CN109067607B - 一种调整额定带宽的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种调整额定带宽的方法和装置，属于数据传输技术领域。所述方法包括：对于数据传输网络中任一网络设备的产品线，周期性根据产品线的预设基准健康值和当前周期内的实时健康值，确定产品线的额定带宽调整方式；如果额定带宽调整方式为上调，则根据当前周期内产品线的实时健康值的波动情况，基于产品线对应的额定带宽的实时上调比例和预先存储的产品线对应的额定带宽的基础上调比例，对产品线当前对应的额定带宽进行调整；如果额定带宽调整方式为下调，则基于额定带宽的预设下调比例和当前周期内网络设备的实时带宽数据，对产品线当前对应的额定带宽进行调整。采用本发明，可以在一定程度上保证数据传输网络的传输质量。

Description

一种调整额定带宽的方法和装置
技术领域
本发明涉及数据传输技术领域，特别涉及一种调整额定带宽的方法和装置。
背景技术
网络设备的额定带宽是指网络设备正常工作状态下，单位时间内允许通过的网络流量的数据总量。网络流量在数据传输网络中传输的过程中，往往需要根据数据传输网络中各网络设备的额定带宽来确定各网络设备的当前带宽负载情况，进而可以确定网络流量的具体传输路径。
在将一批网络设备添加至数据传输网络来提供数据传输服务前，一般可以通过压力测试的方式对网络设备的额定带宽进行评估，具体的，技术人员可以先随机选取多个网络设备，然后在一段时间内检测选取出的每个网络设备所能传输的网络流量的最大数据量，进而可以将计算得到的上述多个网络设备的额定带宽的平均值或众数确定为本批网络设备的额定带宽。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
其一，通过抽样测试得到的额定带宽无法准确地反映出每个网络设备各自的额定带宽；其二，网络设备在投入使用之后，往往会同时支持多类产品线(可以按照传输的数据类型分为文本传输类产品线、图片传输类产品线、视频传输类产品线等)的业务，网络设备的额定带宽也会随着多类产品线的业务负载的配比不同而出现变化；其三，随着时间推移，硬件老化或者故障等问题会导致网络设备的额定带宽下降。综上，压力测试所确定出的额定带宽将无法有效地应用于传输网络流量的实际规划和调度过程，采用上述额定带宽来确定传输路径，将会对数据传输网络的传输质量造成较大影响。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种调整额定带宽的方法和装置。所述技术方案如下：
第一方面，提供了一种调整额定带宽的方法，所述方法包括：
对于数据传输网络中任一网络设备的任一产品线，周期性根据所述产品线的预设基准健康值和当前周期内的实时健康值，确定所述产品线的额定带宽调整方式；
如果所述额定带宽调整方式为上调，则根据所述当前周期内所述产品线的实时健康值的波动情况，计算所述产品线对应的额定带宽的实时上调比例；
基于所述实时上调比例和预先存储的所述产品线对应的额定带宽的基础上调比例，对所述产品线当前对应的额定带宽进行调整；
如果所述额定带宽调整方式为下调，则基于额定带宽的预设下调比例和所述当前周期内所述网络设备的实时带宽数据，对所述产品线当前对应的额定带宽进行调整。
可选的，所述方法还包括：
每隔预设时长根据所述网络设备的历史带宽数据确定所述网络设备的常规带宽值，并根据所述产品线的历史健康值确定所述产品线的常规健康值；
基于所述常规带宽值和所述常规健康值，计算并存储所述产品线对应的额定带宽的基础上调比例。
可选的，所述每隔预设时长根据所述网络设备的历史带宽数据确定所述网络设备的常规带宽值，包括：
每隔预设时长获取所述数据传输网络中所有网络设备的历史带宽数据；
根据每个所述网络设备的历史带宽数据的数据分布特征，通过EM聚类算法对所有所述网络设备进行分类；
对于任一类别，利用所述类别对应的预设分位数，在所述类别下的网络设备的所有历史带宽数据中确定所述类别下的每个网络设备的常规带宽值。
可选的，所述每隔预设时长根据所述产品线的历史健康值确定所述产品线的常规健康值，包括：
每隔预设时长获取所述数据传输网络中每个网络设备的每个产品线的历史健康值；
根据每个所述产品线的历史健康值的数据分布特征，通过EM聚类算法对所有产品线进行分类；
对于任一类别，利用所述类别对应的预设分位数，在所述类别下的产品线的所有历史健康值中确定所述类别下的每个产品线的常规健康值。
可选的，所述基于所述常规带宽值和所述常规健康值，计算并存储所述产品线对应的额定带宽的基础上调比例，包括：
基于所述常规带宽值和所述产品线当前对应的额定带宽，计算所述产品线对应的额定带宽的带宽调整系数；
基于所述常规健康值和所述产品线的预设基准健康值，计算所述产品线对应的额定带宽的健康值调整系数；
基于所述带宽调整系数和所述健康值调整系数，以及预设的上调比例限制系数，计算并存储所述产品线对应的额定带宽的基础上调比例。
可选的，所述周期性根据所述产品线的预设基准健康值和当前周期内的实时健康值，确定所述产品线的额定带宽调整方式，包括：
周期性计算当前周期内所述产品线的实时健康值的平均值；
如果所述平均值小于所述产品线的预设基准健康值，则确定所述产品线的额定带宽调整方式为上调，否则为下调。
可选的，所述根据所述当前周期内所述产品线的实时健康值的波动情况，计算所述产品线对应的额定带宽的实时上调比例，包括：
如果所述当前周期内所述网络设备的实时带宽中值大于所述上一周期内所述网络设备的实时带宽中值，且大于所述产品线当前对应的额定带宽，则根据所述当前周期内所述产品线的实时健康值的波动情况，计算所述产品线对应的额定带宽的实时上调比例，否则将所述额定带宽调整方式设置为不调整。
可选的，所述根据所述当前周期内所述产品线的实时健康值的波动情况，计算所述产品线对应的额定带宽的实时上调比例，包括：
