CN111526057A - 一种基于业务类型的网络切片可靠性映射算法 - Google Patents

Abstract

一种基于业务类型的网络切片可靠性映射算法，针对底层网络中单个链路故障导致多个网络切片失效，保障切片可靠性与减少资源利用率相互矛盾的问题。对网络切片承载的业务进行区分，对高可靠性低时延切片请求引入最大生成树链路保护提前备份，当链路故障时，将此类切片故障链路直接切换到备份链路；对高带宽业务类型故障链路使用最短路径算法从周围合适的链路中选择可靠性高的链路进行重映射。该算法通过区分失效切片的业务类型采取相应的恢复方法，不仅提高了可靠性，缩短了恢复时延，而且减少了不必要的资源浪费。

Description

一种基于业务类型的网络切片可靠性映射算法

技术领域

本发明涉及一种网络切片映射算法，具体涉及一种基于业务类型的网络切片可靠性映射算法。

背景技术

随着移动互联网技术的飞速发展，传统的移动通信业务模式在不断改变，从人与人的通信延展到万物互联，这些改变正影响着人们生活的方方面面。高清视频、智能安防、自动驾驶、远程医疗等新兴应用场景为人们开启了全新的生活模式。但是在移动通信带来诸多便利的同时，也伴随着数据量的爆炸性增长和业务场景的复杂多变带来的更高技术要求，例如高带宽的用户体验速率、高可靠的服务标准、百万级数量连接和毫秒级端到端时延等。以上趋势表明未来网络更加注重灵活与可定制化，以应对多种业务服务质量与大量连接的压力。然而，传统网络架构具有典型的“一刀切”的特点，设备都是软硬件紧耦合的，只适合单一类型业务，在面对新业务趋势时在系统容量、传输时延、资源利用率等方面无法应对快速变化的业务需求。并且来自不同行业的业务场景对网络性能和功能有着截然不同的要求，而目前单一网络架构无法适用于多样化的业务场景，无法实现未来万物互联的愿景。为了提供差异化服务的同时满足不同的性能指标，网络切片技术应运而生。

网络切片由下一代移动网络联盟(Next Generation Mobile Networks,NGMN)组织在5G网络架构设计白皮书中首次提出。网络切片技术旨在通过在同一个物理网络中，虚拟出多个不同特性的逻辑子网络，以满足不同应用场景的差异化需求。网络切片是5G讨论最多的技术之一，并将成为5G时代理想的网络架构。网络切片作为5G的新特性和关键技术之一，基于网络虚拟化技术在底层物理网络上划分出多个端到端的虚拟网络，以服务的形式满足垂直行业的定制化需求。网络切片是网络资源共享与按需组网的一种方式，也是根据动态需求灵活分配或再分配资源的网络服务模型。在业务提供模式方面，5G通过网络切片实现动态、灵活的资源分配，按需向用户提供灵活、多样化的定制服务。与传统的单一网络相比，网络切片可以提供性能更佳、目的更专一的逻辑独立网络；能更好地兼顾全网业务特点；不同网络切片间管理逻辑独立，更富有弹性和可靠性。

基于SDN/NFV的网络切片架构，多个网络切片共享底层基础设施，网络切片具有公共/共享的链路数量越多，一旦底层网络节点或者链路出现故障，网络切片同时失效的可能性就越高。例如服务器因维护而断电、软件故障或服务器配置错误，会导致网络切片的偶发故障。此类服务器/网络节点故障(包括硬件和软件)可能导致基于NFV的网络切片的失效。此外，当服务器到服务器链路发生故障时，基于SDN的网络切片同样将遭受分组丢失和服务中断，网络切片失效破坏提供服务的连续性，影响终端设备的用户体验，最终使得网络服务提供商对网络基础设施提供商失去信任。无线信道的衰落和阴影进一步加剧了服务器到服务器之间链路的故障发生的概率，基于SDN的无线移动网络的链路/端口可靠性问题变得更加严重。因此，必须研究有效的网络切片的恢复机制，以减少底层链路和节点故障的网络切片。保证了网络切片的可靠性问题，能够更进一步的保证用户的体验，提高物理资源的利用率。

