CN108429706A - 网络物理系统服务的预留带宽在线分配方法和装置 - Google Patents

网络物理系统服务的预留带宽在线分配方法和装置 Download PDF

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CN108429706A CN201810212847.4A CN201810212847A CN108429706A CN 108429706 A CN108429706 A CN 108429706A CN 201810212847 A CN201810212847 A CN 201810212847A CN 108429706 A CN108429706 A CN 108429706A
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Abstract

本发明公开了一种网络物理系统服务的预留带宽分配方法和装置，所述方法包括：对于CPS服务中的一个服务r，根据服务r的最大服务质量服务质量QoS的下降率b、正常和应急情况下的基本单位带宽的成本，以及根据统计结果预测的时隙t维护服务r的所需带宽量ar(t)，确定计划在时隙t维护服务r的带宽量Nr(t)；对于维护服务r的每类云平台，根据该类云平台维护服务r的最大、最小带宽量，确定为该类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量；根据确定的Nr(t)和各类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量，进行CPS服务在时隙t的预留带宽分配。应用本发明可以降低运营成本，保持基本的QoS水平，同时满足预留带宽分配的动态在线需求。

Description

网络物理系统服务的预留带宽在线分配方法和装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是指一种网络物理系统服务的预留带宽在线分配方法和装置。
背景技术
网络物理系统(CPS)是一种新型的上下文环境系统，代表了下一代计算系统发展的方向。然而，随着灵活性的要求，大数据的出现和复杂的混合架构，网络物理系统也需要使用云计算作为可扩展和具有成本效益的助手。云集成CPS(CCPS)是指虚拟表示物理系统组件，如云中的传感器，执行器，机器人和其他设备，并且可以以可扩展，实时，高效的方式处理从云中的物理组件收集的大量数据的一种可靠方式。
对于CCPS中的多个CPS服务，预留带宽分配是一个关注点，因为缺乏可用带宽导致了大部分的性能问题，同时带宽资源通常是CCPS平台中最关键和最有限的资源。实际上，有很多众所周知的例子，由于预留的带宽分配不好，特别是在云的混合架构下，造成了巨大的损失。由于CCPS依赖于云的混合架构，我们应该更加注意预留带宽的重要性。如何动态在线地确定CCPS环境下的保留带宽分配仍然是提高满足多个CPS服务需求的性能的重大挑战。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种网络物理系统服务的预留带宽分配方法和装置，针对CCPS环境下多个CPS服务的具体要求，提供优化的动态在线保留带宽分配方法来满足多个CPS服务需求的性能，降低运营成本和服务水平协议(SLA)与实际交付的带宽之间的差异的影响，保持基本的QoS水平，同时满足预留带宽分配的动态在线需求。
基于上述目的本发明提供一种网络物理系统服务的预留带宽在线分配方法，包括：
对于CPS服务中的一个服务r，根据服务r的最大服务质量服务质量QoS的下降率b、正常和应急情况下的基本单位带宽的成本，以及根据统计结果预测的时隙t维护服务r的所需带宽量ar(t)，确定计划在时隙t维护服务r的带宽量Nr(t)；
对于维护服务r的每类云平台，根据该类云平台维护服务r的最大、最小带宽量，确定为该类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量；
根据确定的Nr(t)和各类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量，进行CPS服务在时隙t的预留带宽分配。
其中，所述根据服务r的最大服务质量服务质量QoS的下降率b、正常和应急情况下的基本单位带宽的成本，以及根据统计结果预测的时隙t维护服务r的所需带宽量ar(t)，确定计划在时隙t维护服务r的带宽量Nr(t)，具体包括：
根据如下表达式九，确定Nr(t)：
其中，表示根据服务r的服务级别协议要维护的带宽的最大量，表示服务r可以实现的最大QoS，b表示QoS的下降率，hr和sr分别表示正常和应急情况下服务r的基本单位带宽的成本，wr为设定的服务r在整体应急成本中所配属的权重，e为设定的成本平衡权重；V为设定的队列延迟与所述总成本之间的调节常数，ar(t)表示根据统计结果预测的时隙t维护服务r的所需带宽量，Hr(t)表示至时隙t时服务r的累计未提供带宽的请求量，是根据上个时隙t-1的Hr(t-1)计算得到。