根据所述当前周期内所述产品线的实时健康值的波动情况，建立所述产品线对应的健康值调整系数的实时变化函数；
根据所述实时变化函数对所述产品线的实时健康值的导数和预设的平滑系数，以及所述实时变化函数对应的历史平滑梯度，计算所述实时变化函数对应的最新平滑梯度；
根据历史周期内所述产品线对应的额定带宽的历史上调比例和所述最新平滑梯度，计算所述产品线对应的额定带宽的实时上调比例。
可选的，所述根据历史周期内所述产品线对应的额定带宽的历史上调比例和所述最新平滑梯度，计算所述产品线对应的额定带宽的实时上调比例，包括：
根据当前周期内所述产品线对应的额定带宽上调次数和预设的上调衰减率，对所述产品线当前对应的上调步长控制系数进行更新；
根据历史周期内所述产品线对应的额定带宽的历史上调比例，以及所述最新平滑梯度与更新后的上调步长控制系数的乘积，计算所述产品线对应的额定带宽的实时上调比例。
可选的，所述健康值根据网络设备的性能指标和产品线的业务参数计算生成。
第二方面，提供了一种调整额定带宽的装置，所述装置包括：
确定模块，用于对于数据传输网络中任一网络设备的任一产品线，周期性根据所述产品线的预设基准健康值和当前周期内的实时健康值，确定所述产品线的额定带宽调整方式；
上调模块，用于如果所述额定带宽调整方式为上调，则根据所述当前周期内所述产品线的实时健康值的波动情况，计算所述产品线对应的额定带宽的实时上调比例，基于所述实时上调比例和预先存储的所述产品线对应的额定带宽的基础上调比例，对所述产品线当前对应的额定带宽进行调整；
下调模块，用于如果所述额定带宽调整方式为下调，则基于额定带宽的预设下调比例和所述当前周期内所述网络设备的实时带宽数据，对所述产品线当前对应的额定带宽进行调整。
可选的，所述装置还包括计算模块，用于：
每隔预设时长根据所述网络设备的历史带宽数据确定所述网络设备的常规带宽值，并根据所述产品线的历史健康值确定所述产品线的常规健康值；
基于所述常规带宽值和所述常规健康值，计算并存储所述产品线对应的额定带宽的基础上调比例。
可选的，所述计算模块，具体用于：
每隔预设时长获取所述数据传输网络中所有网络设备的历史带宽数据；
根据每个所述网络设备的历史带宽数据的数据分布特征，通过EM聚类算法对所有所述网络设备进行分类；
对于任一类别，利用所述类别对应的预设分位数，在所述类别下的网络设备的所有历史带宽数据中确定所述类别下的每个网络设备的常规带宽值。
可选的，所述计算模块，具体用于：
每隔预设时长获取所述数据传输网络中每个网络设备的每个产品线的历史健康值；
根据每个所述产品线的历史健康值的数据分布特征，通过EM聚类算法对所有产品线进行分类；
对于任一类别，利用所述类别对应的预设分位数，在所述类别下的产品线的所有历史健康值中确定所述类别下的每个产品线的常规健康值。
可选的，所述计算模块，具体用于：
基于所述常规带宽值和所述产品线当前对应的额定带宽，计算所述产品线对应的额定带宽的带宽调整系数；
基于所述常规健康值和所述产品线的预设基准健康值，计算所述产品线对应的额定带宽的健康值调整系数；
基于所述带宽调整系数和所述健康值调整系数，以及预设的上调比例限制系数，计算并存储所述产品线对应的额定带宽的基础上调比例。
可选的，所述确定模块，具体用于：
周期性计算当前周期内所述产品线的实时健康值的平均值；
如果所述平均值小于所述产品线的预设基准健康值，则确定所述产品线的额定带宽调整方式为上调，否则为下调。
可选的，所述上调模块，具体用于：
如果所述当前周期内所述网络设备的实时带宽中值大于所述上一周期内所述网络设备的实时带宽中值，且大于所述产品线当前对应的额定带宽，则根据所述当前周期内所述产品线的实时健康值的波动情况，计算所述产品线对应的额定带宽的实时上调比例，否则将所述额定带宽调整方式设置为不调整。
可选的，所述上调模块，具体用于：
根据所述当前周期内所述产品线的实时健康值的波动情况，建立所述产品线对应的健康值调整系数的实时变化函数；
根据所述实时变化函数对所述产品线的实时健康值的导数和预设的平滑系数，以及所述实时变化函数对应的历史平滑梯度，计算所述实时变化函数对应的最新平滑梯度；
根据历史周期内所述产品线对应的额定带宽的历史上调比例和所述最新平滑梯度，计算所述产品线对应的额定带宽的实时上调比例。
可选的，所述上调模块，具体用于：
根据当前周期内所述产品线对应的额定带宽上调次数和预设的上调衰减率，对所述产品线当前对应的上调步长控制系数进行更新；
根据历史周期内所述产品线对应的额定带宽的历史上调比例，以及所述最新平滑梯度与更新后的上调步长控制系数的乘积，计算所述产品线对应的额定带宽的实时上调比例。
可选的，所述健康值根据网络设备的性能指标和产品线的业务参数计算生成。
第三方面，提供了一种额定带宽调整设备，所述额定带宽调整设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如第一方面所述的调整额定带宽的方法。
第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如第一方面所述的调整额定带宽的方法。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明实施例中，对于数据传输网络中任一网络设备的任一产品线，周期性根据产品线的预设基准健康值和当前周期内的实时健康值，确定产品线的额定带宽调整方式，其中，健康值根据网络设备的性能指标和产品线的业务参数计算生成；如果额定带宽调整方式为上调，则根据当前周期内产品线的实时健康值的波动情况，计算产品线对应的额定带宽的实时上调比例；基于实时上调比例和预先存储的产品线对应的额定带宽的基础上调比例，对产品线当前对应的额定带宽进行调整，其中，基础上调比例根据网络设备的历史带宽数据和产品线的历史健康值计算得到；如果额定带宽调整方式为下调，则基于额定带宽的预设下调比例和当前周期内网络设备的实时带宽数据，对产品线当前对应的额定带宽进行调整。这样，通过网络设备的带宽数据和产品线的健康值，根据预设算法实时动态地确定各网络设备上各产品线的额定带宽的调整方式以及调整幅度，调整后的额定带宽可以较为准确地反映数据传输网络中各个网络设备执行不同产品线的业务时实际的带宽负载能力，可以有效地应用于传输网络流量的实际规划和调度过程，故而，采用动态调整后的额定带宽来确定传输路径，可以在一定程度上保证数据传输网络的传输质量。