网络切片能够按需向用户提供灵活、多样化的定制服务，在现有的网络切片可靠性映射算法的基础上，考虑如何在提高网络故障修复能力的同时，兼顾网络资源的利用率；如何选择有效的备份资源，保证业务的迅速恢复。针对底层链路故障会导致承载不同业务类型的多个切片失效的特点，提出了一种基于业务类型的网络切片可靠性映射算法。

网络切片可靠性映射与可生存性虚拟网映射相似，可生存性虚拟网映射大部分的方法包括：主动保护的生存性映射和被动保护的虚拟网映射。关于虚拟网络资源备份机制，在网络故障发生之前，为虚拟网络提前分配冗余资源，当故障发生后，立即激活备份资源。这种主动保护机制，提前提供备份资源虽然当链路故障时可快速恢复，但是会浪费不必要的物理资源，降低资源利用率影响到网络基础设施提供商的长期盈利能力。紧接着以最小化映射虚拟请求所需要的主用带宽和备份带宽资源为目标，提出关于备份节点和链路的映射模型，并通过可生存性虚拟网络映射启发式(Survivable Virtual EmbeddingHeuristic,SVNEH)算法求解。关于被动保护机制，不需要预留任何冗余资源，考虑如何最大化收益设计虚拟网重映射机制。这样虽使得资源合理利用但恢复率完全取决于当下的网络状态，并不能保证100％的恢复，在底层资源负荷比较大的情况下，这种机制可能会失效。以上关于解决可生存性虚拟网问题的方案都集中在这两方面，但大都忽略了不同业务类型所需要恢复机制不同，比如对可靠性要求高的业务类型采用备份保护机制，对高带宽要求高的业务类型可以采用被动恢复机制。而近几年也有学者将网络切片映射问题作为一个新问题进行研究，但是对可靠映射研究的相对较少。

在少有的网络切片可靠性映射研究中大都参照可生存性虚拟网映射，采取冗余备份或者重映射机制。但网络切片虚拟化环境中，由于网络切片承载的业务类型多样化，采用单一的恢复方法并不适用于所有业务类型，而前期的研究未考虑到业务类型的不同要求。为确保失效切片能够继续工作，更好地为用户提供优质的网络服务，因此对现有的切片可靠性映射进一步研究更有意义。

发明内容

本发明针对底层单链路故障导致网络切片失效无法提供连续服务的问题，目的在于提出一种基于业务类型的网络切片可靠性映射算法。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种基于业务类型的网络切片可靠性映射算法，包括以下步骤：

步骤1.判断每个网络切片请求所承载业务类型，若为高可靠低时延业务类型，则对切片请求采取基于最大生成树的链路共享保护方法进行链路映射；若非高可靠低时延业务类型，则对所有链路采取最短路径映射；

步骤2.获取故障链路

以及链路故障引起的失效的网络切片请求

其中，

为第一个失效的网络切片请求，

为第二个失效的网络切片请求，

为第i个失效的网络切片请求；

步骤3.对于每个失效的网络切片请求，判断其承载业务类型，承载业务类型包括高可靠性低时延切片请求与高带宽切片请求；

步骤4.对于高可靠低时延切片请求，判断故障虚拟链路的备份路径P_f是否可用；对于高带宽切片请求，转步骤6；

步骤5.若故障虚拟链路的备份路径P_f不可用，置P_f＝NULL，跳转到步骤10，若故障虚拟链路的备份路径P_f可用，跳转到步骤10；

步骤6.删除底层网络的无向图G^s中故障链路

步骤7.采用k-shortest算法为受影响的虚拟链路在底层网络寻找除故障链路

之外的满足带宽约束的路径集合

步骤8.对于每个路径集合

里的链路，根据链路可靠性约束条件选择路径P_f，该路径的两个端点与故障链路的端点相同，如果找到这样的路径，跳转到步骤9，如果找不到这样的路径，置P_f＝NULL，跳转到步骤10；

