CN108650191B - 一种虚拟化网络中映射策略的决策方法 - Google Patents
一种虚拟化网络中映射策略的决策方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于无线通信技术领域,具体为一种虚拟化网络中映射策略的决策方法,包括:根据映射资源,建立马尔科夫决策过程优化模型;采用马尔科夫决策过程,求解出集中式最优映射策略;将各个虚拟网络请求者定义为买方,底层网络定义为卖方,建立斯塔克尔伯格Stackelberg买卖模型;求出斯塔克尔伯格Stackelberg博弈的当前均衡解,并将当前均衡解作为当前阶段的最优资源容量和最优卖价;预测未来均衡解,并将其分别作为未来阶段的最优容量资源和最优卖价;根据当前均衡解和未来均衡解,评估出买方与卖方的映射关系,从而确定分布式最优映射策略;本发明有效地提高底层网络负载的均衡性,优化了网络性能。
Description
技术领域
本发明属于无线通信技术领域,具体为一种虚拟化网络中映射策略的决策方法。
背景技术
随着云计算、物联网和未来5G等新兴技术的发展,现有的基础设施已经越来越难以满足不同技术和应用的需求。过去几十年,为了满足通信的需求,各国政府解决上述问题的途径就是大量部署基础设施,这导致了现有网络的复杂化和异构化,网络变得僵硬,难以灵活管理。如果一味的部署新型网络的话,除了面临高昂的资金投入,同时也会影响已部署的基础设施,导致资源利用率降低,产生不必要的投入和浪费,带来技术和利益多方面的冲突。
为了解决上述问题,业界提出了网络虚拟化的新型网络技术,该技术被公认为是提高网络资源利用率和降低管理成本的有效手段。虚拟网络包括基础设施提供者(InP,infrastructure providers)和服务提供商(SP,service providers)。其中,InP负责管理和维护底层网络(SN,substrate network),SP负责从InP租赁资源构建虚拟网络(VN,virtual network),为用户提供灵活的定制化的端到端服务。根据虚拟网络请求(VNR,virtual network request),SP对VNR决定如何合理的分配资源并将VN映射到InP上,这一过程称为虚拟网络映射。虚拟化技术可以通过资源共享的方式,多个虚拟网络能够独立、同时运行在同一底层网络上互不干扰。此外,SP还可以高效动态的更新VN并对其已分配资源进行重新配置。
目前,网络虚拟化的研究主要集中在如何满足VNR的服务请求,即找到一个可的映射方案,实现虚拟节点和虚拟链路对存储、CPU、带宽、功率和连通性等方面的要求,解决如何将虚拟网络映射到基础设施资源的相关问题。对于如何映射的研究,业界已经取得了比较成熟的成果。
但是,由于用户请求到达的随机性的资源的有限性,SN的负载状态是随时间变化的,如果VNR在SN处于重负载的状态下选择贪婪式的立即映射策略(IVS),则会面临以下不可避免的两大问题:(1)映射策略不仅影响当前阶段映射的虚拟网络性能,同时还对下一阶段的映射策略造成不确定性影响;(2)作为理性且自私的个体,应合理地激励SN和VNR通过协商制定映射策略及其资源分配。因此,为了在满足VNR需求的同时,达到整体回报最优,在映射前需要综合考虑“是否”映射,如果不采取立即映射,则需要考虑“何时”映射。
发明内容