其中，所述根据该类云平台维护服务r的最大、最小带宽量，确定为该类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量，具体包括：
根据如下表达式十确定第d类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量
其中，sd(t)表示时隙t第d类云平台的运营成本，和分别表示第d类云平台维护服务r的最大、最小带宽量，Zr(t)为定义的虚拟队列，是根据上一时隙t-1的Hr(t-1)，以及上一时隙t-1的Zr(t-1)和sd(t-1)计算得到的。
进一步，所述方法还包括：在确定Nr(t)和各类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量后，根据如下表达式十一，确定下个时隙t+1的Hr(t+1)：
进一步，所述方法还包括：在确定Nr(t)和各类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量后，根据如下表达式十二，确定下个时隙t+1的Zr(t+1)：
其中，εr为预设常数，当Hr(t)＞0时，指示符函数等于1，否则为0；当Hr(t)＝0时，指示符函数等于1，否则为0。
本发明还提供一种网络物理系统服务的预留带宽在线分配装置，包括：
预留带宽计算模块，用于对于CPS服务中的一个服务r，根据服务r的最大服务质量服务质量QoS的下降率b、正常和应急情况下的基本单位带宽的成本，以及根据统计结果预测的时隙t维护服务r的所需带宽量ar(t)，确定计划在时隙t维护服务r的带宽量Nr(t)；对于维护服务r的每类云平台，根据该类云平台维护服务r的最大、最小带宽量，确定为该类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量；
预留带宽分配模块，用于根据确定的Nr(t)和各类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量，进行CPS服务在时隙t的预留带宽分配。
其中，所述预留带宽计算模块包括：
服务带宽量计算单元，用于对于CPS服务中的一个服务r，根据服务r的最大服务质量服务质量QoS的下降率b、正常和应急情况下的基本单位带宽的成本，以及根据统计结果预测的时隙t维护服务r的所需带宽量ar(t)，确定计划在时隙t维护服务r的带宽量Nr(t)；
平台带宽量计算单元，用于对于维护服务r的每类云平台，根据该类云平台维护服务r的最大、最小带宽量，确定为该类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量。
本发明实施例的技术方案中，根据应急成本、服务质量QoS损失和运营成本之和所构成的总成本最小策略进行分配后，能够较大限度地降低运营成本和服务水平协议(SLA)与实际交付的带宽之间的差异的影响，同时保持基本的QoS水平；而在线快速求解得到满足不等式约束条件的Nr(t)和的方法，可以满足预留带宽分配的动态在线性。本在线算法在实际应用中，验证确实能够较大降低运营成本和服务水平协议(SLA)与实际交付的带宽之间的差异的影响，保持基本的QoS水平，还能满足预留带宽分配的动态在线需求。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种CPS服务的预留带宽分配方法流程图；
图2为本发明实施例提供的一种CPS服务的预留带宽分配装置的内部结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
本发明的技术方案中，在进行CPS服务的预留带宽分配时考虑应急成本，QoS损失和运营成本的三个关键因素，所提出的策略能够较大限度地降低运营成本和服务水平协议(SLA)与实际交付的带宽之间的差异的影响，同时保持基本的QoS水平；而且，为了快速进行CPS服务的预留带宽分配，本发明的技术方案提供了一种在线快速求解得到满足不等式约束条件的Nr(t)和的方法，以满足预留带宽分配的动态在线需求。
下面结合附图详细说明本发明实施例的技术方案。
在CCPS环境下，多个CPS服务的集合可以表示为R，本发明实施例的技术方案中，对于CPS服务中的一个服务r，根据由应急成本、服务质量QoS损失和运营成本之和所构成的总成本最小策略，确定Nr(t)和各类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量；其中，Nr(t)为计划在时隙t维护服务r的带宽量。进而，根据确定的Nr(t)和各类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量，进行网络物理系统CPS服务在时隙t的预留带宽分配。