步骤9.更新路径P_f上各链路的剩余带宽；

步骤10.若P_f为空，则故障链路修复失败；若P_f可用，则故障链路修复成功，返回恢复路径P_f。

本发明进一步的改进在于，步骤1中，对高可靠低时延业务类型切片请求采取基于最大生成树的链路共享保护方法进行链路映射的具体过程为：先采用Kruskal算法获取切片请求中的最大生成树链路，再采取贪婪算法将切片请求中的节点映射，接着将最大生成树链路映射分为主路径映射和备份路径映射。

本发明进一步的改进在于，步骤1的具体步骤如下：

2.1：判断网络每个切片请求所承载业务类型，若是高可靠低时延切片请求，采用Kruskal算法获取切片请求的最大生成树链路

采用贪婪算法完成节点映射；

2.2：对于每个请求中的最大生成树链路

采用k-shortest算法计算路径候选集合

若

则链路路径映射失败；否则从候选集合

中选择带宽资源最小的作为主路径映射

2.3：根据主路径和备份路径不相交约束

采用k-shortest算法完成最大生成树链路的备份路径映射

其中，y(l^v,l^s)表示虚拟链路l^v映射至底层链路l^s，

表示为虚拟链路l^v找一条备份链路

映射；

2.4：重复步骤2.2和2.3，每遍历一次最大生成树链路，根据约束条件

表示已有的备份资源链路带宽，b_new表示新的备份链路带宽，判断备份链路资源是否能够共享；若已有的备份资源小于新的备份链路带宽，则重映射备份路径并且重新分配底层网络资源；

2.5：对于每个切片请求中的非最大生成树链路

采用k-shortest算法完成非最大生成树链路

映射。

本发明进一步的改进在于，节点映射的计算资源满足约束条件如下：

其中，x(n^v,n^s)为网络切片映射，cpu(n^v)为虚拟节点n^v所需求的cpu资源，cpu(n^s)为物理节点n^s的cpu资源，N^V为虚拟节点集合，N^S为物理节点集合；

节点映射的位置约束满足条件如下：

链路映射满足约束条件如下：

z(l^v,l^s)＝1

z(l^v',l^s')＝1

if z(l^v,l^s)＝1

z(l^v,l^s)+z(l^v',l^s')≤1 (7)

其中，l^v表示虚拟链路，l^s表示底层链路，y(l^v,l^s)表示虚拟链路映射至底层链路，b(l^v)为虚拟链路所需的带宽资源，b(l^s)为底层链路所具有的带宽资源，E^V为虚拟链路集合，E^S为底层链路集合；

为最大生成树链路集合，

为非最大生成树链路集合。

备份链路映射满足约束条件如下：

本发明进一步的改进在于，步骤3的具体过程如下：

3.1对于所有失效切片，按照故障链路

的带宽需求

进行降序排列；

3.2将排列后的故障链路的带宽需求

与带宽阈值B_W作比较；若

则为高可靠性低时延切片请求，反之为高带宽切片请求；

3.3重复步骤3.2，直到所有故障链路都遍历完。

本发明进一步的改进在于，步骤7中，带宽约束为：

其中，

表示故障链路

所承载任一虚拟链路带宽，b_r(l^s)表示链路剩余资源。

本发明进一步的改进在于，步骤8中，链路可靠性约束条件为：

其中，b_r(l^s)表示链路剩余资源，fai(l^s)表示物理链路失效次数，map(l^s)表示链路已映射虚拟链路的数量。

本发明进一步的改进在于，步骤9中，更新路径P_f上各链路的剩余带宽表示为：

b_r(l^s)表示链路剩余资源。

与现有技术相比，本发明的有益效果：采用基于业务类型的可靠性映射，通过区分业务类型分别采用不同的恢复方法可以有效兼顾物理网络资源利用率和网络的容错抗毁特性，在一定程度上减少了物理资源的消耗；对高带宽切片的故障链路重映射时考虑底层链路的可靠性，可以缩短映射范围从而加速恢复时延；同时为切片请求的最大生成树链路提供备份路径能够减少物理资源的预留，从而提高了底层网络资源利用率。因此，本发明网络切片可靠性映射时采取区分所承载业务类型的方法减少了不必要的资源消耗并且有效保障了网络切片的可靠性，通过减少备份路径的数量，减少了资源浪费从而减少了映射成本，通过考虑可靠性高的底层链路作为重映射链路的选择，提高了链路恢复率，保障了切片的可靠性。