此外，额定带宽的调整由额定带宽调整设备依托于网络设备的实时数据动态调节，无需人为指定具体数值，具备较强的自适应性，并且该调整方法不依赖初始设置的额定带宽值，即使设置初始额定带宽不准确，通过本发明公开的调整方法也可以在较少的调整次数下，将额定带宽收敛到一个稳定合理的范围，因此上述调整额定带宽的处理具备较强的收敛性和鲁棒性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种数据传输网络的场景架构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种调整额定带宽的方法流程图；
图3是本发明实施例提供的一种调整额定带宽的装置结构示图；
图4是本发明实施例提供的一种调整额定带宽的装置结构示图；
图5是本发明实施例提供的一种额定带宽调整设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供了一种调整额定带宽的方法，该方法的可以运用在数据传输网络中，并具体可以由数据传输网络中的额定带宽调整设备来实现。其中，额定带宽调整设备可以是数据传输网络中用于调整各个网络设备上不同产品线的额定带宽的设备，其可以通过对网络设备的带宽数据和各产品线的健康值进行分析，并基于分析结果以网络设备+产品线为单位实现额定带宽的调整处理。此处，数据传输网络中的每个网络设备可以在同一时刻支持至少一个产品线的业务，不同产品线可以用于传输不同数据类型的网络流量。上述网络设备的带宽数据和健康值的采集和存储可以由额定带宽调整设备来实现，也可以由数据传输网络中的数据采集设备和数据存储设备来分别完成。具体的场景架构可以如图1所示。上述额定带宽调整设备可以包括处理器、存储器、收发器，处理器可以用于进行下述流程中的调整额定带宽的处理，存储器可以用于存储下述处理过程中需要的数据以及产生的数据，收发器可以用于接收和发送下述处理过程中的相关数据。上述调整额定带宽、采集和存储带宽数据和健康值的处理均可以由部署在数据传输网络内部的分布式***来实现。本实施例中以“调整额定带宽、采集和存储数据的处理全部由单一的额定带宽调整设备来执行”为例进行说明，其它情况与之类似，不再赘述。
下面将结合具体实施方式，对图2所示的处理流程进行详细的说明，内容可以如下：
步骤201，对于数据传输网络中任一网络设备的任一产品线，周期性根据产品线的预设基准健康值和当前周期内的实时健康值，确定产品线的额定带宽调整方式。
其中，健康值由网络设备的性能指标和产品线的业务参数计算生成。
在实施中，额定带宽调整设备可以周期性(周期可以取值为30分钟)获取数据传输网络中所有网络设备的所有产品线在当前周期内的实时健康值，该健康值可以是由网络设备的性能指标(包括CPU使用率、IO使用率、内存使用率等)和产品线的业务参数(包括业务进程数目、业务响应时长等)计算生成，具体的，健康值可以由各个网络设备在运行的过程中基于性能指标和业务参数实时计算生成并相应存储，然后由额定带宽调整设备周期性从各个网络设备处采集得到，也可以由额定带宽调整设备在获取到各个网络设备的性能指标和各产品线的业务参数之后，临时基于性能指标和业务参数计算得到。之后，对于数据传输网络中的任一网络设备的任一产品线，额定带宽调整设备可以根据获取到的当前周期内的实时健康值和该产品线的预设基准健康值，确定产品线的额定带宽调整方式。
可选的，可以通过健康值来判断产品线是否健康，并依此调整额定带宽，相应的，步骤201的处理可以如下：周期性计算当前周期内产品线的实时健康值的平均值；如果平均值小于产品线的预设基准健康值，则确定产品线的额定带宽调整方式为上调，否则为下调。
在实施中，对于数据传输网络中的任一网络设备的任一产品线，额定带宽调整设备可以周期性计算当前周期内该产品线的实时健康值qosreal的平均值qosavg，即：
Figure BDA0001857399460000091
t为周期长度。
之后，额定带宽调整设备可以判断该平均值qosavg与产品线的预设基准健康值qosbl的大小，如果qosavg＜qosbl，则表示产品线处于健康状态，可以上调该产品线的额定带宽，即确定该产品线的额定带宽调整方式为上调，如果qosavg≥qosbl，则表示产品线处于不健康状态，需要下调该产品线的额定带宽，即确定该产品线的额定带宽调整方式为下调。
步骤202，如果额定带宽调整方式为上调，则根据当前周期内产品线的实时健康值的波动情况，计算产品线对应的额定带宽的实时上调比例。
在实施中，额定带宽调整设备如果确定出某一网络设备的某一产品线的额定带宽调整方式为上调，则可以根据当前周期内该产品线的实时健康值的波动情况，计算出该产品线对应的额定带宽的实时上调比例。
可选的，在确定额定带宽调整方式为上调后，可以进一步通过网络设备的实时带宽数据来判断是否进行上调，相应的，步骤202的部分处理可以如下：如果当前周期内网络设备的实时带宽中值大于上一周期内网络设备的实时带宽中值，且大于产品线当前对应的额定带宽，则根据当前周期内产品线的实时健康值的波动情况，计算产品线对应的额定带宽的实时上调比例，否则将额定带宽调整方式设置为不调整。
在实施中，如果确定出产品线对应的额定带宽调整方式为上调，额定带宽调整设备可以获取当前周期内该产品线所属网络设备的实时带宽中值
Figure BDA0001857399460000092
然后判断该实时带宽中值
Figure BDA0001857399460000093
