一种基于意图的云网资源服务链编排方法及系统技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种基于意图的云网资源服务链编排方法及系统，方法包括：基于预设的北向接口参考架构，对云网资源提供端到端服务；基于深度强化学习的服务链编排框架，对所述端到端服务进行在线编排和动态调整，其中，在所述在线编排和动态调整中，求解预设多目标优化问题模型以最小化服务链编排成本和延迟。本发明专利技术实施例提供的一种基于意图的云网资源服务链编排方法及系统，通过提供预设的北向接口参考架构和基于DRL的SFC编排框架，并构建了一个多目标优化问题模型，以最大限度地降低长期服务链编排成本。

An Intention-based Cloud Network Resource Service Chain Arrangement Method and System

【技术实现步骤摘要】
一种基于意图的云网资源服务链编排方法及系统
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种基于意图的云网资源服务链编排方法及系统。
技术介绍
具有不同QoS要求的物联网服务的快速增长给网络运营商带来了快速交付和QoS保证方面的巨大挑战。网络功能虚拟化(NetworkFunctionVirtualization,NFV)和软件定义网络(SoftwareDefinedNetworking,SDN)已成为灵活资源分配和动态服务供应的关键技术。但是，这两种技术仍然需要应用手动操作来定义服务模型和配置网络细节，进而需要高技能的管理员和大量的时间。这些手动任务对提高可靠性和快速提供服务有不利作用。因此，提出了基于意图的网络(theIntentBasedNetworking,IBN)以简化低级配置并加快服务交付。支持基于意图的服务供应的一个关键方面是与供应商无关且与技术无关的北向接口(northboundinterface,NBI)，用于将客户语言转换为服务链(ServiceFunctionChain，SFC)的抽象定义。另一个关键步骤是基于SFC模型的抽象定义的在线编排，以实现需求驱动，自动调整的服务交付方式。然而上述方法仍需要提前获得完整的网络细节以获得全局最优解，但这些准确的信息通常难以收集。因此现在亟需一种基于意图的云网资源服务链编排方法来解决上述问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于意图的云网资源服务链编排方法及系统。第一方面本专利技术实施例提供一种基于意图的云网资源服务链编排方法，包括：基于预设的北向接口参考架构，对云网资源提供端到端服务；基于深度强化学习的服务链编排框架，对所述端到端服务进行在线编排和动态调整，其中，在所述在线编排和动态调整中，求解预设多目标优化问题模型以最小化服务链编排成本和延迟。其中，所述多目标优化问题模型表示为：min{cost(server)+cost(link)}其中，cost(server)为服务器资源的相关成本、cost(link)流量转发的成本，C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7为资源约束条件。其中，所述求解预设多目标优化问题模型以最小化服务链编排成本和延迟，包括：基于预设的双层深度Q网络算法获取所述多目标优化问题模型的最优解。其中，所述基于预设的双层深度Q网络算法获取所述多目标优化问题模型的最优解，包括：对业务流程进行初始化；基于预设的双层深度Q网络，对初始化后的业务流程进行业务编排。其中，所述对业务流程进行初始化，包括：从云服务器集中随机选择满足要求的目标方案；基于最短路径选择算法，确定VNF之间的目标路由方案；计算所有服务链的编排费用。其中，所述基于预设的双层深度Q网络，对初始化后的业务流程进行业务编排，包括：状态空间初始化后向双层深度Q网络输入状态；获取输入状态对应的动作并计算目标Q值；基于梯度下降法更新输入状态直至达到预设的终止条件。第二方面本专利技术实施例还提供一种基于意图的云网资源服务链编排系统，包括：服务模块，用于基于预设的北向接口参考架构，对云网资源提供端到端服务；编排调整模块，用于基于深度强化学习的服务链编排框架，对所述端到端服务进行在线编排和动态调整，其中，在所述在线编排和动态调整中，求解预设多目标优化问题模型以最小化服务链编排成本和延迟。第三方面本专利技术实施例提供了一种电子设备，包括：处理器、存储器、通信接口和总线；其中，所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行上述基于意图的云网资源服务链编排方法。第四方面本专利技术实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述基于意图的云网资源服务链编排方法。本专利技术实施例提供的一种基于意图的云网资源服务链编排方法及系统，通过提供预设的北向接口参考架构和基于DRL的SFC编排框架，并构建了一个多目标优化问题模型，以最大限度地降低长期服务链编排成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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是本专利技术实施例提供的一种基于意图的云网资源服务链编排方法流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的不同学习速率下的训练步数示意图；图3是本专利技术实施例提供的不同算法下的训练步数示意图；图4是本专利技术实施例提供的不同算法的平均时延示意图；图5是本专利技术实施例提供的不同算法的总成本示意图；图6是本专利技术实施例提供的一种基于意图的云网资源服务链编排系统结构示意图；图7是本专利技术实施例提供的电子设备的结构框图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。图1是本专利技术实施例提供的一种基于意图的云网资源服务链编排方法流程示意图，如图1所示，包括：101、基于预设的北向接口参考架构，对云网资源提供端到端服务；102、基于深度强化学习的服务链编排框架，对所述端到端服务进行在线编排和动态调整，其中，在所述在线编排和动态调整中，求解预设多目标优化问题模型以最小化服务链编排成本和延迟。需要说明的是，本专利技术实施例的应用场景是在于物联网中如何实现对云网资源的服务链编排，在此场景下，本专利技术实施例提出了一个IBN参考架构来管理物联网基础设施并跨多个域提供端到端服务。具体的，在步骤101中，本专利技术实施例提供的IBN参考架构包括：VNF管理器(VNFManager,VNFM)和NFV编排器(NFVOrchestrator,NFVO)、管理和控制平面以及数据平面。VNF管理器和NFV编排器用于允许客户使用人类可读语言声明IR，然后通过基于意图的NBI将声明性策略转换为高级服务抽象，例如VNF性质，QoS功能和阈值。管理和控制平面包括虚拟化基础架构管理器(VIM)和控制器，VIM将高级抽象策略映射为低级服务链编排策略，协调SDN_C和云控制器(Cloud_C)以自动化SFC编排。数据平面用于通过南向接口(SouthboundInterface,SBI)接收控制消息，并为云域中的VNF放置和流量路由提供物理资源，而物联网域的传感器和执行器负责数据收集。那么通过上述本专利技术实施例所提供的IBN参考架构能够实现管理物联网基础设施并跨多个域提供端到端服务。进一步的，在步骤102中，本专利技术实施例提供了一种基于深度强化学习的服务链编排框架，即基于DRL的SFC编排框架。该DRL的SFC编排框架可以通过基于意图的NBI和网络学习模型获得SFC抽象模型和环境细节。然后基于DRL的SFC编排框架能够协调控制器，通过技术特定的SBI实现当前网络的相应动作，同时，网络提供有关奖励或惩罚的反馈，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于意图的云网资源服务链编排方法，其特征在于，包括：基于预设的北向接口参考架构，对云网资源提供端到端服务；基于深度强化学习的服务链编排框架，对所述端到端服务进行在线编排和动态调整，其中，在所述在线编排和动态调整中，求解预设多目标优化问题模型以最小化服务链编排成本和延迟。