附图说明

图1为本发明的流程示意图。

图2为最大生成树链路备份映射的实例。

图3为网络切片请求映射拓扑图，其中，(a)为高可靠低时延切片请求，(b)为高带宽切片请求，(c)为映射拓扑图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步详细说明。

本发明中，底层物理网络拓扑图定义为底层网络的加权无向图G^S＝(N^S,E^S)，其中，N^s和L^s分别表示底层物理网络节点和链路的集合。

类似的，网络切片请求定义为网络切片的加权无向图G^v＝(N^v,E^v)；其中，N^v和E^v分别表示切片中虚拟节点和链路的集合。

加权无向图G^s与加权无向图G^v构成网络模型；

网络切片映射是根据网络拓扑的虚拟资源或性能需求，建立映射的数学模型，利用最优化等数学规划方法，在满足物理网络资源或者可靠性等指标约束的条件下，以最小的代价找到可行的节点和链路映射方案。具体定义如下：

x(n^v,n^s)为网络切片节点映射，N^V为虚拟节点集合，N^S为物理节点集合，n^v为虚拟节点，n^s为物理节点。虚拟节点n^v映射到物理节点n^s上，意味着物理节点上的资源要分配给虚拟节点。所以节点资源必须满足如下约束：

其中，cpu(n^v)为虚拟节点所需的cpu资源，cpu(n^s)为物理节点的cpu资源。

网络切片映射时，将虚拟节点映射至不同的底层网络节点上，能够保证单个节点故障时，同一切片内至多有一个节点发生故障。因此保证底层节点最多承载来自同一切片中的一个节点；网络切片映射时虚拟节点位置约束为：同一切片请求的虚拟节点映射在不同的底层网络节点：

链路映射时满足的资源条件为：底层物理链路都必须能够满足所承载虚拟链路的带宽需求，约束如下：

其中，l^v为虚拟链路，l^s为底层链路，y(l^v,l^s)表示虚拟链路映射至底层链路，b(l^v)为虚拟链路所需的带宽资源，b(l^s)为底层链路所具有的带宽资源，E^V为虚拟节点集合，E^S为底层链路集合。

将底层资源分配给网络切片后，相应的底层物理节点资源和链路带宽资源就会减少。定义物理节点n^s剩余可用cpu资源为c_r(n^s)，物理链路l^s剩余带宽资源为b_r(l^s)。在完成网络切片映射之后，底层基础设施剩余资源为：

上述映射的数学模型为基础的网络切片映射时最基本的约束。在上面给出的数学模型基础上，图2给出了具体的基于最大生成树链路保护映射实例。节点旁边对应的数字为节点所具有(需要)的CPU资源，链路旁边对应的数字为链路所具有(需要)的带宽资源。将网络切片映射到底层物理网络中，节点映射为{a→B,b→E,c→F}，链路映射分为主链路和最大生成树链路备份映射。如图2所示，每个切片请求虚拟链路分为MST链路(a,b),(a,c)和NMST链路(b,c)。虚拟链路映射方案为{(a,b)→(B,E),(a,c)→(B,C,F),(b,c)→(E,F)}。MST链路备份保护方案为{(a,b)→(B,D,E),(a,c)→(B,A,F)}，NMST链路通过与MST链路共享备份资源来获得间接保护：{(b,c)→(E,D,B,A,F)}。当某一物理链路故障时，为保证该链路所承载业务能够直接迁移到备份路径从而保证网络切片可以正常运行，就要避免将MST链接和NMST链接映射到同一底层物理路径，还要避免主要路径和备份路径重合，约束条件如下：

链路的映射不重合约束：

z(l^v,l^s)＝1

z(l^v',l^s')＝1

if z(l^v,l^s)＝1

z(l^v,l^s)+z(l^v',l^s')≤1 (7)