与上一周期内该网络设备的实时带宽中值
Figure BDA0001857399460000094
以及该产品线当前对应的额定带宽
Figure BDA0001857399460000095
之间的大小。如果当前周期内网络设备的实时带宽中值
Figure BDA0001857399460000096
大于上一周期内网络设备的实时带宽中值
Figure BDA0001857399460000097
且大于产品线当前对应的额定带宽
Figure BDA0001857399460000098
即
Figure BDA0001857399460000101
则认为可以上调该产品线的额定带宽，那么可以根据当前周期内产品线的实时健康值的波动情况，计算产品线对应的额定带宽的实时上调比例，否则不调整该产品线的额定带宽，即将产品线的额定带宽调整方式设置为不调整。
可选的，可以通过函数梯度来计算额定带宽的实时上调比例，相应的，步骤202的处理可以如下：根据当前周期内产品线的实时健康值的波动情况，建立产品线对应的健康值调整系数的实时变化函数；根据实时变化函数对产品线的实时健康值的导数和预设的平滑系数，以及实时变化函数对应的历史平滑梯度，计算实时变化函数对应的最新平滑梯度；根据历史周期内产品线对应的额定带宽的历史上调比例和最新平滑梯度，计算产品线对应的额定带宽的实时上调比例。
在实施中，额定带宽调整设备在获取到当前周期内产品线的实时健康值的波动情况后，可以依此建立该产品线对应的健康值调整系数的实时变化函数f：
Figure BDA0001857399460000102
其中，t为周期长度，qosreal为实时健康值，qosbl为预设基准健康值。之后，可以计算该实时变化函数f对产品线的实时健康值的导数dqos：
Figure BDA0001857399460000103
再根据该导数dqos和预设的平滑系数β，以及实时变化函数f对应的历史平滑梯度
Figure BDA0001857399460000105
计算该实时变化函数对应的最新平滑梯度
Figure BDA0001857399460000106
Figure BDA0001857399460000104
这样，可以根据历史周期内产品线对应的额定带宽的历史上调比例ratioT-n和该最新平滑梯度
Figure BDA0001857399460000107
计算产品线对应的额定带宽的实时上调比例ratioT，其中，T为当前周期，T-n为历史周期，具体的，当
Figure BDA0001857399460000108
时，
Figure BDA0001857399460000109
当
Figure BDA00018573994600001010
时，ratioT＝ratioT-n。
可选的，在计算产品线的额定带宽的实时上调比例时，需要根据上调次数对额定带宽的调整步长进行一定程度的衰减处理，相应的处理可以如下：根据当前周期内产品线对应的额定带宽上调次数和预设的上调衰减率，对产品线当前对应的上调步长控制系数进行更新；根据历史周期内产品线对应的额定带宽的历史上调比例，以及最新平滑梯度与更新后的上调步长控制系数的乘积，计算产品线对应的额定带宽的实时上调比例。
在实施中，额定带宽调整设备可以在统计每个周期内各产品线的额定带宽上调次数iter，这样，在计算产品线的额定带宽的实时上调比例ratioT时，可以先根据当前周期内产品线对应的额定带宽上调次数iter和预设的上调衰减率decay，对产品线当前对应的上调步长控制系数α进行更新，即：
Figure BDA0001857399460000111
之后，额定带宽调整设备可以根据历史周期内产品线对应的额定带宽的历史上调比例ratioT-n，以及最新平滑梯度与更新后的上调步长控制系数的乘积
Figure BDA0001857399460000117
计算产品线对应的额定带宽的实时上调比例ratioT，具体的，当
Figure BDA0001857399460000118
时，
Figure BDA0001857399460000119
当
Figure BDA00018573994600001110
时，ratioT＝ratioT-n。
步骤203，基于实时上调比例和预先存储的产品线对应的额定带宽的基础上调比例，对产品线当前对应的额定带宽进行调整。
在实施中，额定带宽调整设备在计算得到产品线对应的额定带宽的实时上调比例后，可以基于该实时上调比例和预先存储的该产品线对应的额定带宽的基础上调比例，对产品线当前对应的额定带宽进行调整。具体的，当前周期为T，实时上调比例为ratioT，基础上调比例为ratio0，产品线当前对应的额定带宽为
Figure BDA0001857399460000112
则调整后的额定带宽为
Figure BDA0001857399460000113
步骤204，如果额定带宽调整方式为下调，则基于额定带宽的预设下调比例和当前周期内网络设备的实时带宽数据，对产品线当前对应的额定带宽进行调整。
在实施中，额定带宽调整设备如果确定出某一网络设备的某一产品线的额定带宽调整方式为下调，则可以根据额定带宽的预设下调比例和当前周期内该网络设备的实时带宽数据，对该产品线当前对应的额定带宽进行调整。进一步的，可以先计算额定带宽的预设下调比例和产品线当前对应的额定带宽的乘积，然后将产品线当前对应的额定带宽调整为乘积与当前周期内网络设备的实时带宽中值间的最大值。具体的，当前周期为T，预设下调比例为ω，产品线当前的额定带宽为
Figure BDA0001857399460000114
当前周期的实时带宽中值为
Figure BDA0001857399460000115
则调整后的额定带宽为
Figure BDA0001857399460000116
可选的，额定带宽调整设备确定每个网络设备的每个产品线对应的额定带宽的基础上调比例的方式具体可以如下：每隔预设时长根据网络设备的历史带宽数据确定网络设备的常规带宽值，并根据产品线的历史健康值确定产品线的常规健康值；基于常规带宽值和常规健康值，计算并存储产品线对应的额定带宽的基础上调比例。
