一种基于关键路径的网络切片簇资源管理方法技术

本发明专利技术公开一种基于关键路径的网络切片簇资源管理方法，首先利用预设变换方式对获取的多个网络切片的资源利用率进行数据变换，得到变换后的利用率，将同一关键路径上的网络切片定义为一个切片簇。在切片网络更新周期内进行切片聚类及资源压缩，并为切片簇预留相应比例的网络资源，在网络切片发生性能预警时，保障切片网络的SLA要求，并重新启动切片优化，提升预留资源比例及预留资源申请。本发明专利技术通过基于历史利用率进行切片簇内的切片聚类和资源压缩及共享预留，可以使得每个网络切片中的资源利用率较高，更好地利用网络资源、保障网络服务质量，同时使得资源的使用率也更加平稳。同时使得资源的使用率也更加平稳。同时使得资源的使用率也更加平稳。

【技术实现步骤摘要】
一种基于关键路径的网络切片簇资源管理方法


[0001]本专利技术属于通信
，特别涉及一种基于关键路径的网络切片簇资源管理方法。

技术介绍

[0002]随着5G和云时代多样化新业务的涌现，不同的行业、业务或用户对网络提出了各种各样的服务质量要求。例如，对于移动通信、智能家居、环境监测、智能农业和智能抄表等业务，需要网络支持海量设备连接和大量小报文频发；网络直播、视频回传和移动医疗等业务对传输速率提出了更高的要求；车联网、智能电网和工业控制等业务则要求毫秒级的时延和接近100％的可靠性。因此，5G网络应具有海量接入、确定性时延、极高可靠性等能力，需要构建灵活、动态的网络，以满足用户和垂直行业多样化业务需求。
[0003]面对以上需求，网络切片技术应运而生，通过网络切片，运营商能够在一个通用的物理网络之上构建多个专用的、虚拟化的、互相隔离的逻辑网络，来满足不同客户对网络能力的差异化要求。5G端到端网络切片包括无线接入网络切片、移动核心网络切片和IP承载网络切片。其中无线接入网和移动核心网的网络切片架构和技术规范由3GPP进行定义，IP承载网络切片的架构和技术规范主要由IETF、BBF、IEEE、ITU
‑
T等标准组织定义。
[0004]5G网络通过对实际网络的资源和功能进行划分，形成了不同的网络切片。每个切片可以被看作是一个逻辑网络，是实现网络灵活性和可扩展性的关键技术之一，在提高网络安全性的同时，降低了网络运营投资成本。网络切片是将一个物理网络切割成多个虚拟的端到端网络，每个虚拟网络之间(包括网络内的设备、接入、传输和核心网)是逻辑独立的，任何一个虚拟网络发生故障都不会影响其他虚拟网络。
[0005]5G网络可以面向行业提供切片服务，但是目前存在不同的行业、企业众多，切片要求差异化较大的问题，如果提供一种默认的尽力而为的切片，显然不能满足客户的差异化需求。反之，如果满足每个客户的切片指标要求，需要运营商开通部署成百上千个切片。这些切片无疑会占用较高资源，大大降低运营商的网络效率。从而出现了面对业务种类和规模持续增加，面向个性化资源服务的网络切片服务，造成网络管理复杂度快速增长，造成了大量网络资源的闲置和浪费，对精细化运营和成本控制带来的诸多挑战。针对以上问题，本专利技术提出一种关键路径的网络切片簇资源管理方法和系统，将同一关键网络路径上的网络切片划为同一个簇，结合切片的资源利用率，进行切片资源压缩，设置公共预留切片资源提供服务保障，提升资源利用率。

