【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线通信领域，具体涉及一种算力网络中时延约束多路径算力路由方法。
技术介绍
1、算力网络作为一个新兴技术概念，旨在统一整合与管理网络资源以及计算资源，统一调度与设计并且向用户提供服务。算力路由实是现算力网络的一个关键技术，目标是将用户端指定的计算任务通过合适的路径传输至合适的算力资源节点处进行计算。算力路由与传统路由相比较，需要具有一些方面的改进。首先，算力路由需要考虑算力的选择问题也就是路由路径的终点选择问题。其次，算力路由需要在决策时针对算力和网络两个方面进行综合考量。第三，算力路由需要以网络路径传输和算力资源计算的整个过程为周期对性能指标进行度量。
2、与单路径路由的数据传输相比，多路径路由的数据传输具有一些优点。首先，当发生网络拥塞问题时，多路径路由可以通过切换路径或者转移流量的方式，进行数据量分布的调整，缓解部分路径的拥塞问题，实现负载均衡。其次，多路径路由具有比单路径路由更大的端到端聚合带宽，能够实现比任意单条路径都大的聚合传输速率。另外，多路径路由能够提供一些备用路径，用于在极有可能发生节点故障的状况下进行冗余信息的传输。最后，单路径传输容易收到安全攻击，多路径能够通过分散数据的传输过程从而使得攻击方难以实施安全威胁行为。
3、算力路由技术不仅需要考虑网络传输过程中的性能指标从而选择一条合适的路径传输用户计算任务，还需要考虑算力资源服务器计算过程中的性能指标从而选择一个合适的传输路径终点对用户计算任务进行计算，然而目前的路由算法大部分仅考虑前者而固定了后者。因此如何针对用户计算
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种算力网络中时延约束多路径算力路由方法，针对用户时延敏感计算任务，设计了多路径算力路由算法解决用于计算的算力和用于传输的网络路径的共同选择问题，得到使得算力网络中网络传输和计算的总成本最小且满足最大时延限制的算力资源节点和路径选择结果。
2、一种算力网络中时延约束多路径算力路由方法，步骤如下：
3、1)对于算力网络资源以及计算任务，获取如下信息：节点集合用户节点u、算力资源节点集合链路集合ε、计算任务时延限制duser、计算任务数据量xuser、链路的单位数据量成本链路的单位数据量时延
4、2)构造面向算力网络的虚拟网络模型：增加虚拟节点vvir作为终点，把计算能力映射为算力所在节点与虚拟节点之间的链路能力，得到用户节点u为起点且节点vvir为终点的简单路径的集合
5、3)把虚拟网络模型中多路径算力路由问题的最大时延约束近似成总时延约束，获得近似最优路由。如果得到的结果尚未满足用户数据量要求，更新近似参数r使网络尽量满足用户数据量要求；
6、4)初始化近似参数r＝1，递减统计量cdec＝0，链路数据量集合上次迭代值sumlast＝0，总数据量sum(fedge)＝0；
7、5)在满足条件情况下，不断循环步骤a)—c)；
8、a)求解以下凸问题获得fedge和sum(fedge)
9、
10、对于边e，起点表示为节点表示边e的数据量。其中：
11、
12、
13、
14、
15、b)在得到的结果尚未满足用户数据量要求的情况下，记录近似参数r增加时数据量减少的次数，如果sum(fedge)<xuser且sumlast>sum(fedge)，则cdec＝cdec+1；判断r是否需要继续增加，如果sum(fedge)<xuser且cdec<2，则r＝r+1、
16、c)令sumlast＝sum(fedge)；
17、6)如果sum(fedge)≥xuser，则xdec＝sum(fedge)-xuser，xinc＝0，否则xinc＝xuser-sum(fedge)，xdec＝0；
18、7)对链路流量fedge进行流量分解获得端到端路径流量
19、
20、其中，表示路径p的数据量。
21、8)在近似最优路由基础上，通过调整算力网络数据量，满足用户数据量要求并优化成本：如果xinc>0，即尚未满足用户数据量要求，则寻找最小单位数据量成本路径并增加数据量；如果xdec>0，即已超出用户数据量要求，则寻找最大单位数据量成本路径并减少路径数据量。调整算力网络数据量，满足用户数据量要求并优化成本方法，步骤如下：
22、a)初始化不违反最大时延约束可以增加的最大数据量x;im＝0，已达到最大时延限制无法继续增加路径数据量的排除边集合
23、b)在满足条件xinc>0或xdec>0的情况下，循环执行步骤3.3～3.6；
24、c)在满足条件xlim≤0的情况下，循环执行下列操作寻找可增加数据量的最小单位数据量成本路径：
25、对所有节点获得最小通信网络成本
26、
27、其中
28、有流量的路径集合
29、无流量的路径集合
30、
31、获得最小通信网络成本对应的路径
32、
33、获得虚拟网络模型中的最小路径总成本对应的算力资源
34、
35、获得对于算力资源k*，在保证经过k*的所有路径不违反最大时延限制下，可以增加的最大
36、路径数据量：
37、
38、其中对于路径p，使得成立的路径数据量为
39、如果xlim>0，则得到了可增加数据量的最小单位数据量成本路径否则，把中的所有链路增加至排除边集合中，继续循环，寻找可增加数据量的最小单位数据量成本路径。
40、d)获得最大单位数据量成本路径：
41、
42、e)如果xinc>0，则xvar＝xlim，xinc＝xinc-min{xvar,xinc}，
43、f)如果xdec>0，则xdec＝xdec-min{xvar,xdec}，
44、9)根据虚拟网络模型中的fpath获得算力网络中的多路径算力路由，及其对应的数据量和算力资源节点。
45、本专利技术的有益效果：
46、本专利技术针对用户时延敏感计算任务，设计了多路径算力路由算法解决用于计算的算力和用于传输的网络路径的共同选择问题，得到使得算力网络中网络传输和计算的总成本最小且满足最大时延限制的算力资源节点和路径选择结果，能够以较短的执行时间获取近似最优性能。
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1.一种算力网络中时延约束多路径算力路由方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)所述的获得近似优化结果和更新近似参数r的方法，步骤如下：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤6)所述的调整算力网络数据量，满足用户数据量要求并优化成本方法，步骤如下：
【技术特征摘要】
1.一种算力网络中时延约束多路径算力路由方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)所述的获得近似优化结果和更新...
【专利技术属性】
技术研发人员：王玮，梅茹雪，张士聪，顾晨辉，周环宇，张朝阳，
申请(专利权)人：浙江省新型互联网交换中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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