一种用户无感的网络切片动态映射装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于网络切片技术领域，具体涉及一种用户无感的网络切片动态映射装置及方法，该装置包括切片需求分析单元、切片计算单元、切片调度单元、切片映射单元和切片监视单元；切片需求分析单元生成网络切片需求视图；切片计算单元能够计算不少于三种的切片映射方案；切片调度单元主动或被动地调度切片映射方案；切片映射单元根据所述切片调度单元提交的切片计算单元计算出的其中一种切片映射方案完成功能映射生成网络切片；切片监视单元实时监控用户业务需求变化情况、底层物理网络的节点、链路状况和切片映射情况，指导切片的动态映射。本发明专利技术在底层物理网络出现故障或用户需求发生变化时，保证切片的映射过程和调度过程用户无感，保证用户体验。保证用户体验。保证用户体验。

【技术实现步骤摘要】
一种用户无感的网络切片动态映射装置及方法


[0001]本专利技术属于网络切片
，具体涉及一种用户无感的网络切片动态映射装置及方法。

技术介绍

[0002]网络切片技术在物理网络中虚拟出专有网络，按照业务对网络的具体需求灵活组织网络，形成为特定业务提供专属服务的网络，达到网络与业务的高度匹配，在5G网络等新型网络架构中得到了广泛的部署。然而，面对种类纷繁复杂、结构日益变化的新型网络，现有的网络切片映射机制已进入性能瓶颈阶段。
[0003]近年来，网络切片的映射问题引起了业界关注，如何保证网络切片映射的敏捷性、可靠性和运营成本，成为新型网络结构领域的研究热潮。但目前相关研究多聚焦于静态网络切片的映射方法，这种方式回避了预先定义的物理网络结构可能出现节点失效或链路拥塞的情况，与动态切片映射方法相比业务与资源的匹配粒度较为粗放。实际上，这些静态的切片映射方法没有考虑实际的网络状态变化，仅仅根据设计切片时的网络状态进行判断，难以处理异质的网络并有效实现多类别信息融合，容易造成用户体验下降。

