一种网络切片下时延敏感的虚拟网络资源分配方法组成比例

本发明专利技术提供了一种网络切片下时延敏感的虚拟网络资源分配方法，包括底层网络，有效的解决了现有技术为解决时延敏感型的虚拟网络请求获得资源时出现的时延较大而建立的两级动态调整模型，需在系统当前队列已经出现积压状态才能解决的问题，本发明专利技术从为虚拟网络节点

【技术实现步骤摘要】
一种网络切片下时延敏感的虚拟网络资源分配方法
本专利技术涉及网络资源分配领域，特别一种网络切片下时延敏感的虚拟网络资源分配方法。
技术介绍
网络切片环境下，基础网络被划分为底层网络和虚拟网络。底层网络运营商负责建设底层网络。虚拟网络运营商负责从底层网络运营商租用网络资源，构建虚拟网，并在虚拟网上部署和运行虚拟网服务。这种背景下，虚拟网运营商可以快速构建虚拟网，为用户提供各种丰富的服务。此时，如何为虚拟网分配资源，已成为一个重要的研究内容。为提高虚拟网映射成功率，文献[ChowdhurySR,AhmedR,ShahriarN,etal.Revine:Reallocationofvirtualnetworkembeddingtoeliminatesubstratebottlenecks[C]//2017IFIP/IEEESymposiumonIntegratedNetworkandServiceManagement(IM).IEEE,2017:116-124.]将资源分配问题建模为整数规划问题，较好的提升了虚拟网映射成功率，文献[DehuryCK,SahooPK.DYVINE:fitness-baseddynamicvirtualnetworkembeddingincloudcomputing[J].IEEEJournalonSelectedAreasinCommunications,2019,37(5):1029-1045.]采用动态规划理论，进一步提升了虚拟网资源分配算法对网络环境的适应性；在提高底层网络资源的可靠性方面，文献[MDM,NASHIDS,REAZA,etal.Multi-pathlinkembeddingforsurvivabilityinvirtualnetworks[J].IEEETransactionsonNetworkandServiceManagement,2016,13(2):253-266.]采用多路径资源分配策略，将虚拟链路分配到多条底层路径，从而提升虚拟网的链路可靠性；文献[ZhengX,TianJ,XiaoX,etal.Aheuristicsurvivablevirtualnetworkmappingalgorithm[J].SoftComputing,2019,23(5):1453-1463]提出启发式算法对底层网络资源进行分类，从而提升了网络的可靠性；在提高资源分配算法的自适应能力方面，文献[JahaniA,KhanliLM,HaghMT,etal.Greenvirtualnetworkembeddingwithsupervisedself-organizingmap[J].Neurocomputing,2019,351:60-76.]将神经网络理论应用到资源分配算法，较好的提升了资源的利用率；在具体的网络应用场景方面，文献[SotoP,BoteroJF.Greedyrandomizedpath-rankingvirtualopticalnetworkembeddingontoEON-basedsubstratenetworks[C]In:2017IEEEColombianConferenceonCommunicationsandComputing(COLCOM).Colombia:IEEE,2017:1-6.]针对光网络中资源的特性，提出多路径资源分配策略，实现了光网络资源的高效使用；对于5G网络环境，文献[M.R.Raza,M.Fiorani,A.Rostami,etal.Dynamicslicingapproachformulti-tenant5Gtransportnetworks[J].IEEE/OSAJournalofOpticalCommunicationsandNetworking,2018,10(1):77-90.]提出了底层网络资源的重配置算法，进一步提升了5G网络的资源利用率。随着虚拟网服务提供商之间竞争的加剧，虚拟网络请求即虚拟网服务对底层网络的时延要求越来越高。以上研究虽然较好的提升了底层网络资源利用率，但是没有考虑虚拟网络请求即虚拟网服务对时延的约束，导致时延敏感型的虚拟网获得资源时延较大，不能满足虚拟网服务即虚拟网络请求对网络资源的要求。为解决此问题，文献[唐伦，杨恒，赵国繁，等.基于时延感知的5G网络切片节点和链路映射算法[J].北京邮电大学学报,2018,041(006):71-77.]提出了一种基于时延感知的5G网络切片节点和链路映射成本最小化算法，但也存在着需建立两级动态调整模型才能实现在队列积压状态出现时感知并动态调度系统当前队列积压状态的问题。因此本专利技术提供一种的新的方案来解决此问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种网络切片下时延敏感的虚拟网络资源分配方法，有效的解决了现有技术为解决时延敏感型的虚拟网络请求获得资源时出现的时延较大而建立的两级动态调整模型，需在系统当前队列已经出现积压状态才能解决的问题。其解决的技术方案是，一种网络切片下时延敏感的虚拟网络资源分配方法，包括底层网络，所述资源分配方法包括如下步骤：S1、利用网络切片下的底层网络G(N,E)构建虚拟网络Gv(Nv,Ev)，其中N表示底层网络节点ni构成的集合，E表示底层网络链路lij构成的集合，每个底层网络节点ni具有的CPU资源为C(ni)，每条底层网络链路lij具有的带宽资源为B(lij)，Nv表示虚拟网络节点构成的集合，每个虚拟网络节点向底层节点ni申请的CPU资源为Ev表示虚拟网络链路构成的集合，每条虚拟网络链路向底层链路lij申请的带宽资源为S2、对于M个虚拟网络请求按照每条虚拟网络链路的时延限制进行升序排列其中时延限制S3、为每个虚拟网请求分配资源，包括为每个虚拟网络节点进行CPU资源分配、为每条虚拟网络链路进行带宽资源分配两个子过程；S4、得到虚拟网络的资源分配方法，并利用虚拟网络请求的映射开销评价得到的资源分配方法。进一步地，所述步骤S3中的每个虚拟网络节点进行CPU资源分配具体包括如下步骤：X1、查找资源需求最大的虚拟网络节点从集合N底层网络节点中选择满足其资源请求的底层节点ni为其分配资源；X2、以资源需求最大的虚拟网络节点为根节点，采取广度优先策略，对虚拟网络节点进行排序；X3、对于虚拟网请求的每个节点选择满足CPU资源的要求且紧密度系数TF(ni)计算得到的距离最近的节点nj，为其分配资源。进一步地，所述步骤S3中的每条虚拟网络链路进行带宽资源分配具体包括如下步骤：Y1、选择当前虚拟网络链路的所有可映射的底层网络路径Y2、将底层路径按跳数进行排序；Y3、将虚拟网络链路的时延限制转换为链路数量限制其中Tave为每条底层链路lij的数据处理和数据传输时长的平均值；Y4、选择带宽资源满足s.t.跳数满足的底层路径为虚拟网络链路分配资源。由于以上技术方案的采用，本专利技术与现有技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种网络切片下时延敏感的虚拟网络资源分配方法，包括底层网络，其特征在于，所述资源分配方法包括如下步骤：/nS1、利用网络切片下的底层网络G(N,E)构建虚拟网络G

