、公共包端口、其他资源池的专属包端口、本资源池的专属包端口是否为占用状态的端口,若是则回收所述占用状态的端口并结束当前资源池的端口回收操作,且在所述依次判断的过程中只要有一类端口满足占用状态的条件,则不再继续判断其余类型的端口是否为占用状态。
20.进一步地,根据预设的端口分配顺序对流量值大于预设流量阈值的资源池的流动端口进行端口分配操作,具体为:
21.当资源池在所述采样周期内的流量值大于预设流量阈值时,确定所述资源池为需要进行端口分配操作的当前资源池;
22.依次判断本资源池的专属包端口、其他资源池的专属包端口、公共包端口、本资源池的专属95端口、公共95端口是否为空闲状态的端口,若是则为所述当前资源池分配所述空闲状态的端口并结束当前资源池的端口分配操作,且在所述依次判断的过程中只要有一
类端口满足空闲状态的条件,则不再继续判断其余类型的端口是否为空闲状态。
23.进一步地,当资源池占用的其他资源池的专属包端口需要归还时,先依次判断本资源池的专属包端口、公共包端口、专属95端口、公共95端口是否为空闲状态的端口,若是则用所述空闲状态的端口替换所述其他资源池的专属包端口后归还所述其他资源池的专属包端口,若否则直接归还所述其他资源池的专属包端口。
24.进一步地,针对每个资源池预设可分配端口的最大数量、预设单次回收所述占用状态的端口的数量,以及预设单次分配所述空闲状态的端口的数量。
25.进一步地,根据用户的流量模型特点为其匹配相应的资源池。
26.本发明另一实施例提供了一种应用于数据中心带宽出口的资源管理装置,包括资源池初始化模块和端口调用模块;
27.所述资源池初始化模块用于划分若干个资源池,并根据各个资源池的实际需求,为所述各个资源池分配相应的固定端口和流动端口;所述固定端口为资源池的常开端口,不参与端口的回收和再分配;
28.所述端口调用模块用于对所述各个资源池进行实时监控,并在预设的采样周期内统计所述各个资源池的流量值,先根据预设的端口回收顺序对所述流量值小于预设流量阈值的资源池的流动端口进行端口回收操作,再根据预设的端口分配顺序对所述流量值大于预设流量阈值的资源池的流动端口进行端口分配操作。
29.本发明的实施例,具有如下有益效果:
30.本发明提供了一种应用于数据中心带宽出口的资源管理方法及装置,通过对所述各个资源池进行实时监控,并在预设的采样周期内统计所述各个资源池的流量值,再根据预设的端口回收顺序对所述流量值小于预设流量阈值的资源池的流动端口进行端口回收操作,然后根据预设的端口分配顺序对所述流量值大于预设流量阈值的资源池的流动端口进行端口分配操作,实现了对端口资源进行高效的管理,大大提高了数据中心带宽出口资源的利用率,从而降低了成本。
附图说明
31.图1是本发明一实施例提供的应用于数据中心带宽出口的资源管理方法的流程图;
32.图2是本发明一实施例提供的应用于数据中心带宽出口的资源管理装置的结构示意图;
33.图3是本发明一实施例提供的应用于数据中心带宽出口的资源管理方法的又一流程图;
具体实施方式
34.下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
35.如图1所示,本发明一实施例提供的一种应用于数据中心带宽出口的资源管理方
法,包括以下步骤:
36.步骤s101:划分若干个资源池,并根据各个资源池的实际需求,为所述各个资源池分配相应的固定端口和流动端口;所述固定端口为资源池的常开端口,不参与端口的回收和再分配。
37.所述流动端口包括专属包端口、公共包端口、专属95端口、公共95端口;
38.所述专属包端口优先分配给其所属的资源池使用,空闲时可分配给其他的资源池使用;所述专属包端口带有其所属的资源池的标识;
39.所述公共包端口根据按需优先占用的原则可分配给任意资源池使用;
40.所述专属95端口为采用95计费的端口,且仅分配给其所属的资源池使用;所述专属95端口带有其所属的资源池的标识;
41.所述公共95端口为采用95计费的端口,且根据按需优先占用的原则分配给任意资源池使用,同时当所述公共95端口的使用时间达到当月总时长的5%时,当月不再分配所述公共95端口。
42.作为步骤s101的其中一种实施例,通过配置路由将网络资源划分为若干个资源池后,根据用户的流量模型特点为其匹配相应的资源池;根据各个资源池的实际流量数据分配若干个包端口和95端口;所述包端口包括固定端口、专属包端口和公共包端口,所述95端口包括专属95端口和公共95端口。
43.本实施例通过根据实时流量数据分配适量的包端口和95端口给相应的资源池,通过优先保证包端口利用率以及资源池的划分,来保证不同流量模型的互联网公司(即用户)不会影响到出口计费,在提高带宽利用率的情况下,减少了总出口带宽的成本。
44.步骤s102:对所述各个资源池进行实时监控,并在预设的采样周期内统计所述各个资源池的流量值,先根据预设的端口回收顺序对所述流量值小于预设流量阈值的资源池的流动端口进行端口回收操作,再根据预设的端口分配顺序对所述流量值大于预设流量阈值的资源池的流动端口进行端口分配操作。
45.优选地,所述预设的端口回收顺序为:公共95端口、本资源池的专属95端口、公共包端口、其他资源池的专属包端口、本资源池的专属包端口。
46.优选地,所述预设的端口分配顺序为:本资源池的专属包端口、其他资源池的专属包端口、公共包端口、本资源池的专属95端口、公共95端口。
47.如图3所示,作为步骤s102的其中一种实施例,步骤s102具体包括:
48.预设采样周期和流量阈值并对所述各个资源池进行实时监控,计算在所述采样周期内所述各个资源池的流量值;