根据由应急成本、服务质量QoS损失和运营成本之和所构成的总成本最小策略，确定Nr(t)和各类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量的一种方法可以是，根据如下表达式一的约束条件，求解确定Nr(t)和各类云平台中第d类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量
表达式一中，C(t)表示在时隙t应急成本、QoS损失和运营成本之和所构成的总成本，T为时隙段总长度。进一步，在求解确定Nr(t)和各类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量时，还可增加其它约束条件，其它约束条件将在后续介绍。
C(t)的计算表达式如下：
C(t)＝C0(t)+Ch(t)+Cq(t) (表达式二)
表达式二中，Ch(t)、Cq(t)、C0(t)分别表示上述的应急成本、QoS损失和运营成本，三者计算表达式如下：
其中，R表示CPS服务中各类服务的集合，表示根据服务r的服务级别协议要维护的带宽的最大量，hr和sr分别表示正常和应急情况下服务r的基本单位带宽的成本，wr为设定的服务r在整体应急成本中所配属的权重，e为设定的成本平衡权重；b表示QoS的下降率，表示服务r可以实现的最大QoS；D表示各类云平台的集合，sd(t)表示时隙t第d类云平台的运营成本，根据如下表达式六计算：
其中，表示第d类云平台最大的带宽约束值，与对数函数的比值表示第d类云平台中一个单位带宽的单位可变成本，表示第d类云平台中一个单位带宽的固定成本，ar(t)表示根据统计结果预测的时隙t维护服务r的所需带宽量，k为设定的调节常数。
上述所提在求解确定Nr(t)和时，还可增加的其它约束条件，比如还可以增加如表达式七和八所示的约束条件：
本领域技术人员可以采用通常的求解方式，根据上述的表达式来确定Nr(t)和在确定Nr(t)和后，则可以根据确定的Nr(t)和进行服务r在时隙t的预留带宽分配。根据此应急成本、服务质量QoS损失和运营成本之和所构成的总成本最小策略进行分配后，能够最大限度地降低运营成本和服务水平协议(SLA)与实际交付的带宽之间的差异的影响，同时保持基本的QoS水平。
更优地，为了快速进行CPS服务的预留带宽分配，以满足预留带宽分配的动态在线性，基于上述的原理，本发明实施例提供了一种在线快速求解得到满足上述不等式约束条件的Nr(t)和的方法，可以实现快速的在线CPS服务的预留带宽分配，具体流程如图1所示，包括如下步骤：
S101：对于CPS服务中的每个服务，根据由应急成本、QoS损失和运营成本之和所构成的总成本最小策略，确定计划在时隙t维护该服务的带宽量。
具体地，对于CPS服务中的每个服务，例如，对于其中的服务r根据由应急成本、QoS损失和运营成本之和所构成的总成本最小策略，确定计划在时隙t维护服务r的带宽量Nr(t)时，可以根据服务r的最大服务质量服务质量QoS的下降率b、正常和应急情况下的基本单位带宽的成本，以及根据统计结果预测的时隙t维护服务r的所需带宽量ar(t)，确定计划在时隙t维护服务r的带宽量Nr(t)；具体可以采用如下表达式九进行在线计算：
其中，表示根据服务r的服务级别协议要维护的带宽的最大量，表示服务r可以实现的最大QoS，b表示QoS的下降率，hr和sr分别表示正常和应急情况下服务r的基本单位带宽的成本，wr为设定的服务r在整体应急成本中所配属的权重，e为设定的成本平衡权重；V为设定的队列延迟与所述总成本之间的调节常数，ar(t)表示根据统计结果预测的时隙t维护服务r的所需带宽量；可采用现有技术方法根据统计结果预测ar(t)，此处不赘述。Hr(t)表示至时隙t时服务r的累计未提供带宽的请求量，Hr(t)可以根据上个时隙t-1的Hr(t-1)，以及上一时隙t-1的Nr(t-1)和计算得到；而Hr(t)的初始值，即时隙0时的Hr(0)＝0。如何根据上个时隙的Hr(t-1)计算得到当前时隙的Hr(t)可参考下述的表达式十三。
S102：确定各类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量。
具体地，对于维护服务r的每类云平台，根据该类云平台维护服务r的最大、最小带宽量，确定为该类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量；例如，对于其中的第d类云平台，可以根据如下表达式十确定，第d类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量