技术实现思路

[0004]针对传统网络和新型网络中可能实时出现的底层物理网络结构和用户需求变化情况，本专利技术提出了一种用户无感的网络切片动态映射装置及方法，结合网络功能虚拟化和软件定义网络的思想，该专利技术支持新型网络中针对不同通信需求的网络切片动态映射，支持网络切片调度，切片与物理网络的映射关系和调度过程用户无感，保证用户体验。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下的技术方案：本专利技术提供了一种用户无感的网络切片动态映射装置，该装置设置在网络切片所在虚拟网络层与底层物理网络之间，具体包括切片需求分析单元、切片计算单元、切片调度单元、切片映射单元和切片监视单元；所述切片需求分析单元，接收用户对于网络节点资源和链路资源的需求，生成网络切片需求视图；所述切片计算单元，根据不同的用户业务需求和底层物理网络的承载能力，计算虚拟网络切片拓扑和物理网络拓扑的匹配关系，能够计算不少于三种的切片映射方案；所述切片调度单元，主动或被动地调度切片映射方案，在用户业务需求或底层物理网络的结构发生变化时，实现网络功能迁移与流量路径调整；所述切片映射单元，根据所述切片调度单元提交的切片计算单元计算出的其中一种切片映射方案完成功能映射生成网络切片；所述切片监视单元，实时监控用户业务需求变化情况、底层物理网络的节点、链路状况和切片映射情况，指导切片的动态映射。
[0006]进一步地，所述切片需求分析单元根据业务对传输带宽和处理能力的需求构建虚
拟的切片拓扑，与虚拟的切片拓扑相对应的物理拓扑是将网络中各节点和链路的有效资源用图的形式进行描述。
[0007]进一步地，所述切片计算单元获取虚拟的切片拓扑和真实的物理拓扑后，以各映射方案之间拓扑交集最小为原则，为网络切片计算不少于三种的切片映射方案，所述切片映射方案需考虑切片服务性能和方案间的异构性。
[0008]进一步地，所述切片调度单元的任务模式分为切片被动调度模式和切片主动调度模式两种模式；所述切片被动调度模式适用于拓扑结构不经常发生改变的网络中，所述切片主动调度模式适用于拓扑结构经常发生改变的网络中。
[0009]进一步地，所述切片被动调度模式包括：当切片映射单元完成的某一方案映射关系中对应的节点发生故障，切片监视单元获取节点失效情况，并通知切片计算单元根据底层物理网络中剩余拓扑生成路径迁移代价较小的切片映射方案；或者，当切片映射单元完成的某一方案映射关系中对应的链路发生故障，切片监视单元获取链路失效情况，并通知切片计算单元根据底层物理网络中剩余拓扑生成路径迁移代价较小的切片映射方案；然后切片调度单元选择切片计算单元重新计算出的切片映射方案并提交给切片映射单元。
[0010]进一步地，所述切片主动调度模式包括：所述切片计算单元根据用户业务需求设计切片映射方案，形成了多种切片映射方案，多种切片映射方案之间除必要节点外，中继节点和链路的选取方案以交集最小为原则；在通信过程中，切片调度单元控制多种切片映射方案按照一定的概率每隔一段时间动态随机调度；同时，所述切片监视单元对底层物理网络的节点、链路状况实时监控，如果某个切片映射方案对应的节点或链路发生故障，则通知切片调度单元该方案不再参与切片映射关系的调度，并通知切片计算单元根据底层物理网络中剩余拓扑生成与其它切片映射方案交集较小的新切片映射方案继续参与调度。
[0011]进一步地，所述切片监视单元包括：当物理网络部分失效或切片映射失败时，切片监视单元及时反馈信息给切片计算单元和切片调度单元，计算新的切片映射方案；当用户需求发生改变时，切片监视单元及时反馈信息给切片需求分析单元，生成新的网络切片需求视图，并指导切片计算单元、切片调度单元和切片映射单元按照新的网络切片需求视图进行网络切片的动态映射。
[0012]本专利技术还提供了一种用户无感的网络切片动态映射方法，包含以下步骤：接收用户对于网络节点资源和链路资源的需求，生成网络切片需求视图；根据不同的用户业务需求和底层物理网络的承载能力，计算虚拟网络切片拓扑和物理网络拓扑的匹配关系，能够计算不少于三种的切片映射方案；主动或被动地调度切片映射方案，在用户业务需求或底层物理网络的结构发生变化时，实现网络功能迁移与流量路径调整；根据切片调度单元提交的切片计算单元计算出的其中一种切片映射方案完成功能映射生成网络切片；实时监控用户业务需求变化情况、底层物理网络的节点、链路状况和切片映射情况，指导切片的动态映射。
[0013]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
本专利技术首先获取用户对网络能力的需求，并基于避免切片对应的物理网络可能出现的结构变化对切片产生影响的考虑，计算适合用户需求的可能的切片映射方案；在形成多种可行的切片映射方案后，主动或被动地选择这些切片映射方案中的一种并实施映射生成网络切片。本专利技术在网络中引入网络切片的动态调度机制，用于在底层物理网络出现故障或用户需求发生变化时，保证切片的映射过程和调度过程用户无感，构建底层物理网络状态与业务需求之间的全维感知与实时适配，实现切片的快速迁移，保证上层用户的业务体验不受影响。
附图说明
[0014]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。
[0015]图1是本专利技术实施例的用户无感的网络切片动态映射装置的结构示意图；图2是本专利技术实施例的用户无感的网络切片动态映射装置与虚拟网络层、底层物理网络的连接示意图；图3是本专利技术实施例的虚拟切片拓扑与实际物理网络拓扑对应关系示意图；图4是本专利技术实施例的切片被动调度模式的原理图；图5是本专利技术实施例的切片主动调度模式的原理图；图6是本专利技术实施例的用户无感的网络切片动态映射方法的流程图。
具体实施方式
[0016]为使本专利技术实施例的目本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用户无感的网络切片动态映射装置，其特征在于，该装置设置在网络切片所在虚拟网络层与底层物理网络之间，具体包括切片需求分析单元、切片计算单元、切片调度单元、切片映射单元和切片监视单元；所述切片需求分析单元，接收用户对于网络节点资源和链路资源的需求，生成网络切片需求视图；所述切片计算单元，根据不同的用户业务需求和底层物理网络的承载能力，计算虚拟网络切片拓扑和物理网络拓扑的匹配关系，能够计算不少于三种的切片映射方案；所述切片调度单元，主动或被动地调度切片映射方案，在用户业务需求或底层物理网络的结构发生变化时，实现网络功能迁移与流量路径调整；所述切片映射单元，根据所述切片调度单元提交的切片计算单元计算出的其中一种切片映射方案完成功能映射生成网络切片；所述切片监视单元，实时监控用户业务需求变化情况、底层物理网络的节点、链路状况和切片映射情况，指导切片的动态映射。2.根据权利要求1所述的用户无感的网络切片动态映射装置，其特征在于，所述切片需求分析单元根据业务对传输带宽和处理能力的需求构建虚拟的切片拓扑，与虚拟的切片拓扑相对应的物理拓扑是将网络中各节点和链路的有效资源用图的形式进行描述。3.根据权利要求2所述的用户无感的网络切片动态映射装置，其特征在于，所述切片计算单元获取虚拟的切片拓扑和真实的物理拓扑后，以各映射方案之间拓扑交集最小为原则，为网络切片计算不少于三种的切片映射方案，所述切片映射方案需考虑切片服务性能和方案间的异构性。4.根据权利要求1所述的用户无感的网络切片动态映射装置，其特征在于，所述切片调度单元的任务模式分为切片被动调度模式和切片主动调度模式两种模式；所述切片被动调度模式适用于拓扑结构不经常发生改变的网络中，所述切片主动调度模式适用于拓扑结构经常发生改变的网络中。5.根据权利要求4所述的用户无感的网络切片动态映射装置，其特征在于，所述切片被动调度模式包括：当切片映射单元完成的某一方案映射关系中对应的节点发生故障，切片监视单元获取节点失效情况，并通知切片计算单元根据底层物理网络中剩余拓扑生成路径迁移代价较小的切片映射方案；或者，当切片映射单元完成...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丹，朱棣，申涓，胡宇翔，田乐，李梦龙，毛春桥，张冠莹，李海林，雷娟娟，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队信息工程大学，
类型：发明
国别省市：