主备份链路不相交约束：

其中，

表示虚拟请求中最大生成树链路集合，

表示虚拟请求中非最大生成树链路集合，

表示备份链路。

如图1所示，一种基于业务类型的网络切片可靠性映射方法，具体步骤执行如下：

步骤1.获取当前的网络状态信息，得到底层网络的无向图G^S＝(N^S,E^S)以及网络切片的无向图G^v＝(N^v,E^v)。其中，N^s和E^s分别表示底层物理网络节点和链路的集合；切片请求的属性N^v和E^v分别表示切片中虚拟节点和链路的集合；

步骤2.判断网络每个切片请求所承载业务类型，若为高可靠低时延业务类型，则对该类切片请求采取基于最大生成树的链路共享保护方法进行链路映射；若非高可靠低时延业务类型，则对所有链路采取最短路径映射即可；

对高可靠低时延业务类型切片请求采取基于最大生成树的链路共享保护方法进行链路映射具体过程为：先采用Kruskal算法获取切片请求中的最大生成树链路，再采取贪婪算法将切片请求中的节点映射，节点映射的计算资源满足约束条件即公式(2)和(5)，节点映射的位置约束满足条件即公式(3)，接着将获取的最大生成树链路映射分为主路径映射、备份路径映射两部分，最大生成树链路映射满足约束条件即公式(4)、(6)和(7)，备份链路映射还要满足约束条件即公式(8)。具体步骤如下：

2.1：判断网络每个切片请求所承载业务类型，若是高可靠低时延切片请求，采取Kruskal算法获取切片请求的最大生成树链路

采用贪婪算法完成节点映射；

2.2：对于每个请求中的最大生成树链路

采用k-shortest算法计算路径候选集合

若

则不存在这样的路径，链路路径映射失败；否则从候选集合

中选择带宽资源最小的作为主路径映射

2.3：根据主备份路径不相交约束

y(l^v,l^s)和

属于二进制变量，

表示虚拟链路l^v映射到备份路径

上。

采用k-shortest算法完成最大生成树链路的备份路径映射

其中，y(l^v,l^s)表示虚拟链路l^v映射到底层链路l^s，

表示虚拟链路l^v映射至备份链路，

表示备份链路。

2.4：重复步骤2.2和2.3，每遍历一次最大生成树链路，根据约束条件

其中，

表示已有的备份资源链路带宽，b_new表示新的备份链路带宽，即已有的备份资源不小于新的备份链路带宽，以此判断备份链路资源是否可共享；若已有的备份资源小于新的备份链路带宽，即不满足备份资源共享条件，则需重映射备份路径并且重新分配底层网络资源；

2.5：对于每个切片请求中的非最大生成树链路

采用k-shortest算法完成非最大生成树链路

映射。

步骤3.获取故障链路

以及链路故障引起的失效的网络切片请求

其中，

为第一个失效的网络切片请求，

为第二个失效的网络切片请求，

为第i个失效的网络切片请求。

步骤4.对于每个失效的网络切片请求，判断其所承载业务类型；

4.1对于所有失效切片，按照故障链路

的带宽需求

进行降序排列；

4.2将排列后的故障链路的带宽需求

与带宽阈值B_W作比较；若

则为高可靠性低时延切片请求，反之为高带宽切片请求；

4.3重复步骤4.2，直到所有故障链路都遍历完，算法停止。

步骤5.如果属于高可靠低时延切片请求，判断故障虚拟链路的备份路径P_f是否可用；如果不属于高可靠低时延切片请求，转步骤7；

步骤6.若故障虚拟链路的备份路径P_f不可用，置P_f＝NULL，跳转到步骤11，若故障虚拟链路的备份路径P_f可用，跳转到步骤11；

步骤7.删除底层网络的无向图G^s中故障链路

步骤8.采用k-shortest算法为受影响的虚拟链路在底层网络寻找除故障链路

之外的满足带宽约束的路径集合

为虚拟故障链路寻找满足带宽约束路径集合

要满足底层剩余链路资源必须不小于故障链路所需资源，约束条件为：

其中，

表示故障链路

所承载任一虚拟链路带宽，b_r(l^s)表示链路剩余资源。

步骤9.对于每个路径集合

里的链路，根据可靠性约束条件选择适合的路径P_f，该路径的两个端点应与故障链路的端点一样，如果找到这样的路径，跳转到步骤10，如果找不到这样的路径，置P_f＝NULL，跳转到步骤11；