其中，sd(t)表示时隙t第d类云平台的运营成本，和分别表示第d类云平台维护服务r的最大、最小带宽量，Zr(t)为定义的虚拟队列，可以根据上个时隙t-1的Zr(t-1)和sd(t-1)计算得到；而Zr(t)的初始值，即时隙0时的Zr(0)＝0。如何根据上个时隙的Zr(t-1)计算得到当前时隙的Zr(t)可参考下述的表达式十四。
S103：确定下个时隙t+1的Hr(t+1)和Zr(t+1)。
具体地，为了计算CPS服务中，下个时隙t+1计划维护服务r的带宽量，以及各类云平台维护服务r的带宽量，需要先根据时隙t的Hr(t)和Zr(t)，计算下个时隙t+1的Hr(t+1)和Zr(t+1)，如表达式十一和十二所示：
其中，εr为预设常数，当Hr(t)＞0时，指示符函数等于1，否则为0；当Hr(t)＝0时，指示符函数等于1，否则为0。
事实上，上述表达式十一，也可表示为如下表达式十三；上述表达式十二，也可表示为如下表达式十四：
在计算得到Hr(t+1)和Zr(t+1)后，则可以确定时隙t+1计划维护服务r的带宽量和各类云平台维护服务r的带宽量。如此类推，可以以在线方式不断计算后续各时隙的计划维护服务r的带宽量和各类云平台维护服务r的带宽量；进而，根据计算的当前时隙计划维护服务r的带宽量和各类云平台维护服务r的带宽量进行在线的预留带宽分配。
本领域技术人员可根据经验设置或调整上述的调节常数。
本发明实施例提供的一种CPS服务的预留带宽分配装置，内部结构如图2所示，包括：预留带宽计算模块201、预留带宽分配模块202。
预留带宽计算模块201用于对于CPS服务中的一个服务r，根据服务r的最大服务质量服务质量QoS的下降率b、正常和应急情况下的基本单位带宽的成本，以及根据统计结果预测的时隙t维护服务r的所需带宽量ar(t)，确定计划在时隙t维护服务r的带宽量Nr(t)；对于维护服务r的每类云平台，根据该类云平台维护服务r的最大、最小带宽量，确定为该类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量；
预留带宽分配模块202用于根据预留带宽计算模块201确定的Nr(t)和各类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量，进行网络物理系统CPS服务在时隙t的预留带宽分配。
具体地，预留带宽计算模块201可以根据上述表达式一的约束条件确定Nr(t)和各类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量；进一步，预留带宽计算模块201在确定Nr(t)和各类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量时，还可增加如上述表达式七和八的约束条件。
预留带宽计算模块201具体可以包括如下单元：服务带宽量计算单元211、平台带宽量计算单元212。
其中，服务带宽量计算单元211用于对于CPS服务中的一个服务r，根据服务r的最大服务质量服务质量QoS的下降率b、正常和应急情况下的基本单位带宽的成本，以及根据统计结果预测的时隙t维护服务r的所需带宽量ar(t)，确定计划在时隙t维护服务r的带宽量Nr(t)；具体地，服务带宽量计算单元211可以根据上述表达式九，确定Nr(t)。
平台带宽量计算单元212用于对于维护服务r的每类云平台，根据该类云平台维护服务r的最大、最小带宽量，确定为该类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量；具体地，平台带宽量计算单元212对于维护服务r的各类云平台中的第d类云平台，可以根据上述表达式十确定第d类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量
进一步，预留带宽计算模块201还可以包括：参数更新单元213。
参数更新单元213用于根据上述表达式十一和十二，确定下个时隙的t+1的Hr(t+1)和Zr(t+1)，以提供给服务带宽量计算单元211和平台带宽量计算单元212计算下个时隙t+1的Nr(t)和各类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量。
本发明实施例的技术方案中，根据应急成本、服务质量QoS损失和运营成本之和所构成的总成本最小策略进行分配后，能够较大限度地降低运营成本和服务水平协议(SLA)与实际交付的带宽之间的差异的影响，同时保持基本的QoS水平；而在线快速求解得到满足不等式约束条件的Nr(t)和的方法，可以满足预留带宽分配的动态在线性。本在线算法在实际应用中，验证确实能够较大降低运营成本和服务水平协议(SLA)与实际交付的带宽之间的差异的影响，保持基本的QoS水平，还能满足预留带宽分配的动态在线需求。
