【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力物联网络领域，尤其涉及一种面向5g电力物联网络的动态切片和资源分配方法。
技术介绍
1、随着5g和云时代多样化新业务的涌现，传统电网已不能够满足电力行业的需求，智能电网成为发展方向。智能电网将通信技术、计算机技术、传感测量技术、控制技术等诸多先进技术和原有的电网设施进行高度融合与集成，形成的新型电网代表了未来电网的发展趋势。作为一个典型的垂直行业应用领域，智能电力物联网涵盖了电力系统的监测、控制、优化等各个方面，在不同的应用场景下对隔离度、带宽、可靠性、时延、连接数等方面都会有不同的服务质量要求。例如，对于分布式配电自动化、精准负荷控制等业务，要求毫秒级的时延和接近100％的可靠性；对于低压用电信息采集、分布式电源控制等业务，需要支持海量设备的连接；对于视频图像实时监控、智能巡检信息回传等业务则对传输速率提出更高要求。因此，5g电力物联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，提供具有高度定制化服务的能力，以满足用户和垂直行业多样化业务需求。
2、面对以上需求，网络切片技术在电力物联网领域引起广泛关注。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，根据应用、场景、需求进行网络资源的管理编排，进行网络功能的裁剪定制，来满足不同客户对网络能力的差异化要求。为了实现网络切片，网络功能虚拟化(nfv，network functionvirtualization)技术首先将网络中的专用设备的软硬件功能转移到虚拟主机上。简单的说，
3、然而，实现网络切片并不仅仅是将网络分割为多个虚拟网络，还涉及到如何有效地分配有限的电力物联网中的资源，如计算、存储和带宽等。不同网络切片之间的资源分配需要综合考虑各种性能指标，如能源效率、带宽利用率、qos(服务质量)等。同时，资源的分配需要根据网络拓扑结构的不同层次进行调整，从云端到网络边缘，甚至到终端设备，这增加了资源分配问题的复杂性。因此，亟需开发一种面向5g电力物联网络的动态切片和资源分配技术，以适应多变的环境与多样化的业务需求。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种面向5g电力物联网络的动态切片和资源分配技术，面对海量服务需求和多种关键绩效指标时维持高水平网络运行性能。
2、一种面向5g电力物联网络的动态切片和资源分配方法，包括以下步骤：
3、步骤1：在电力物联网络中针对不同服务需求搭建网络切片架构；
4、步骤2：根据步骤1搭建的网络切片架构，配置满足不同服务需求的端到端网络切片，通过集中式sdn控制器对不同网络切片间的资源配置和流量路由做出联合决策，最大限度降低总网络成本；
5、步骤3：根据步骤1搭建的的网络切片架构和步骤2针对不同网络切片间的资源分配，在考虑终端用户的需求下通过本地sdn控制器实现网络切片内部资源的合理分配。
6、其中每个服务类型用图结构表示，图结构中的顶点表示虚拟网络功能，图结构中的边表示虚拟网络功能的执行顺序，即流量数据在网络运行中的路由决策。
7、通过集中式sdn控制器对不同网络切片间的资源配置和流量路由做出联合决策，具体步骤如下：
8、集中式sdn控制器针对不同服务需求的网络切片，以最小成本为目标，为每个切片预留虚拟化网络资源和功能；
9、首先，定义在网络节点n处，虚拟网络功能v的创建成本为cn(v)，同时网络节点n处使用单位资源k的计算成本为cn(k)，通过链路(i，j)发送单位流量的通信成本为c(i，j)；
10、在集中式sdn控制器端考虑如下资源分配优化问题，以最小化网络成本为目标，为每个网络切片的业务流和流量路由预留资源，同时满足各种业内服务所需的kpi：