在实施中，对于数据传输网络中的任一网络设备的任一产品线，额定带宽调整设备可以每隔预设时长(预设时长可以为1天)获取该网络设备的历史带宽数据(如获取过去1周的历史带宽数据)和该产品线的历史健康值(如获取过去1周的历史健康值)。然后，额定带宽调整设备可以根据获取到的历史带宽数据确定网络设备的常规带宽值，并同时根据产品线的历史健康值确定产品线的常规健康值。进而，额定带宽调整设备可以基于上述常规带宽值和常规健康值，计算上述产品线对应的额定带宽的基础上调比例。
可选的，上述确定网络设备的常规带宽值的方式具体可以如下：每隔预设时长获取数据传输网络中所有网络设备的历史带宽数据；根据每个网络设备的历史带宽数据的数据分布特征，通过EM聚类算法对所有网络设备进行分类；对于任一类别，利用类别对应的预设分位数，在类别下的网络设备的所有历史带宽数据中确定类别下的每个网络设备的常规带宽值。
在实施中，额定带宽调整设备可以每隔预设时长获取数据传输网络中所有网络设备的历史带宽数据，然后可以确定每个网络设备的历史带宽数据的数据分布特征，该数据分布特征可以包括历史带宽数据的最大最小值、峰度、偏度、均值、方差等。之后，额定带宽调整设备可以使用这些数据分布特征，按照不同的类别个数，通过EM聚类算法对所有网络设备进行分类，并对分类结果进行评估从而选择出合适的类别个数，此处，类别个数合适与否可以由技术人员基于经验总结得到，并配置在额定带宽调整设备中。接下来，对于任一类别，额定带宽调整设备可以汇总该类别下的所有网络设备的历史带宽数据，并在汇总得到的所有历史带宽数据中选择该类别的预设分位数所指向的带宽数据，并将该带宽数据确定为该类别下的每个网络设备的常规带宽值。
可选的，上述确定产品线的常规健康值的方式具体可以如下：每隔预设时长获取数据传输网络中每个网络设备的每个产品线的历史健康值；根据每个产品线的历史健康值的数据分布特征，通过EM聚类算法对所有产品线进行分类；对于任一类别，利用类别对应的预设分位数，在类别下的产品线的所有历史健康值中确定类别下的每个产品线的常规健康值。
在实施中，额定带宽调整设备可以每隔预设时长获取数据传输网络中每个网络设备的每个产品线的历史健康值，然后可以确定每个产品线的历史健康值的数据分布特征，该数据分布特征可以包括历史健康值的最大最小值、峰度、偏度、均值、方差等。之后，额定带宽调整设备可以使用这些数据分布特征，按照不同的类别个数，通过EM聚类算法对所有网络设备的所有产品线进行分类，并对分类结果进行评估从而选择出合适的类别个数，此处，类别个数合适与否可以由技术人员基于经验总结得到，并配置在额定带宽调整设备中。接下来，对于任一类别，额定带宽调整设备可以汇总该类别下的所有产品线的历史健康值，并在汇总得到的所有历史健康值中选择该类别的预设分位数所指向的健康值，并将该健康值确定为该类别下的每个产品线的常规健康值。
可选的，基于常规带宽值和常规健康值计算基础上调比例的方式具体可以如下：基于常规带宽值和产品线当前对应的额定带宽，计算产品线对应的额定带宽的带宽调整系数；基于常规健康值和产品线的预设基准健康值，计算产品线对应的额定带宽的健康值调整系数；基于带宽调整系数和健康值调整系数，以及预设的上调比例限制系数，计算并存储产品线对应的额定带宽的基础上调比例。
在实施中，额定带宽调整设备可以先基于常规带宽值bwinormal和产品线当前对应的额定带宽bwinominal，计算产品线对应的额定带宽的带宽调整系数：
Figure BDA0001857399460000131
再基于常规健康值qosquantile和产品线的预设基准健康值qosbl，计算产品线对应的额定带宽的健康值调整系数qoscoe，具体的，当qosquantile＜qosbl时，
Figure BDA0001857399460000132
其中∈为归一化因子，当qosquantile≥qosbl时，qoscoe＝0。之后，额定带宽调整设备可以基于带宽调整系数stabilitycoe和健康值调整系数qosquantile，以及预设的上调比例限制系数C1∈(0，1]，计算产品线对应的额定带宽的基础上调比例：ratio0＝C1*tanh(qoscoe*stabilitycoe*∈)。
本发明实施例中，对于数据传输网络中任一网络设备的任一产品线，周期性根据产品线的预设基准健康值和当前周期内的实时健康值，确定产品线的额定带宽调整方式，其中，健康值根据网络设备的性能指标和产品线的业务参数计算生成；如果额定带宽调整方式为上调，则根据当前周期内产品线的实时健康值的波动情况，计算产品线对应的额定带宽的实时上调比例；基于实时上调比例和预先存储的产品线对应的额定带宽的基础上调比例，对产品线当前对应的额定带宽进行调整，其中，基础上调比例根据网络设备的历史带宽数据和产品线的历史健康值计算得到；如果额定带宽调整方式为下调，则基于额定带宽的预设下调比例和当前周期内网络设备的实时带宽数据，对产品线当前对应的额定带宽进行调整。这样，通过网络设备的带宽数据和产品线的健康值，根据预设算法实时动态地确定各网络设备上各产品线的额定带宽的调整方式以及调整幅度，调整后的额定带宽可以较为准确地反映数据传输网络中各个网络设备执行不同产品线的业务时实际的带宽负载能力，可以有效地应用于传输网络流量的实际规划和调度过程，故而，采用动态调整后的额定带宽来确定传输路径，可以在一定程度上保证数据传输网络的传输质量。
此外，额定带宽的调整由额定带宽调整设备依托于网络设备的实时数据动态调节，无需人为指定具体数值，具备较强的自适应性，并且该调整方法不依赖初始设置的额定带宽值，即使设置初始额定带宽不准确，通过本发明公开的调整方法也可以在较少的调整次数下，将额定带宽收敛到一个稳定合理的范围，因此上述调整额定带宽的处理具备较强的收敛性和鲁棒性。
