一种5G网络切片下资源备份方法技术

本发明专利技术提供一种5G网络切片下资源备份方法，所述方法包括根据所述每一网络节点的计算资源量、每一网络节点的存储资源量和每一网络节点的链路的带宽资源量，计算每一网络节点的资源量；根据每一网络节点的资源量，在每一簇内中挑选预设数量比例的资源量较大的网络节点放入备选资源池；根据每一网络节点在预设时间内自身故障发生次数、每一网络节点在所述预设时间内与其它节点之间链路故障发生次数以及其它节点在所述预设时间内与每一网络节点之间链路故障发生次数，计算备选资源池中每一网络节点的历史故障评价值；选择备选资源池中预设数量个历史故障评价值最大的网络节点进行备份。通过本发明专利技术，解决了现有5G网络大规模同时发生故障的问题。同时发生故障的问题。同时发生故障的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种5G网络切片下资源备份方法


[0001]本专利技术涉及5G通信
，尤其涉及一种5G网络切片下资源备份方法。

技术介绍

[0002]随着5G网络技术的快速发展和应用，基于切片技术的虚拟化演进分组核心网(virtualized Evolved Packet Core，vEPC)已逐渐成为5G网络的核心网主要技术之一。在vEPC技术架构下，网络虚拟化技术作为网络架构的一项关键技术，原有的网络设施被分为基础网络和虚拟网络。基础网络为虚拟网提供基础网络资源，虚拟网用于承载各种5G业务。已有研究在基础网络如何为虚拟网分配资源方面，已经取得了较多的研究成果。主要研究集中在提高资源利用率方面。为了保证网络业务的可靠性和稳定性，近年来，以提高网络可靠性的研究逐渐增加。
[0003]已有研究可以分为提高网络可靠性、提高故障恢复速度两种类型。在提高网络可靠性研究方面，文献[Hawilo H,Shami A,Mirahmadi M,et al.NFV:state of the art,challenges,and implementation in next generation mobile networks(vEPC)[J].IEEE Network,2014,28(6):18-26.]针对单条网络链路发生故障时影响业务的问题，采用网络节点内部快速迁移的策略，实现了故障资源的快速恢复。文献[Mijumbi R,Serrat J,Gorricho J L,et al.Design and evaluation of algorithms for mapping and scheduling of virtual network functions[C]//Proceedings of the 20151st IEEE Conference on Network Softwarization(NetSoft).IEEE,2015:1-9.]针对分布式环境下的网络节点和网络链路故障问题，提出一种灵活的自适应的虚拟网映射算法，提升了网络的可生存能力。文献[Yousaf F Z,Loureiro P,Zdarsky F,et al.Cost analysis of initial deployment strategies for virtualized mobile core network functions[J].IEEE Communications Magazine,2015,53(12):60-66.]针对单区域内的网络节点故障问题，以网络故障顺序发生为前提，提出了资源备份位置选择算法。文献[Saraswat R,Narayanamurthy G,Maheshwari A K.Traffic capacity based optimization of SOA fault recovery using linear programming model:U.S.Patent 9,430,319[P].2016-8-30.]针对重映射算法没有考虑故障恢复的问题，基于线性规划算法对虚拟网映射的故障恢复问题进行建模，并提出一种自适应的自动重映射算法，提升了网络故障恢复的速度。
[0004]通过对已有研究分析可知，已有研究主要以小范围、局部故障为主要研究内容。但是，随着网络规模的快速的增加，同时发生多个故障的情况快速发生。如何解决大规模网络环境下同时发生多个网络故障时的网络可靠性问题，已成为一个急需解决的研究问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种5G网络切片下资源备份方法，用于解决现有多个网络发生故障时的网络可靠性的问题。
[0006]本专利技术提供的一种5G网络切片下资源备份方法，所述方法包括：
[0007]步骤S101、根据所述每一网络节点的计算资源量、每一网络节点的存储资源量和所述每一网络节点的链路的带宽资源量以及与所述计算资源量、所述存储资源量、所述链路的带宽资源量分别对应的第一预设系数、第二预设系数、第三预设系数，计算每一网络节点的资源量；
[0008]步骤S102、根据所述每一网络节点的资源量，在每一簇内中挑选预设数量比例的资源量较大的网络节点放入备选资源池；
[0009]步骤S103、根据每一网络节点在预设时间内自身故障发生次数、每一网络节点在所述预设时间内与其它节点之间链路故障发生次数以及其它节点在所述预设时间内与所述每一网络节点之间链路故障发生次数，计算备选资源池中每一网络节点的历史故障评价值；