【技术特征摘要】
1.一种基于意图的云网资源服务链编排方法，其特征在于，包括：基于预设的北向接口参考架构，对云网资源提供端到端服务；基于深度强化学习的服务链编排框架，对所述端到端服务进行在线编排和动态调整，其中，在所述在线编排和动态调整中，求解预设多目标优化问题模型以最小化服务链编排成本和延迟。2.根据权利要求1所述的基于意图的云网资源服务链编排方法，其特征在于，所述多目标优化问题模型表示为：min{cost(server)+cost(link)}其中，cost(server)为服务器资源的相关成本、cost(link)流量转发的成本，C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7为资源约束条件。3.根据权利要求1所述的基于意图的云网资源服务链编排方法，其特征在于，所述求解预设多目标优化问题模型以最小化服务链编排成本和延迟，包括：基于预设的双层深度Q网络算法获取所述多目标优化问题模型的最优解。4.根据权利要求3所述的基于意图的云网资源服务链编排方法，其特征在于，所述基于预设的双层深度Q网络算法获取所述多目标优化问题模型的最优解，包括：对业务流程进行初始化；基于预设的双层深度Q网络，对初始化后的业务流程进行业务编排。5.根据权利要求4所述的基于意图的云网资源服务链编排方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭少勇，喻鹏，邱雪松，贺文晨，李文萃，申京，邵苏杰，徐思雅，亓峰，丰雷，
申请(专利权)人：北京邮电大学，国网河南省电力公司信息通信公司，
类型：发明
国别省市：北京,11