【技术实现步骤摘要】
一种5G网络低时延端到端通信的域间边缘协同方法
[0001]本公开涉及一种5G
，尤其涉及一种5G网络低时延端到端通信的域间边缘协同方法、装置、电子设备及可读存储介质。
技术介绍
[0002]目前，关于在蜂窝网络上降低端到端时延已经有了很多研究，基本设计原则都是避免通过骨干网来发送数据流量。例如，使用移动自组网络路由和调度协议，通过终端设备转发流量。这种设计避免了数据流量通过边缘网络和骨干网发送，但其可扩展性有限，不适合应用于存在大量终端设备的高度动态通信环境。另外一个例子，在边缘网络中使用服务器作为协调器来决定终端设备之间的路由路径，从而可以提高终端设备路由的可扩展性。但是，这种将控制路径和数据路径分离的方式不能及时响应5G的高动态环境，对整体性能造成一定的影响。也有使用边缘网络在连接到同一个网络供应商的设备之间进行流量转发。这样可以避免数据通过骨干网的转发时延，但有两个缺点：第一，对于任何网络提供商来说，部署大型边缘网络需要大量的资金投资；第二，对于连接到不同网络供应商的设备之间的数据流量，仍然需要经过骨干网传输，...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种5G网络低时延端到端通信的域间边缘协同方法，其特征在于，包括：5G网络中的各个子网络通过线下协商，共同确定一个域间边缘网络的代价函数g；每个边缘节点i估计其与其他节点j间的流量需求l
ij
；每个边缘节点估计其与网络中其他节点通过骨干网传输流量的时延每个边缘节点i决定一个最大时延系数α
ij
，α
ij
取值范围为大于零且小于一的数；确定边缘节点i到其他节点j的最大允许传输时延，所述最大允许传输时延基于α
ij
和确定，优选地，最大允许传输时延为以及边缘节点通过与邻居节点通信过程中，对网络中各个节点分簇，并基于各个分簇，在簇内求解线性规划问题。2.根据权利要求1所述的5G网络低时延端到端通信的域间边缘协同方法，其特征在于，边缘节点通过与邻居节点通信过程中，对网络中各个节点分簇，包括：对每个节点i赋予一个唯一的、具有可比较性的标识符ID
i
；每个节点i，根据概率密度函数采样出z
i
，其中，每个节点i，取其半径r
i
为z
i
和r ln|V|+D中的较小值，即r
i
＝min(z
i
，r ln|V|+D)；每个节点i向B(i，r
i
)范围内的节点发送带有自己标识符ID
i
的信息；以及各节点根据收到的信息，选择其中标识符ID最小的节点j＝argmin
j
(ID
j
)，作为其所属簇的头节点；其中，各个表达式含义如下：表示边缘网络中，所有存在流量传输需求节点对的允许传输时延的最大值；d
ij
，表示任意节点i与另一节点j的最短传输时延；B(i，d)＝{j|j∈V，d
ij
＜d}，表示对于边缘网络中任意给定节点i，在不考虑网络策略的情况下，节点i在时延不超过d的情况下，可以到达的节点集合；分簇后计算结果满足以下条件：
①
对于每个具有非零概率的划分其中的每个簇都有max
i，j∈V
d
ij
≤o(D logn/λ)；
②
对于集合V中的节点i，所有B(i，D)范围内的节点均在同一个簇中的概率至少是1
‑
λ，即其中，∈，表示概率衡量参数，属于(0，1)间。3.根据权利要求2所述的5G网络低时延端到端通信的域间边缘协同方法，其特征在于，基于各个分簇，在簇内求解线性规划问题，包括在簇内求解线性规划问题基于分布式算法实现，包括：确定代价函数以及通过以下表达式(1)(2)(3)(4)(5)(6)求解线性规划问题，使代价函数g的值最小通过以下表达式(1)(2)(3)(4)(5)(6)求解线性规划问题，使代价函数g的值最小
其中，各个表达式对应在域间边缘网络拓扑图G＝(V，E)中的物理含义如下：S，S＝{(i，j)|(i，j)∈V
×
V，l
ij
＞0}，表示有流量传输需求的节点对集合；E
C
，E
C
＝{(i，j)|(i，j)∈E，i，j∈C}，表示在一个给定的簇C中，两个端点节点i和j都在簇C内的边的集合；Sc，表示所有具有流量传输需求的节点对(i，j)的集合，使得B(i，D)中的所有节点都在簇C中，即集合，使得B(i，D)中的所有节点都在簇C中，即对于任意节点对(i，j)∈S，其所需传输流量l
ij
可通过图G＝(V，E)中的一条或多条无环路径进行传输，表示其中所有符合策略的域间边缘路径的集合为所述策略指基于各条边是否参与边缘协同中数据传输而确定的策略；条边是否参与边缘协同中数据传输而确定的策略；对于S中的每对节点(i，j)，表示所有符合策略、端到端时延小于等于节点对最大允许传输时延的路径集合；y
p
，对于S中的每对节点(i，j)，在集合中的路径p，表示通过路径p进行传输的流量；x
e
，表示对于域间边缘网络图G＝(V，E)中的每条边e∈E，通过边e传输的总流量。4.根据权利要求3所述的5G网络低时延端到端通信的域间边缘协同方法，其特征在于，还包括：基于分布式算法实现簇内求解线性规划问题后，执行分布式聚合算法，包括：初始化通过权利要求2的方法，对图G进行T次划分，记第t次划分得到的所有簇集合为对每个簇C的头节点通过求解的线性规划问题，并将计算结果(x
C，t
，y
C，t
)告知簇C中的所有节点；对于节点集合V中的每个节点i，执行如下方法：对于边集合E中的每一条边e＝(i，j)∈E，记节点i和节点j属于同一个簇的划分为T
i，j
，即计算最优解记节点i的B(i，D)范围内所有节点均属于一个簇的划分为T
i
，即以及对所允许路径集合中，每条经过节点i的路径p，计算最优解其中，记域间边缘网络拓扑图为G＝(V，E)，有关边缘网络图的物理含义如下：|V|，表示节点个数；
|E|，表示边的个数；表示边缘网络中，所有存在流量传输需求节点对的允许传输时延的最大值；d
ij
，表示任意节点i与另一节点j的最短传输时延；B(i，d)＝{j|j∈V，d
ij
＜d}，表示对于边缘网络中任意给定节点i，在不考虑网络策略的情况下，节点i在时延不超过d的情况下，可以到达的节点集合；(x
C，t
，y
C，t
)，表示计算结果的向量，x＝[x
e
]
e∈E
，∈，表示概率衡量参数，属于(0，1)间。5.一种5G网络低时延端到端通信的域间边缘协同装置，其特征在于，包括：域间边缘网络代价函数确定模块，通过5G网络中的各个子网络通过线下协商，共同确定一个域间边缘网络的代价函数g；节点间流量需求评估模块，用于对5G网络中每个边缘节点i估计其与其他节点j间的流量需求l
ij
；骨干网传输流量时延评估模块，每个边缘节点估计其与网络中其他节点通过骨干网传输流量的时延时延系数确定模块，每个边缘节点i决定一个最大时延系数，记为α
...
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