基于相同的技术构思，本发明实施例还提供了一种调整额定带宽的装置，如图3所示，所述装置包括：
确定模块301，用于对于数据传输网络中任一网络设备的任一产品线，周期性根据所述产品线的预设基准健康值和当前周期内的实时健康值，确定所述产品线的额定带宽调整方式；
上调模块302，用于如果所述额定带宽调整方式为上调，则根据所述当前周期内所述产品线的实时健康值的波动情况，计算所述产品线对应的额定带宽的实时上调比例，基于所述实时上调比例和预先存储的所述产品线对应的额定带宽的基础上调比例，对所述产品线当前对应的额定带宽进行调整；
下调模块303，用于如果所述额定带宽调整方式为下调，则基于额定带宽的预设下调比例和所述当前周期内所述网络设备的实时带宽数据，对所述产品线当前对应的额定带宽进行调整。
可选的，如图4所示，所述装置还包括计算模块304，用于：
每隔预设时长根据所述网络设备的历史带宽数据确定所述网络设备的常规带宽值，并根据所述产品线的历史健康值确定所述产品线的常规健康值；
基于所述常规带宽值和所述常规健康值，计算并存储所述产品线对应的额定带宽的基础上调比例。
可选的，所述计算模块304，具体用于：
每隔预设时长获取所述数据传输网络中所有网络设备的历史带宽数据；
根据每个所述网络设备的历史带宽数据的数据分布特征，通过EM聚类算法对所有所述网络设备进行分类；
对于任一类别，利用所述类别对应的预设分位数，在所述类别下的网络设备的所有历史带宽数据中确定所述类别下的每个网络设备的常规带宽值。
可选的，所述计算模块304，具体用于：
每隔预设时长获取所述数据传输网络中每个网络设备的每个产品线的历史健康值；
根据每个所述产品线的历史健康值的数据分布特征，通过EM聚类算法对所有产品线进行分类；
对于任一类别，利用所述类别对应的预设分位数，在所述类别下的产品线的所有历史健康值中确定所述类别下的每个产品线的常规健康值。
可选的，所述计算模块304，具体用于：
基于所述常规带宽值和所述产品线当前对应的额定带宽，计算所述产品线对应的额定带宽的带宽调整系数；
基于所述常规健康值和所述产品线的预设基准健康值，计算所述产品线对应的额定带宽的健康值调整系数；
基于所述带宽调整系数和所述健康值调整系数，以及预设的上调比例限制系数，计算并存储所述产品线对应的额定带宽的基础上调比例。
可选的，所述确定模块301，具体用于：
周期性计算当前周期内所述产品线的实时健康值的平均值；
如果所述平均值小于所述产品线的预设基准健康值，则确定所述产品线的额定带宽调整方式为上调，否则为下调。
可选的，所述上调模块302，具体用于：
如果所述当前周期内所述网络设备的实时带宽中值大于所述上一周期内所述网络设备的实时带宽中值，且大于所述产品线当前对应的额定带宽，则根据所述当前周期内所述产品线的实时健康值的波动情况，计算所述产品线对应的额定带宽的实时上调比例，否则将所述额定带宽调整方式设置为不调整。
可选的，所述上调模块302，具体用于：
根据所述当前周期内所述产品线的实时健康值的波动情况，建立所述产品线对应的健康值调整系数的实时变化函数；
根据所述实时变化函数对所述产品线的实时健康值的导数和预设的平滑系数，以及所述实时变化函数对应的历史平滑梯度，计算所述实时变化函数对应的最新平滑梯度；
根据历史周期内所述产品线对应的额定带宽的历史上调比例和所述最新平滑梯度，计算所述产品线对应的额定带宽的实时上调比例。
可选的，所述上调模块302，具体用于：
根据当前周期内所述产品线对应的额定带宽上调次数和预设的上调衰减率，对所述产品线当前对应的上调步长控制系数进行更新；
根据历史周期内所述产品线对应的额定带宽的历史上调比例，以及所述最新平滑梯度与更新后的上调步长控制系数的乘积，计算所述产品线对应的额定带宽的实时上调比例。
可选的，所述健康值根据网络设备的性能指标和产品线的业务参数计算生成。
本发明实施例中，对于数据传输网络中任一网络设备的任一产品线，周期性根据产品线的预设基准健康值和当前周期内的实时健康值，确定产品线的额定带宽调整方式，其中，健康值根据网络设备的性能指标和产品线的业务参数计算生成；如果额定带宽调整方式为上调，则根据当前周期内产品线的实时健康值的波动情况，计算产品线对应的额定带宽的实时上调比例；基于实时上调比例和预先存储的产品线对应的额定带宽的基础上调比例，对产品线当前对应的额定带宽进行调整，其中，基础上调比例根据网络设备的历史带宽数据和产品线的历史健康值计算得到；如果额定带宽调整方式为下调，则基于额定带宽的预设下调比例和当前周期内网络设备的实时带宽数据，对产品线当前对应的额定带宽进行调整。这样，通过网络设备的带宽数据和产品线的健康值，根据预设算法实时动态地确定各网络设备上各产品线的额定带宽的调整方式以及调整幅度，调整后的额定带宽可以较为准确地反映数据传输网络中各个网络设备执行不同产品线的业务时实际的带宽负载能力，可以有效地应用于传输网络流量的实际规划和调度过程，故而，采用动态调整后的额定带宽来确定传输路径，可以在一定程度上保证数据传输网络的传输质量。
此外，额定带宽的调整由额定带宽调整设备依托于网络设备的实时数据动态调节，无需人为指定具体数值，具备较强的自适应性，并且该调整方法不依赖初始设置的额定带宽值，即使设置初始额定带宽不准确，通过本发明公开的调整方法也可以在较少的调整次数下，将额定带宽收敛到一个稳定合理的范围，因此上述调整额定带宽的处理具备较强的收敛性和鲁棒性。
需要说明的是：上述实施例提供的调整额定带宽的装置在调整额定带宽时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的调整额定带宽的装置与调整额定带宽的方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