有鉴于此,基于贪婪式的立即映射策略不可避免的造成底层网络负载不均衡。当虚拟网络请求到达率高,底层网络负载较高,导致竞争激烈,映射成本高,甚至映射失败。反之,则底层网络资源的利用率低。本发明提供了基于集中式和分布式最优机会映射决策方法,该方法综合考虑了虚拟网络请求的数量、映射收益、映射成本、等待成本、系统回报和未来阶段系统回报等多方面的因素。同时,考虑到VNR随机到达和离开,采用马尔可夫决策过程(MDP,Markov Decision Process)定义最优决策问题,可以为这种无后效性和动态性提供一种最优决策的规划。基于此本发明提出了一种基于MDP模型的集中式最优映射策略(M-OVS)。由于大规模环境下马尔可夫决策过程求解复杂度高,采用分布式的个体决策方法,提出了基于买卖博弈的分布式最优映射策略(G-OVS),降低了MDP的计算复杂度。同时,利用买卖博弈机制,激励SN响应VNR,实现个体收益最大化,同时制定出分布式的最优映射策略及其资源分配。
本发明采用的技术方案包括:
S1、根据映射资源,建立马尔科夫决策过程优化模型;
S2、采用马尔科夫决策过程,根据虚拟网络请求的随机性和底层网络的动态变化,求解出集中式最优映射策略;
优选的,所述步骤S2后还包括:
S3、将各个虚拟网络请求者定义为买方,底层网络定义为卖方,建立斯塔克尔伯格Stackelberg买卖模型;
S4、根据所述买卖模型,求出斯塔克尔伯格Stackelberg博弈的当前均衡解,预测斯塔克尔伯格Stackelberg博弈的未来均衡解;
S5、根据步骤S4得出的当前均衡解和未来均衡解,评估出买方与卖方的映射关系,也即是判断买卖双方的当前映射动作是当前阶段立即映射还是当前阶段等待映射,从而确定分布式最优映射策略。
进一步的,所述映射资源包括:虚拟网络请求数量、映射收益函数、映射成本函数、等待成本函数和系统回报函数;
所述虚拟网络请求数量包括:Nt=Nt,r+Nt,a;Nt表示在阶段t时VNR的数量;Nt,r表示阶段t剩余的VNR数量;Nt,a表示阶段t新到达VNR数量;VNR表示虚拟网络请求;
所述映射收益函数包括:Ui,t(xi,t)=ai,tηilog(1+xi,t);Ui,t表示阶段t时VNR i的映射收益函数;ηi表示VNR i收益的权重系数;xi,t表示在阶段t为VNR i分配的资源容量;VNR i表示第i个虚拟网络请求;ai,t表示在第i个虚拟网络请求在阶段t的映射动作;
所述映射成本函数包括:Ci,m(xi,t,βt)=ai,txi,tβt;Ci,m表示VNR i的映射成本函数;βt表示阶段t的单位映射成本,kt表示阶段t的单位映射成本权重系数;Xt表示在阶段t底层网络能够提供的资源容量;Xt,m表示在阶段t已经占用的资源容量总和;
所述等待成本函数包括:Ci,w(t)=Ci,w(t-1)+(1-ai,t)ci,w;Ci,w(t)表示在阶段t时VNR i的等待成本函数;Ci,w(t-1)表示阶段t-1时VNR i的等待成本;ci,w表示单位等待成本;
所述系统状态的转移概率P包括:P(St+1|St,At)=P(Nt+1|Nt,At)P(βt+1|βt,At);P(St+1|St,At)表示阶段t采取映射动作At,系统将从状态St转移到状态St+1的概率;
所述系统回报函数R包括:R(At)表示At的系统回报函数;Ui,t(xi,t)=ai,tηilog(1+xi,t);Ui,t表示在阶段t第i个虚拟网络请求的映射收益函数;ηi表示第i个虚拟网络请求收益的权重系数;Ci,w(t)表示在阶段t第i个虚拟网络请求的等待成本,ci,w表示在阶段t第i个虚拟网络请求的单位等待成本;xi,t表示在阶段t为第i个虚拟网络请求分配的资源容量。
进一步的,所述集中式最优映射策略的计算公式为:
进一步的,所述步骤S4具体包括:基于所述斯塔克尔伯格Stackelberg买卖模型,根据买卖双方的映射动作,分别定义买方回报函数和卖方回报函数;以买方回报函数和卖方回报函数均衡最大为目标,求出斯塔克尔伯格Stackelberg博弈的当前均衡解,并将所述当前均衡解分别作为当前阶段的最优资源容量和最优卖价;预测出斯塔克尔伯格Stackelberg博弈的未来均衡解,并将所述未来均衡解分别作为未来阶段的最优容量资源和最优卖价。
进一步的,所述买方回报函数包括:
其中,表示买方bi在t阶段的买方回报函数,买方bi也即是第i个虚拟网络请求者;ai,t表示在VNR i在阶段t的映射动作;ηi表示VNR i收益的权重系数;xi,t表示在阶段t为VNR i分配的资源容量;πi,t表示阶段t时底层网络对第i个虚拟网络请求者提供的卖价;ci,w表示单位等待成本;Ci,w(t-1)表示阶段t-1时VNR i的等待成本;γ表示折扣因子;表示在阶段t+1的价值函数;βt+1表示阶段t+1的单位映射成本;表示在阶段t+1的预测单位映射成本;表示满足VNR i的最小资源容量需求;如果有一个虚拟网络请求离开,则释放的资源容量为xi,如果全部的虚拟网络请求都离开,则释放的资源容量为Xt,m。
进一步的,所述卖方回报函数包括:
其中,Us,t表示卖方s在t阶段的卖方回报函数;Nt表示在阶段t时VNR的数量;Xt表示在阶段t底层网络能够提供的资源容量;βt表示阶段t的单位映射成本;Xt,m表示在阶段t已经占用的资源容量总和。
其中,表示阶段t时第i个虚拟网络请求者可向所述底层网络租赁的最优容量资源;ηi表示第i个虚拟网络请求收益的权重系数;πi,t表示阶段t时底层网络对第i个虚拟网络请求者提供的卖价;表示资源容量最优的拉格朗日乘子;表示阶段t时底层网络对第i个虚拟网络请求者提供的最优卖价;表示关于βt以及之间的第一相关函数;表示对πi,t的偏导数;βt表示阶段t的单位映射成本;表示卖价最优的拉格朗日乘子。
其中,表示预测的阶段t+1时第i个虚拟网络请求者可向所述底层网络租赁的最优容量资源;表示阶段t+1时底层网络对第i个虚拟网络请求者提供的卖价;表示预测的阶段t+1时底层网络对第i个虚拟网络请求者提供的最优卖价;表示关于以及之间的第二相关函数;表示对的偏导数;表示阶段t+1的预测单位映射成本。
进一步的,所述分布式最优映射策略的计算公式为:
其中,表示当取得最大值时,对应的βt和ai,t;φ(βt,ai,t)表示在βt采取映射动作ai,t的映射策略;表示阶段t时VNR i的映射收益函数;βt表示阶段t的单位映射成本;ai,t表示在第i个虚拟网络请求在阶段t的映射动作。
本发明的有益效果:在满足虚拟网络请求容量条件下,考虑当前和未来状态做出集中式和分布式的机会映射策略及其资源分配,有效地提高底层网络负载的均衡性,同时快速地做出映射策略及其资源分配,优化了网络性能。
附图说明
图1为本发明所述方法流程图;
图2为本发明的系统模型图;
图3为现有技术中采用的算法与本发明采用方法的系统回报仿真结果对比图;
图4为现有技术中采用的算法与本发明采用方法的运行时间仿真结果对比图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
以下结合具体实例和附图对本发明的实施方式作具体描述。
实施例1
本发明采用的实施例1如图1所示,包括:
S1、根据映射资源,建立马尔科夫决策过程优化模型;
S2、采用马尔科夫决策过程,根据虚拟网络请求的随机性和底层网络的动态变化,求解出集中式最优映射策略。
在网络虚拟化中,本发明将时间划分为若干个阶段,如图2所示。在映射之前,先收集VNR到达和离开的信息。然后根据映射策略决定“是否”映射、“何时”映射以及“怎样”映射。最后VNR选择在阶段t立即映射或等待映射到阶段t+1再作映射决策。