【技术特征摘要】
1.一种网络切片下时延敏感的虚拟网络资源分配方法，包括底层网络，其特征在于，所述资源分配方法包括如下步骤：
S1、利用网络切片下的底层网络G(N,E)构建虚拟网络Gv(Nv,Ev)，其中N表示底层网络节点ni构成的集合，E表示底层网络链路lij构成的集合，每个底层网络节点ni具有的CPU资源为C(ni)，每条底层网络链路lij具有的带宽资源为B(lij)，Nv表示虚拟网络节点构成的集合，每个虚拟网络节点向底层节点ni申请的CPU资源为Ev表示虚拟网络链路构成的集合，每条虚拟网络链路向底层链路lij申请的带宽资源为
S2、对于M个虚拟网络请求按照每条虚拟网络链路的时延限制进行升序排列其中时延限制
S3、为每个虚拟网请求分配资源，包括为每个虚拟网络节点进行CPU资源分配、为每条虚拟网络链路进行带宽资源分配两个子过程；
S4、得到虚拟网络的资源分配方法，并利用虚拟网络请求的映射开销评价得到的资源分配方法。


2.如权利要求1所述的一种网络切片下时延敏感的虚拟网资源分配方法，其特征在于，所述步骤S3中的每个虚拟网络节点进行CPU资源分配具体包括如下步骤：
X1、查找资源需求最大的虚拟网络节点从集合N底层网络节点中选择满足其资源请求的底层节点ni为其分配资源；
X2、以资源需求最大的虚拟网络节点为根节点，采取广度优先策略，对虚拟网络节点进行排序；
X3、对于虚拟网请求的每个节点选择满足CPU资源的要求且紧密度系数TF(ni)计算得到的距离最近的节点nj，为其分配资源。


3.如权利要求1所述的一种网络切片下时延敏感的虚拟网资源分配方法，其特征在于，所述步...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文萃，吴晨光，陆继钊，崔鹏，郭少勇，梅林，蔡沛霖，孟慧平，李永杰，贺文晨，袁宁澄，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司信息通信公司，北京邮电大学，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41