图5是本发明实施例提供的额定带宽调整设备的结构示意图。该额定带宽调整设备500可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以***处理器522(例如，一个或一个以上处理器)和存储器532，一个或一个以上存储应用程序552或数据555的存储介质530(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器532和存储介质530可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质530的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对额定带宽调整设备500中的一系列指令操作。更进一步地，中央处理器522可以设置为与存储介质530通信，在额定带宽调整设备500上执行存储介质530中的一系列指令操作。
额定带宽调整设备500还可以包括一个或一个以上电源529，一个或一个以上有线或无线网络接口550，一个或一个以上输入输出接口558，一个或一个以上键盘556，和/或，一个或一个以上操作***551，例如Windows Server，Mac OS X，Unix，Linux，FreeBSD等等。
额定带宽调整设备500可以包括有存储器，以及一个或者一个以上的程序，其中一个或者一个以上程序存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行所述一个或者一个以上程序包含用于进行上述调整额定带宽的指令。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种调整额定带宽的方法，其特征在于，所述方法包括：
对于数据传输网络中任一网络设备的任一产品线，周期性根据所述产品线的预设基准健康值和当前周期内的实时健康值，确定所述产品线的额定带宽调整方式；
如果所述额定带宽调整方式为上调，则根据所述当前周期内所述产品线的实时健康值的波动情况，计算所述产品线对应的额定带宽的实时上调比例；
基于所述实时上调比例和预先存储的所述产品线对应的额定带宽的基础上调比例，对所述产品线当前对应的额定带宽进行调整；
如果所述额定带宽调整方式为下调，则基于额定带宽的预设下调比例和所述当前周期内所述网络设备的实时带宽数据，对所述产品线当前对应的额定带宽进行调整；
其中，所述健康值根据网络设备的性能指标和产品线的业务参数计算生成。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
每隔预设时长根据所述网络设备的历史带宽数据确定所述网络设备的常规带宽值，并根据所述产品线的历史健康值确定所述产品线的常规健康值；
基于所述常规带宽值和所述常规健康值，计算并存储所述产品线对应的额定带宽的基础上调比例。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述每隔预设时长根据所述网络设备的历史带宽数据确定所述网络设备的常规带宽值，包括：
每隔预设时长获取所述数据传输网络中所有网络设备的历史带宽数据；
根据每个所述网络设备的历史带宽数据的数据分布特征，通过EM聚类算法对所有所述网络设备进行分类；
对于任一类别，利用所述类别对应的预设分位数，在所述类别下的网络设备的所有历史带宽数据中确定所述类别下的每个网络设备的常规带宽值。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述每隔预设时长根据所述产品线的历史健康值确定所述产品线的常规健康值，包括：
每隔预设时长获取所述数据传输网络中每个网络设备的每个产品线的历史健康值；
根据每个所述产品线的历史健康值的数据分布特征，通过EM聚类算法对所有产品线进行分类；
对于任一类别，利用所述类别对应的预设分位数，在所述类别下的产品线的所有历史健康值中确定所述类别下的每个产品线的常规健康值。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述常规带宽值和所述常规健康值，计算并存储所述产品线对应的额定带宽的基础上调比例，包括：
基于所述常规带宽值和所述产品线当前对应的额定带宽，计算所述产品线对应的额定带宽的带宽调整系数；
基于所述常规健康值和所述产品线的预设基准健康值，计算所述产品线对应的额定带宽的健康值调整系数；
基于所述带宽调整系数和所述健康值调整系数，以及预设的上调比例限制系数，计算并存储所述产品线对应的额定带宽的基础上调比例。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述周期性根据所述产品线的预设基准健康值和当前周期内的实时健康值，确定所述产品线的额定带宽调整方式，包括：
周期性计算当前周期内所述产品线的实时健康值的平均值；
如果所述平均值小于所述产品线的预设基准健康值，则确定所述产品线的额定带宽调整方式为上调，否则为下调。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前周期内所述产品线的实时健康值的波动情况，计算所述产品线对应的额定带宽的实时上调比例，包括：
如果所述当前周期内所述网络设备的实时带宽中值大于上一周期内所述网络设备的实时带宽中值，且大于所述产品线当前对应的额定带宽，则根据所述当前周期内所述产品线的实时健康值的波动情况，计算所述产品线对应的额定带宽的实时上调比例，否则将所述额定带宽调整方式设置为不调整。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前周期内所述产品线的实时健康值的波动情况，计算所述产品线对应的额定带宽的实时上调比例，包括：
根据所述当前周期内所述产品线的实时健康值的波动情况，建立所述产品线对应的健康值调整系数的实时变化函数；
根据所述实时变化函数对所述产品线的实时健康值的导数和预设的平滑系数，以及所述实时变化函数对应的历史平滑梯度，计算所述实时变化函数对应的最新平滑梯度；