49.针对所有的资源池判断资源池的流量值是否小于预设的流量阈值,若是则针对该部分资源池进行端口回收操作;针对该部分资源池进行端口回收操作时,既可以针对该部分资源池逐个进行端口回收操作,也可以针对该部分资源池同时进行端口回收操作;
50.所述针对该部分资源池进行端口回收操作,具体包括:
51.从所述该部分资源池中确定当前资源池;
52.依次判断公共95端口、本资源池的专属95端口、公共包端口、其他资源池的专属包端口、本资源池的专属包端口是否为占用状态的端口,若是则回收所述占用状态的端口并结束当前资源池的端口回收操作,且在所述依次判断的过程中只要有一类端口满足占用状
态的条件,则不再继续判断其余类型的端口是否为占用状态。
53.针对所有的资源池判断资源池的流量值是否大于预设的流量阈值,若是则针对该部分资源池进行端口分配操作;针对该部分资源池进行端口分配操作时,既可以针对该部分资源池逐个进行端口分配操作,也可以针对该部分资源池同时进行端口分配操作;
54.所述针对该部分资源池进行端口分配操作,具体包括:
55.从所述该部分资源池中确定当前资源池;
56.依次判断本资源池的专属包端口、其他资源池的专属包端口、公共包端口、本资源池的专属95端口、公共95端口是否为空闲状态的端口,若是则为所述当前资源池分配所述空闲状态的端口并结束当前资源池的端口分配操作,且在所述依次判断的过程中只要有一类端口满足空闲状态的条件,则不再继续判断其余类型的端口是否为空闲状态。
57.优选地,针对每个资源池预设可分配端口的最大数量、预设单次回收所述占用状态的端口的数量,以及预设单次分配所述空闲状态的端口的数量;所述预设单次回收所述占用状态的端口的数量,是指在针对资源池进行端口回收操作时,设置单次回收端口的数量,即依次判断公共95端口、本资源池的专属95端口、公共包端口、其他资源池的专属包端口或本资源池的专属包端口为占用状态的端口时,从本资源池回收公共95端口、本资源池的专属95端口、公共包端口、其他资源池的专属包端口或本资源池的专属包端口的数量;
58.所述预设单次分配所述空闲状态的端口的数量,是指在针对资源池进行端口分配操作时,设置单次分配端口的数量,即依次判断本资源池的专属包端口、其他资源池的专属包端口、公共包端口、本资源池的专属95端口或公共95端口为空闲状态的端口,分配本资源池的专属包端口、其他资源池的专属包端口、公共包端口、本资源池的专属95端口或公共95端口给本资源池的数量。
59.本发明实施例通过在流量程序调度系统收到资源池分配端口需求,通过资源池标识符和端口类型,合理分配端口,再自动远程网络设备下发路由,从而达到在提高包端口利用率的同时,合理利用95端口,从而实现利用最低成本的带宽保障客户业务,即实现了对出口带宽的合理控制,非必要时候不开启昂贵端口,降低成本。
60.为检验本发明实施例,在实际应用中,分别划分客户到7个节点,通过实时网络质量监控观察调控效果,结果表明,客户业务稳定无故障,端口分配回收过程平滑。从当月的流量数据结果分析来看,采用该调控后,带宽利用率整体提高了9%以上。基本满足了提高数据中心出口带宽利用率的要求。可见,本发明实现简单,调控有效。
61.本发明实施例是基于运营商带宽包端口计费以及带宽95计费的混合应用,根据各个互联网用户之间的流量特性分析,对数据中心出口进行区分处理,采用严格的网络流量实时监控,对各个互联网用户的出口进行按需分配,用定时内采集到的端口实时流量作为分配端口的依据,实现了对出口带宽的合理控制,提高了数据中心出口流量资源的利用率;克服了现有网络中,因缺乏智能合理的带宽控制,在对带宽严格要求的应用场合,无法提高带宽利用率的缺陷。
62.在上述发明实施例的基础上,本发明对应提供了装置项实施例,如图2所示;
63.本发明另一实施例提供了一种应用于数据中心带宽出口的资源管理装置,包括资源池初始化模块和端口调用模块;
64.所述资源池初始化模块用于划分若干个资源池,并根据各个资源池的实际需求,
为所述各个资源池分配相应的固定端口和流动端口;所述固定端口为资源池的常开端口,不参与端口的回收和再分配;
65.所述端口调用模块用于对所述各个资源池进行实时监控,并在预设的采样周期内统计所述各个资源池的流量值,先根据预设的端口回收顺序对所述流量值小于预设流量阈值的资源池的流动端口进行端口回收操作,再根据预设的端口分配顺序对所述流量值大于预设流量阈值的资源池的流动端口进行端口分配操作。
66.需说明的是,本发明上述装置项实施例,是与本发明方法项实施例相对应的,其能够实现本发明任意一项发明项实施例所述的应用于数据中心带宽出口的资源管理方法。
67.需说明的是,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外,本发明提供的装置实施例附图中,模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接,具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
68.以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
69.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各实施例的流程。其中,所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory,rom)或随机存储记忆体(random access memory,ram)等。
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