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20、其中，表示网络中节点集合；表示传输的数据流集合；表示数据传输的路径集合；表示数据在路径传输经过的链路集合；if，p表示第f个数据流是否选择第p条路径传输，若if，p＝1表示路径被选择；an(f，k)表示第f个数据流选择特定路径传输时，路径中网络节点n需要预留的资源量；cn(v)表示在网络节点n处创建虚拟网络功能v的所需成本；cn(k)表示网络节点n处使用单位资源k的计算成本；c(i，j)表示通过链路(i，j)发送单位数据流的通信成本；s(f，i，j)表示网络中先在节点i处理后在节点j处理的数据流f的数量；dnet(f，p)表示在第p条路径上传输第f个数据流产生的网络延迟；dpro(f，p)表示第f个数据流在第p条路径上产生总处理延迟；用df表示服务s中第f个数据流的最大目标延迟；ηn(t)和ηi，j(t)分别表示网络节点n和链路(i，j)在t时刻的可靠性参数；zf表示服务s中第f个数据流所需的最大目标可靠性；if，p，l表示第f个数据流选择第p条路径传输时是否选择第l条链路；rf，l表示在第l条链路上第f个数据流的数据速率；bl表示第l条链路的容量；s(f，n，n+1)表示网络中先在节点n处理后在节点n+1处理的数据流f的数量；s(f，n-1，n)表示网络中先在节点n-1处理后在节点n处理的数据流f的数量；κ(f，n)表示第f个数据在网络节点n处的数据压缩比；mp表示第p条路径中的节点跳数。约束(2)对第f个数据流在第p条路径上的传输和处理时延进行约束；约束(3)对第f个数据流在第p条路径上的传输可靠性进行约束；约束(4)对第p条路径中第l条链路的容量进行约束；约束(5)表示在网络节点n处处理第f个数据流前后的流量守恒约束；约束(6)表示若第f个数据流选择第p条路径进行传输，则第p条路径上的所有链路都为第f个数据流保留；约束(7)表示每个数据流仅能选择一条路径进行传输；约束(8)表示变量if，p，l遵循整数约束；约束(9)表示变量if，p遵循整数约束；
21、接着，我们针对不同服务的kpi需求，结合数据传输的可靠性约束(3)和传输链路容量约束(4)，构建数据流传输的所有可能路径的集合p*∈ψ；并针对集合中的每条路径各自解决资源分配优化问题；
22、最终，获取最小成本对应的最优路径popt和资源分配决策an(f，k)，即第f个数据流传输时，路径popt中网络节点n需要预留的资源量，实现在保障不同服务的业务需求下，完成网络切片间的资源分配。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种面向5G电力物联网络的动态切片和资源分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的面向5G电力物联网络的动态切片和资源分配方法，其特征在于，其中每个服务类型用图结构表示，图结构中的顶点表示虚拟网络功能，图结构中的边表示虚拟网络功能的执行顺序，即流量数据在网络运行中的路由决策。
3.根据权利要求1所述的面向5G电力物联网络的动态切片和资源分配方法，其特征在于，通过集中式SDN控制器对不同网络切片间的资源配置和流量路由做出联合决策，具体步骤如下：
4.根据权利要求1所述的面向5G电力物联网络的动态切片和资源分配方法，其特征在于，在考虑终端用户的需求下通过本地SDN控制器实现网络切片内部资源的合理分配，具体步骤如下：
【技术特征摘要】
1.一种面向5g电力物联网络的动态切片和资源分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的面向5g电力物联网络的动态切片和资源分配方法，其特征在于，其中每个服务类型用图结构表示，图结构中的顶点表示虚拟网络功能，图结构中的边表示虚拟网络功能的执行顺序，即流量数据在网络运行中的路由决策。
3.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：金波，陈家璘，陈琪美，周正，胡莉娜，袁慧，杨洋，周德坤，孟浩华，徐宁，张泉，贺易，郑蕾，吴耿，肖冬玲，邹澄澄，詹鹏，周智睿，邱学晶，王逸兮，李磊，王晟玮，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司信息通信公司，
类型：发明
国别省市：
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