[0010]步骤S104、选择备选资源池中预设数量个所述历史故障评价值最大的网络节点进行所述存储资源量和所述计算资源量备份，以及对预设数量个所述历史故障评价值最大网络的节点的链路进行带宽资源备份。
[0011]进一步地，所述步骤S101之前还包括：
[0012]步骤S201、将包含第一数量个网络节点的5G网络划分成第二数量个簇；
[0013]步骤S202、随机在所述第一数量个网络节点中选择所述第二数量个网络节点作为簇的聚类中心，所述第一数量大于或者等于所述第二数量；
[0014]步骤S203、根据每一簇的聚类中心与所述簇内的网络节点计算所述簇内的网络节点与所述簇的聚类中心之间的第一欧几里得距离，根据任意两个簇的聚类中心计算任意两个簇的聚类中心之间的第二欧几里得距离；
[0015]步骤S204、根据第一欧几里德距离、第二欧几里德距离和预设权重因子，计算每一网络节点的隶属度；
[0016]步骤S205、根据所述第一欧几里德距离和所述每一网络节点的隶属度，计算每一网络节点的第一分簇收益；
[0017]步骤S206、判断预设算法的迭代次数是否满足迭代次数限制，以及初始温度取值、终止温度取值是否满足温度限制；
[0018]步骤S207、若均否，根据所述第一数量个网络节点、所述每一网络节点的隶属度和所述预设权重因子，为所述第二数量个簇求解新的聚类中心；
[0019]步骤S208、根据所述新的聚类中心，重复步骤S202至S204，求解每一网络节点的第二分簇收益；
[0020]步骤S209、当所述网络节点的第二分簇收益大于所述网络节点的第一分簇收益时，则所述新的聚类中心替换原有的聚类中心；
[0021]步骤S210、当所述网络节点的第二分簇收益小于等于所述网络节点的第一分簇收益时，则根据所述第一分簇收益、所述第二分簇收益和当前温度计算所述新的聚类中心替换原有的聚类中心的概率。
[0022]进一步地，所述步骤S204的公式具体为：所述μ
ik
为每一网络节点的隶属度，所述d
ik
为第一欧几里得距离，其表示簇A
k
内的网络节点n
i
与所述簇A
k
的聚类中
心的第一欧几里得距离，所述i的范围从1到n，所述n为所述第一数量，所述k的范围从1到c，所述c为所述第二数量；所述d
jk
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种5G网络切片下资源备份方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S101、根据所述每一网络节点的计算资源量、每一网络节点的存储资源量和所述每一网络节点的链路的带宽资源量以及与所述计算资源量、所述存储资源量、所述链路的带宽资源量分别对应的第一预设系数、第二预设系数、第三预设系数，计算每一网络节点的资源量；步骤S102、根据所述每一网络节点的资源量，在每一簇内中挑选预设数量比例的资源量较大的网络节点放入备选资源池；步骤S103、根据每一网络节点在预设时间内自身故障发生次数、每一网络节点在所述预设时间内与其它节点之间链路故障发生次数以及其它节点在所述预设时间内与所述每一网络节点之间链路故障发生次数，计算备选资源池中每一网络节点的历史故障评价值；步骤S104、选择备选资源池中预设数量个所述历史故障评价值最大的网络节点进行所述存储资源量和所述计算资源量备份，以及对预设数量个所述历史故障评价值最大网络的节点的链路进行带宽资源备份。2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤S101之前还包括：步骤S201、将包含第一数量个网络节点的5G网络划分成第二数量个簇；步骤S202、随机在所述第一数量个网络节点中选择所述第二数量个网络节点作为簇的聚类中心，所述第一数量大于或者等于所述第二数量；步骤S203、根据每一簇的聚类中心与所述簇内的网络节点计算所述簇内的网络节点与所述簇的聚类中心之间的第一欧几里得距离，根据任意两个簇的聚类中心计算任意两个簇的聚类中心之间的第二欧几里得距离；步骤S204、根据第一欧几里德距离、第二欧几里德距离和预设权重因子，计算每一网络节点的隶属度；步骤S205、根据所述第一欧几里德距离和所述每一网络节点的隶属度，计算每一网络节点的第一分簇收益；步骤S206、判断预设算法的迭代次数是否满足迭代次数限制，以及初始温度取值、终止温度取值是否满足温度限制；步骤S207、若均否，根据所述第一数量个网络节点、所述每一网络节点的隶属度和所述预设权重因子，为所述第二数量个簇求解新的聚类中心；步骤S208、根据所述新的聚类中心，重复步骤S202至S204，求解每一网络节点的第二分簇收益；步骤S209、当所述网络节点的第二分簇收益大于所述网络节点的第一分簇收益时，则所述新的聚类中心替换原有的聚类中心；步骤S210、当所述网络节点的第二分簇收益小于等于所述网络节点的第一分簇收益时，则根据所述第一分簇收益、所述第二分簇收益和当前温度计算所述新的聚类中心替换原有的聚类中心的概率。3.如权利要求2所述方法，其特征在于，所述步骤S204的公式具体为：所述μ
ik
为每一网络节点的隶属度，所述d
ik
为第一欧几里得距离，其表示
簇A<...

【专利技术属性】
技术研发人员：高易年，张伟贤，黄哲，周婧，林朝哲，郑泽鳞，王曦，杨旸，杨洋，洪涛，欧明辉，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：