本技术领域技术人员可以理解，本发明包括涉及用于执行本申请中所述操作中的一项或多项的设备。这些设备可以为所需的目的而专门设计和制造，或者也可以包括通用计算机中的已知设备。这些设备具有存储在其内的计算机程序，这些计算机程序选择性地激活或重构。这样的计算机程序可以被存储在设备(例如，计算机)可读介质中或者存储在适于存储电子指令并分别耦联到总线的任何类型的介质中，所述计算机可读介质包括但不限于任何类型的盘(包括软盘、硬盘、光盘、CD-ROM、和磁光盘)、ROM(Read-Only Memory，只读存储器)、RAM(Random Access Memory，随即存储器)、EPROM(Erasable ProgrammableRead-Only Memory，可擦写可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory，电可擦可编程只读存储器)、闪存、磁性卡片或光线卡片。也就是，可读介质包括由设备(例如，计算机)以能够读的形式存储或传输信息的任何介质。
本技术领域技术人员可以理解，可以用计算机程序指令来实现这些结构图和/或框图和/或流图中的每个框以及这些结构图和/或框图和/或流图中的框的组合。本技术领域技术人员可以理解，可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专业计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来实现，从而通过计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来执行本发明公开的结构图和/或框图和/或流图的框或多个框中指定的方案。
本技术领域技术人员可以理解，本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本发明中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种CPS服务的预留带宽在线分配方法，包括：
对于CPS服务中的一个服务r，根据服务r的最大服务质量服务质量QoS的下降率b、正常和应急情况下的基本单位带宽的成本，以及根据统计结果预测的时隙t维护服务r的所需带宽量ar(t)，确定计划在时隙t维护服务r的带宽量Nr(t)；
对于维护服务r的每类云平台，根据该类云平台维护服务r的最大、最小带宽量，确定为该类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量；
根据确定的Nr(t)和各类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量，进行CPS服务在时隙t的预留带宽分配。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据服务r的最大服务质量服务质量QoS的下降率b、正常和应急情况下的基本单位带宽的成本，以及根据统计结果预测的时隙t维护服务r的所需带宽量ar(t)，确定计划在时隙t维护服务r的带宽量Nr(t)，具体包括：
根据如下表达式九，确定Nr(t)：
其中，表示根据服务r的服务级别协议要维护的带宽的最大量，表示服务r可以实现的最大QoS，b表示QoS的下降率，hr和sr分别表示正常和应急情况下服务r的基本单位带宽的成本，wr为设定的服务r在整体应急成本中所配属的权重，e为设定的成本平衡权重；V为设定的队列延迟与所述总成本之间的调节常数，ar(t)表示根据统计结果预测的时隙t维护服务r的所需带宽量，Hr(t)表示至时隙t时服务r的累计未提供带宽的请求量，是根据上个时隙t-1的Hr(t-1)计算得到。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据该类云平台维护服务r的最大、最小带宽量，确定为该类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量，具体包括：
根据如下表达式十确定第d类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量
其中，sd(t)表示时隙t第d类云平台的运营成本，和分别表示第d类云平台维护服务r的最大、最小带宽量，Zr(t)为定义的虚拟队列，是根据上一时隙t-1的Hr(t-1)，以及上一时隙t-1的Zr(t-1)和sd(t-1)计算得到的。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：在确定Nr(t)和各类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量后，根据如下表达式十一，确定下个时隙t+1的Hr(t+1)：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：在确定Nr(t)和各类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量后，根据如下表达式十二，确定下个时隙t+1的Zr(t+1)：