根据历史周期内所述产品线对应的额定带宽的历史上调比例和所述最新平滑梯度，计算所述产品线对应的额定带宽的实时上调比例。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据历史周期内所述产品线对应的额定带宽的历史上调比例和所述最新平滑梯度，计算所述产品线对应的额定带宽的实时上调比例，包括：
根据当前周期内所述产品线对应的额定带宽上调次数和预设的上调衰减率，对所述产品线当前对应的上调步长控制系数进行更新；
根据历史周期内所述产品线对应的额定带宽的历史上调比例，以及所述最新平滑梯度与更新后的上调步长控制系数的乘积，计算所述产品线对应的额定带宽的实时上调比例。
10.一种调整额定带宽的装置，其特征在于，所述装置包括：
确定模块，用于对于数据传输网络中任一网络设备的任一产品线，周期性根据所述产品线的预设基准健康值和当前周期内的实时健康值，确定所述产品线的额定带宽调整方式；
上调模块，用于如果所述额定带宽调整方式为上调，则根据所述当前周期内所述产品线的实时健康值的波动情况，计算所述产品线对应的额定带宽的实时上调比例，基于所述实时上调比例和预先存储的所述产品线对应的额定带宽的基础上调比例，对所述产品线当前对应的额定带宽进行调整；
下调模块，用于如果所述额定带宽调整方式为下调，则基于额定带宽的预设下调比例和所述当前周期内所述网络设备的实时带宽数据，对所述产品线当前对应的额定带宽进行调整；
其中，所述健康值根据网络设备的性能指标和产品线的业务参数计算生成。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置还包括计算模块，用于：
每隔预设时长根据所述网络设备的历史带宽数据确定所述网络设备的常规带宽值，并根据所述产品线的历史健康值确定所述产品线的常规健康值；
基于所述常规带宽值和所述常规健康值，计算并存储所述产品线对应的额定带宽的基础上调比例。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述计算模块，具体用于：
每隔预设时长获取所述数据传输网络中所有网络设备的历史带宽数据；
根据每个所述网络设备的历史带宽数据的数据分布特征，通过EM聚类算法对所有所述网络设备进行分类；
对于任一类别，利用所述类别对应的预设分位数，在所述类别下的网络设备的所有历史带宽数据中确定所述类别下的每个网络设备的常规带宽值。
13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述计算模块，具体用于：
每隔预设时长获取所述数据传输网络中每个网络设备的每个产品线的历史健康值；
根据每个所述产品线的历史健康值的数据分布特征，通过EM聚类算法对所有产品线进行分类；
对于任一类别，利用所述类别对应的预设分位数，在所述类别下的产品线的所有历史健康值中确定所述类别下的每个产品线的常规健康值。
14.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述计算模块，具体用于：
基于所述常规带宽值和所述产品线当前对应的额定带宽，计算所述产品线对应的额定带宽的带宽调整系数；
基于所述常规健康值和所述产品线的预设基准健康值，计算所述产品线对应的额定带宽的健康值调整系数；
基于所述带宽调整系数和所述健康值调整系数，以及预设的上调比例限制系数，计算并存储所述产品线对应的额定带宽的基础上调比例。
15.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述确定模块，具体用于：
周期性计算当前周期内所述产品线的实时健康值的平均值；
如果所述平均值小于所述产品线的预设基准健康值，则确定所述产品线的额定带宽调整方式为上调，否则为下调。
16.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述上调模块，具体用于：
如果所述当前周期内所述网络设备的实时带宽中值大于上一周期内所述网络设备的实时带宽中值，且大于所述产品线当前对应的额定带宽，则根据所述当前周期内所述产品线的实时健康值的波动情况，计算所述产品线对应的额定带宽的实时上调比例，否则将所述额定带宽调整方式设置为不调整。
17.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述上调模块，具体用于：
根据所述当前周期内所述产品线的实时健康值的波动情况，建立所述产品线对应的健康值调整系数的实时变化函数；
根据所述实时变化函数对所述产品线的实时健康值的导数和预设的平滑系数，以及所述实时变化函数对应的历史平滑梯度，计算所述实时变化函数对应的最新平滑梯度；
根据历史周期内所述产品线对应的额定带宽的历史上调比例和所述最新平滑梯度，计算所述产品线对应的额定带宽的实时上调比例。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述上调模块，具体用于：
根据当前周期内所述产品线对应的额定带宽上调次数和预设的上调衰减率，对所述产品线当前对应的上调步长控制系数进行更新；
根据历史周期内所述产品线对应的额定带宽的历史上调比例，以及所述最新平滑梯度与更新后的上调步长控制系数的乘积，计算所述产品线对应的额定带宽的实时上调比例。
19.一种额定带宽调整设备，其特征在于，所述额定带宽调整设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至9任一所述的调整额定带宽的方法。
20.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如权利要求1至9任一所述的调整额定带宽的方法。
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