假设在阶段t有Nt个VNR,每一个VNR随机的到达和离开。考虑到SN的容量可能随时间而变化,如雾计算和移动边缘计算环境,定义Xt为SN在阶段t的最大资源容量。为了基于回报函数获得最优映射策略,分别定义映射收益、映射成本和等待成本。
(1)虚拟网络请求数量
阶段t的VNR总量包含:在t阶段剩余的VNR数量Nt,r和t阶段开始新到达的VNR数量Nt,a。
Nt=Nt,r+Nt,a (1)
其中,Nt,r=Nt-1-Nt-1,m-Nt-1,d表示t-1阶段的VNR总数Nt-1减去在t-1阶段映射的VNR数量Nt-1,m和在t-1阶段离开的VNR数量Nt-1,d。
假设VNR i在阶段t服从以下概率离开:
其中,ρ(ρ∈[0,1])表示VNR i的离开率,ti表示VNR i到达的阶段,t-ti是等待的阶段数量。可以看到,VNR等待阶段数目越多,离开的概率越大。
其中ai,t-1表示在t-1阶段VNR i的映射动作。当ai,t-1=1时,VNR i在阶段t-1将采取立即映射;当ai,t-1=0,表示VNR i选择延迟到下一阶段再作映射决策。映射策略可以看成是所有VNR映射动作的集合。
假设Nt,a服从到达率为λ的独立齐次泊松点分布,Nt,a的概率是:
(2)映射收益函数定义为:
Ui,t(xi,t)=ai,tηi log(1+xi,t) (4)
(3)映射成本函数定义为:
Ci,m(xi,t,βt)=ai,txi,tβt (6)
其中,Ci,m(xi,t,βt)表示VNR i的映射成本函数;βt表示阶段t单位映射成本,表示为:
其中,kt表示阶段t的单位映射成本权重系数;Xt,m表示在阶段t已经占用的资源容量总和;Xt表示在阶段t底层网络能够提供的资源容量。
(4)等待成本函数定义为:
Ci,w(t)=Ci,w(t-1)+(1-ai,t)ci,w (8)
其中,Ci,w(t)表示在阶段t时VNR i的等待成本函数;Ci,w(t-1)表示阶段t-1的等待成本,ci,w表示单位等待成本。
(5)系统回报函数定义为:
其中,R(At)表示At的系统回报函数;i∈{1,2,...,Nt};At表示VNR在阶段t的映射动作。
(1)系统状态空间和动作空间:系统的状态空间包含虚拟网络请求的数量Nt和单位映射成本βt,定义表示系统在阶段t的状态空间;系统的动作空间定义为ai,t表示在VNR i在阶段t的映射动作;i∈{1,2,...,Nt}。
(2)系统状态的转移概率:由于当前阶段采取映射动作At,系统将从状态St以概率P(St+1|St,At)转移到状态St+1。由于St=(Nt,βt),所以系统的状态转移概率由Nt和βt分别决定:P(St+1|St,At)=P(Nt+1|Nt,At)P(βt+1|βt,At),下面分别分析VNR数量的转移概率和单位映射成本的转移概率。
①VNR数量的转移概率分析
t+1阶段的VNR数量可表示为Nt+1=Nt+1,r+Nt+1,a,可见VNR数量的转移概率由t+1阶段新到达的VNR数量Nt+1,a和t阶段尚未完成映射并且选择在t+1阶段作映射决策的VNR数量Nt+1,r决定,则VNR数量的转移概率可表示为:
由前面分析,t+1阶段新到达的VNR数量到达服从到达率为λ的独立齐次泊松点分布,因此Nt,a的转移概率是:
另外,P(Nt+1,r|Nt,At)=P(Nt+1,r=Nt-Nt,m-Nt,d|Nt,At)。对于Nt,d,令表示t阶段所有可能离开的VNR组合的集合,表示VNR离开的第l个组合,其中,最大角标令表示VNR所有可能离开的VNR数量的集合,其中Nt,d≤Nt-Nt,m。Nt,m表示在t阶段已经存在的VRN数量;Pi,d(t-ti)表示VNR i在ti阶段到达在t阶段离开的概率;ti表示第i个未来阶段;则P(Nt+1,r|Nt,At)可以表示为:
进一步概率转移矩阵可表示为:
②单位映射成本的转移概率分析
t+1阶段的单位映射成本为:
假设在阶段t映射的VNR i离开的概率pi已知,如果t阶段没有VNR离开,则释放的资源容量为零,用概率表示为如果有一个VNR离开,则释放的资源容量为xi,离开概率表示为如果全部的VNR都离开,则释放的资源容量为Xt,m,离开概率表示为:
通过以上分析,得到单位映射成本的概率转移矩阵如下:
其中,表示没有VNR立即映射时对应的单位映射成本;表示当Nt个VNR立即映射时对应的单位映射成本;表示没有VNR立即映射时在阶段t不释放资源容量对应的单位映射成本;表示没有VNR立即映射时在阶段t将资源容量全部释放对应的单位映射成本;表示当Nt个VNR立即映射时在阶段t将资源容量全部释放对应的单位映射成本。
集中式映射策略。在MDP模型中,虚拟化映射决策定义为φ(St,At),应用经典MDP动态规划方法获取最优映射策略,旨在优化VNR的映射动作(立即映射或等待映射),使集中式映射策略的第一价值函数最大化。其最优的第一价值函数在t阶段表示为Bellman方程:
其中,价值函数R(St,At)定义为:
φ*(St)表示V(St)对应的φ(St,At);φ(St,At)表示在系统状态St采取映射动作At的映射策略。
实施例2
本发明的实施例2,在基于实施例1采用的方案上,提出了斯塔克尔伯格Stackelberg买卖模型,将集中式最优映射策略中每个个体的映射策略求解出来;实施例2如图1所示,还包括:
S3、将各个虚拟网络请求者定义为买方,底层网络定义为卖方,建立斯塔克尔伯格Stackelberg买卖模型;
S4、根据所述买卖模型,求出斯塔克尔伯格Stackelberg博弈的当前均衡解,预测斯塔克尔伯格Stackelberg博弈的未来均衡解;
S5、根据步骤S4得出的当前均衡解和未来均衡解,评估出买方与卖方的映射关系,也即是判断买卖双方的当前映射动作是当前阶段立即映射还是当前阶段等待映射,从而确定分布式最优映射策略。
分布式映射策略中买卖模型的分析。由于VNR数目众多且到达和离开具有随机性,通过集中式MDP求解映射策略计算复杂度高且难以收敛。为此,利用买卖博弈,通过激励买卖双方最大化个体回报函数,采用基于买卖博弈的分布式方法作出最优映射策略。下面对买卖模型进行分析。
本发明中买卖模型主要包括买方回报函数、卖方回报函数和买卖博弈最优解分析。本发明定义VNR i为买方(bi),SN为卖方(s),在买卖过程中,买方需要向卖方租赁资源来构建VN,同时买方必须向卖方支付一定的报酬作为卖方的成本。卖方基于个体收益回报最大化向买方提供一个卖价。
(1)买方回报函数。买方回报函数的优化目标函数定义为:
其中,表示买方bi在t阶段的买方回报函数,买方bi也即是第i个虚拟网络请求者;ai,t表示在VNR i在阶段t的映射动作;ηi表示VNR i收益的权重系数;xi,t表示在阶段t为VNR i分配的资源容量;πi,t表示阶段t时底层网络对第i个虚拟网络请求者提供的卖价;ci,w表示单位等待成本;Ci,w(t-1)表示阶段t-1时VNR i的等待成本;γ表示折扣因子;表示在阶段t+1的第二价值函数;βt+1表示阶段t+1的单位映射成本;表示在阶段t+1的预测单位映射成本;表示满足VNR i的最小资源容量需求;如果有一个虚拟网络请求离开,则释放的资源容量为xi,如果全部的虚拟网络请求都离开,则释放的资源容量为Xt,m。进一步,对的预测可以定义为:
(2)卖方回报函数。在网络虚拟化中存在多个买家和一个卖家。出于理性和自私,基于卖价向买方提供响应资源,卖方旨在最大化自己回报函数,同时尽可能减少映射成本。由于卖方向多个买方提供资源,相应的卖方回报函数的优化目标和限制条件可表示为:
买卖双方最优解分析。根据买卖双方旨在最大化自身利益,分别求解当前阶段和未来阶段最优分配的资源容量和最优卖价。
(1)买方最优解。当ai,t=1时,在买方回报函数中对xi,t求一阶导可得
由式(27)可求得所以,Ubi,t是关于xi,t的凸函数。同理,当ai,t=0时,VNR i选择未来阶段再作映射的决策,需要根据来预测未来阶段买方可以向卖方租赁的资源容量,因此,在买方回报函数中对求一阶导可得
由式(28)可求得所以,是关于的凸函数。综上,是关于xi,t(ai,t=1)或的凸函数,并且约束条件式(19)是凹函数。所以,买方最优化问题可以利用拉格朗日乘子法(Lagrange Multiplier)来求解约束优化问题:
(2)卖方最优解。当ai,t=1时,在卖方回报函数中对πi,t求一阶导可得
其中,vi是拉格朗日乘子。同理,当ai,t=0时,卖方最优化问题同样可以利用拉格朗日乘子法(Lagrange Multiplier)来求解约束优化问题。
分布式最优映射决策。通过买卖博弈分析,采用分布式的方法激励VNR i和SN,得到最优资源容量和卖价。接下来,根据得到的最优资源容量(包括当前阶段的最优资源容量和未来阶段的最优资源容量)和最优卖价(包括当前阶段的最优卖价和未来阶段的最优卖价),评估是否在当前阶段映射还是延迟等待到未来阶段,由于采用了分布式的买卖博弈,最优映射策略由个体独立决策。映射策略旨在优化VNR的映射动作(立即映射或等待)使价值函数最大化。基于系统的状态空间,分布式最优映射策略表示为:
其中,表示当取得最大值时,对应的βt和ai,t;φ(βt,ai,t)表示在βt采取映射动作ai,t的映射策略;表示阶段t时VNR i的映射收益函数;βt表示阶段t的单位映射成本;ai,t表示在第i个虚拟网络请求在阶段t的映射动作。
图3与图4为本发明采用的方法与现有算法的性能对比图,包括贪婪式的立即映射IVS、集中式M-OVS算法和分布式G-OVS算法;其中,集中式M-OVS算法为实施例1采用的方法,分布式G-OVS算法为实施例2采用的方法。
图3给出了G-OVS、M-OVS和IVS各个阶段的系统回报对比。从图中可以看出G-OVS和M-OVS的系统回报随着阶段的增加更加的平稳。由于G-OVS和M-OVS倾向于寻求更合适的机会,将VNR分配到不同阶段映射,可以有效地避免VNR之间的竞争和不同阶段SN资源利用不均衡。相比之下,IVS是一种贪婪式的映射决策,对资源过度占用导致SN的负载随着阶段变化波动剧烈。
图4给出了G-OVS、M-OVS和IVS的运行时间对比。从图中可以看出G-OVS的运行时间随着VNR的数量增加而指数增长,然而M-OVS的运行时间近似线性和轻微增长。尽管G-OVS与M-OVS相比具有更好的性能,但是集中式的方法具有更高的计算复杂度,因此,M-OVS是一个更有效的方式做出映射策略及其资源分配。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序可以存储于一计算机可读存储介质中,存储介质可以包括:ROM、RAM、磁盘或光盘等。
以上所举实施例,对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步的详细说明,所应理解的是,以上所举实施例仅为本发明的优选实施方式而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种虚拟化网络中映射策略的决策方法,其特征在于,包括:
S1、根据映射资源,建立马尔科夫决策过程优化模型;其中所述映射资源包括虚拟网络请求数量、映射收益函数、映射成本函数、等待成本函数和系统回报函数;所述马尔科夫决策过程优化模型包括以四元组分别表示系统状态空间动作空间系统状态的转移概率P和系统回报函数R;
S2、采用马尔科夫决策过程,根据虚拟网络请求的随机性和底层网络的动态变化,求解出集中式最优映射策略;
S3、将各个虚拟网络请求者定义为买方,底层网络定义为卖方,建立斯塔克尔伯格Stackelberg买卖模型;
S4、根据所述买卖模型,求出斯塔克尔伯格Stackelberg博弈的当前均衡解,预测出斯塔克尔伯格Stackelberg博弈的未来均衡解;
S5、根据步骤S4得出的当前均衡解和未来均衡解,评估出买方与卖方的映射关系,也即是判断买卖双方的当前映射动作是立即映射还是等待映射,从而确定分布式最优映射策略。
2.根据权利要求1所述的一种虚拟化网络中映射策略的决策方法,其特征在于,
所述虚拟网络请求数量包括:Nt=Nt,r+Nt,a;Nt表示在阶段t时VNR的数量;Nt,r表示阶段t剩余的VNR数量;Nt,a表示阶段t新到达VNR数量;VNR表示虚拟网络请求;
所述映射收益函数包括:Ui,t(xi,t)=ai,tηilog(1+xi,t);Ui,t表示阶段t时VNRi的映射收益函数;ηi表示VNRi收益的权重系数;xi,t表示在阶段t为VNRi分配的资源容量;VNRi表示第i个虚拟网络请求;ai,t表示在第i个虚拟网络请求在阶段t的映射动作;
所述映射成本函数包括:Ci,m(xi,t,βt)=ai,txi,tβt;Ci,m表示VNRi的映射成本函数;βt表示阶段t的单位映射成本,kt表示阶段t的单位映射成本权重系数;Xt表示在阶段t底层网络能够提供的资源容量;Xt,m表示在阶段t已经占用的资源容量总和;
所述等待成本函数包括:Ci,w(t)=Ci,w(t-1)+(1-ai,t)ci,w;Ci,w(t)表示在阶段t时VNRi的等待成本函数;Ci,w(t-1)表示阶段t-1时VNRi的等待成本;ci,w表示单位等待成本;
5.根据权利要求3所述的一种虚拟化网络中映射策略的决策方法,其特征在于,所述步骤S4具体包括:基于所述斯塔克尔伯格Stackelberg买卖模型,根据买卖双方的映射动作,分别定义买方回报函数和卖方回报函数;以买方回报函数和卖方回报函数均衡最大为目标,求出斯塔克尔伯格Stackelberg博弈的当前均衡解,并将所述当前均衡解分别作为当前阶段的最优资源容量和最优卖价;预测出斯塔克尔伯格Stackelberg博弈的未来均衡解,并将所述未来均衡解分别作为未来阶段的最优容量资源和最优卖价。
6.根据权利要求5所述的一种虚拟化网络中映射策略的决策方法,其特征在于,所述买方回报函数包括:
其中,表示买方bi在t阶段的买方回报函数,买方bi也即是第i个虚拟网络请求者;ai,t表示在VNRi在阶段t的映射动作;ηi表示VNRi收益的权重系数;xi,t表示在阶段t为VNRi分配的资源容量;πi,t表示阶段t时底层网络对第i个虚拟网络请求者提供的卖价;ci,w表示单位等待成本;Ci,w(t-1)表示阶段t-1时VNRi的等待成本;γ表示折扣因子;表示在阶段t+1的价值函数;βt+1表示阶段t+1的单位映射成本;表示在阶段t+1的预测单位映射成本;表示满足VNRi的最小资源容量需求;
所述卖方回报函数包括:
其中,Us,t表示卖方s在t阶段的卖方回报函数;Nt表示在阶段t时VNR的数量;Xt表示在阶段t底层网络能够提供的资源容量;βt表示阶段t的单位映射成本。
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