其中，εr为预设常数，当Hr(t)＞0时，指示符函数等于1，否则为0；当Hr(t)＝0时，指示符函数等于1，否则为0。
6.一种CPS服务的预留带宽分配装置，包括：
预留带宽计算模块，用于对于CPS服务中的一个服务r，根据服务r的最大服务质量服务质量QoS的下降率b、正常和应急情况下的基本单位带宽的成本，以及根据统计结果预测的时隙t维护服务r的所需带宽量ar(t)，确定计划在时隙t维护服务r的带宽量Nr(t)；对于维护服务r的每类云平台，根据该类云平台维护服务r的最大、最小带宽量，确定为该类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量；
预留带宽分配模块，用于根据确定的Nr(t)和各类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量，进行CPS服务在时隙t的预留带宽分配。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述预留带宽计算模块包括：
服务带宽量计算单元，用于对于CPS服务中的一个服务r，根据服务r的最大服务质量服务质量QoS的下降率b、正常和应急情况下的基本单位带宽的成本，以及根据统计结果预测的时隙t维护服务r的所需带宽量ar(t)，确定计划在时隙t维护服务r的带宽量Nr(t)；
平台带宽量计算单元，用于对于维护服务r的每类云平台，根据该类云平台维护服务r的最大、最小带宽量，确定为该类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述服务带宽量计算单元具体用于根据如下表达式九，确定Nr(t)：
其中，表示根据服务r的服务级别协议要维护的带宽的最大量，表示服务r可以实现的最大QoS，b表示QoS的下降率，hr和sr分别表示正常和应急情况下服务r的基本单位带宽的成本，wr为设定的服务r在整体应急成本中所配属的权重，e为设定的成本平衡权重；V为设定的队列延迟与所述总成本之间的调节常数，ar(t)表示根据统计结果预测的时隙t维护服务r的所需带宽量，Hr(t)表示至时隙t时服务r的累计未提供带宽的请求量，是根据上个时隙t-1的Hr(t-1)计算得到。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，
所述平台带宽量计算单元具体用于根据如下表达式十确定第d类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量
其中，sd(t)表示时隙t第d类云平台的运营成本，和分别表示第d类云平台维护服务r的最大、最小带宽量，Zr(t)为定义的虚拟队列，是根据上一时隙t-1的Hr(t-1)，以及上一时隙t-1的Zr(t-1)和sd(t-1)计算得到的。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述预留带宽计算模块还包括：
参数更新单元，用于根据如下表达式十一和十二，确定下个时隙t+1的Hr(t+1)和Zr(t+1)：
其中，εr为预设常数，当Hr(t)＞0时，指示符函数等于1，否则为0；当Hr(t)＝0时，指示符函数等于1，否则为0。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1929474A (zh) * 2005-09-07 2007-03-14 华为技术有限公司 异步转移模式适配层类型2中分配资源的方法
CN101690377A (zh) * 2007-02-28 2010-03-31 英特尔公司 支持ieee 802.16接口中的voip呼叫的方法和装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1929474A (zh) * 2005-09-07 2007-03-14 华为技术有限公司 异步转移模式适配层类型2中分配资源的方法
CN101690377A (zh) * 2007-02-28 2010-03-31 英特尔公司 支持ieee 802.16接口中的voip呼叫的方法和装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GUANLINWU 等: ""Optimal Dynamic Reserved Bandwidth Allocation for Cloud-Integrated Cyber-Physical Systems"", 《SPECIAL SECTION ON CYBER-PHYSICAL-SOCIAL COMPUTING AND NETWORKING》 *

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