技术实现思路

[0006]针对目前网络切片存在的不能满足差异化需求，网络管理复杂程度高导致大量资源闲置和浪费的缺陷，本专利技术提供一种基于关键路径的网络切片簇资源管理方法，将同一关键网络路径上的网络切片划为同一个簇，结合切片的资源利用率，进行切片资源压缩，设置公共预留切片资源提供服务保障，提升资源利用率。
[0007]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0008]一种基于关键路径的网络切片簇资源管理方法，包括以下步骤：
[0009](1)数据收集：由数据收集模块负责收集现网切片数据，包括切片的QoS要求、经过的节点ID及IP、资源率；所述的QoS要求包括网络切片的SLA及时延、丢包。
[0010](2)建立切片簇：由关键路径提取模块负责将同一关键路径上的网络切片定义为一个切片簇。
[0011](3)资源利用率分析：将同个切片簇内获取的多个网络切片的资源利用率进行数据变换，得到变换后的资源利用率。
[0012](4)网络切片簇的建立：在切片网络更新周期内进行切片聚类及资源压缩，并为切片簇预留相应比例(实际运营中根据经验设置为20％～40％)的网络资源；然后根据变换后的资源利用率及SLA特征参数，计算得到切片簇的特征参数，并建立切片簇及预留资源。
[0013](5)切片簇管理：在网络切片发生性能预警时，保障切片网络的SLA要求，并重新启动切片优化，提升预留资源的比例(实际运营中根据经验设置为20％～40％)和预留资源的申请量。
[0014]本专利技术利用预设变换方式对获取的多个网络切片的资源利用率进行数据变换，得到变换后的利用率；再将同一关键路径上的网络切片定义为一个切片簇。然后在切片网络更新周期内进行切片聚类及资源压缩，并为切片簇预留相应比例的网络资源，在网络切片发生性能预警时，保障切片网络的SLA要求，并重新启动切片优化，提升预留资源比例及预留资源申请。通过基于历史利用率进行切片簇内的切片聚类和资源压缩及共享预留，可以使得每个网络切片中的资源利用率较高，更好地利用网络资源、保障网络服务质量，同时使得资源的使用率也更加平稳。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，所述的网络切片的SLA特征参数矩阵表述如下：
[0016][0017]其中：
[0018]n表示收集到的网络切片数量。
[0019]k表示收集的SLA的参数，包括：用户带宽、时延、吞吐率、支持的最大PDU会话数、上下行速率。
[0020]a
ij
表示第i个网络切片的第j个特征参数。
[0021]作为本专利技术的进一步改进，所述的网络切片的关键路径表示如下：
[0022]L＝{N1，N2，
…
，N
m
}
[0023]其中：
[0024]N表示切片路径上经过节点的ID。
[0025]m表示该关键路径上的节点数。
[0026]作为本专利技术的进一步改进，所述的网络切片的资源利用率变换公式如下：
[0027][0028]其中：
[0029]n为切片编号；
[0030]Ai表示第i个网络切片的SLA特征参数矩阵。
[0031]S为各个网络切片SLA特征参数矩阵对应的利用率。
[0032]作为本专利技术的进一步改进，所述的网络切片簇的特征参数生成公式如下：
[0033]b
ij
＝Sim
i
×
a
ij
[0034][0035]其中：
[0036]Sim
i
为网络切片的资源利用率。
[0037]a
ij
表示第i个网络切片的第j个SLA特征参数。
[0038]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0039]1、本专利技术提供的网络切片簇管理方法，既能保障用户对网络切片的个性化需求，基于实际的资源利用率可以有效避免大量不同切片需求带来的资源浪费，同时通过预留资源可以有效提升客户的切片体验。
[0040]2、本专利技术将同一关键网络路径上的网络切片划为同一个簇，结合切片的资源利用率，进行切片资源压缩，设置公共预留切片资源以提供服务保障，进而提升了网络资源利用率。
[0041]3、本专利技术提出了一种网络切片的SLA特征参数表征，并基于实际利用率变换进行切片簇特征参数的生成方法，能基于全链路资源情况，保障关键路径上的节点资源的高效利用。
[0042本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于关键路径的网络切片簇资源管理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)数据收集：由数据收集模块负责收集现网切片数据，包括切片的QoS要求、经过的节点ID及IP、资源率；所述的QoS要求包括网络切片的SLA及时延、丢包；(2)建立切片簇：由关键路径提取模块负责将同一关键路径上的网络切片定义为一个切片簇；(3)资源利用率分析：将同个切片簇内获取的多个网络切片的资源利用率进行数据变换，得到变换后的资源利用率；(4)网络切片簇的建立：在切片网络更新周期内进行切片聚类及资源压缩，并为切片簇预留相应比例的网络资源；然后根据变换后的资源利用率及SLA特征参数，计算得到切片簇的特征参数，并建立切片簇及预留资源；(5)切片簇管理：在网络切片发生性能预警时，保障切片网络的SLA要求，并重新启动切片优化，提升预留资源的比例和预留资源的申请量。2.根据权利要求1所述的基于关键路径的网络切片簇资源管理方法，其特征在于：所述的网络切片的SLA特征参数矩阵表述如下：其中：n表示收集到的网络切片数量；k表示收集的SLA的参数，包括：用户带宽、时延、吞吐率、支持的最大PDU会话数...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃雄宁，宁伟赵，
申请(专利权)人：广西壮族自治区公众信息产业有限公司，
类型：发明
国别省市：