本发明针对承载高带宽业务的故障虚拟链路，为进一步保障其恢复率，选取可靠性高的链路作为恢复路径，除了基本的链路映射约束以为，还要满足可靠性约束。链路可靠性约束条件表示为：

其中，b_r(l^s)表示链路剩余资源，fai(l^s)表示物理链路失效次数，map(l^s)表示链路已映射虚拟链路的数量。

步骤10.更新路径P_f上各链路的剩余带宽表示为：

步骤11.若P_f为空，则故障链路修复失败；若P_f可用，则故障链路修复成功，返回恢复路径P_f。

本发明基于网络切片承载业务类型不同，采用主动保护和被动保护协同映射的方式，每到达一个切片请求对其进行业务类型判断，对于高可靠低时延业务的切片采取基于最大生成树链路保护映射。如图3所示，对高可靠低时延切片类型节点映射成功后，即{a→B,b→C,c→E}，先将最大生成树链路进行映射{ab→BC,ac→BE},并为其提供备份路径{ab→BAC,ac→BDE}，再将非最大生成树链路随机映射到不相交的链路{bc→CE}；对于高带宽切片请求，将其节点映射成功后，即{d→D,e→F}，再将其节点间链路de映射至满足约束条件的底层链路DF上。

本发明在满足上述条件的前提下，能够保证当底层链路故障时，失效的不同切片类型能够采取相应的恢复方法，高可靠性低时延业务类型的故障链路直接切换到备份链路，高带宽业务类型的故障链路使用最短路径算法从周围的链路中选择符合要求的链路。该算法区别已有的切片可靠性映射算法，通过区分业务类型的恢复方法，不仅提高了可靠性，缩短了恢复时延，并且减少了不必要的资源浪费。

Claims (8)

1.一种基于业务类型的网络切片可靠性映射算法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.判断每个网络切片请求所承载业务类型，若为高可靠低时延业务类型，则对切片请求采取基于最大生成树的链路共享保护方法进行链路映射；若非高可靠低时延业务类型，则对所有链路采取最短路径映射；

步骤2.获取故障链路

以及链路故障引起的失效的网络切片请求

其中，

为第一个失效的网络切片请求，

为第二个失效的网络切片请求，

为第i个失效的网络切片请求；

步骤3.对于每个失效的网络切片请求，判断其承载业务类型，承载业务类型包括高可靠性低时延切片请求与高带宽切片请求；

步骤4.对于高可靠低时延切片请求，判断故障虚拟链路的备份路径P_f是否可用；对于高带宽切片请求，转步骤6；

步骤5.若故障虚拟链路的备份路径P_f不可用，置P_f＝NULL，跳转到步骤10，若故障虚拟链路的备份路径P_f可用，跳转到步骤10；

步骤6.删除底层网络的无向图G^s中故障链路

步骤7.采用k-shortest算法为受影响的虚拟链路在底层网络寻找除故障链路

之外的满足带宽约束的路径集合

步骤8.对于每个路径集合

里的链路，根据链路可靠性约束条件选择路径P_f，该路径的两个端点与故障链路的端点相同，如果找到这样的路径，跳转到步骤9，如果找不到这样的路径，置P_f＝NULL，跳转到步骤10；

步骤9.更新路径P_f上各链路的剩余带宽；

步骤10.若P_f为空，则故障链路修复失败；若P_f可用，则故障链路修复成功，返回恢复路径P_f。

2.根据权利要求1所述的一种基于业务类型的网络切片可靠性映射算法，其特征在于，步骤1中，对高可靠低时延业务类型切片请求采取基于最大生成树的链路共享保护方法进行链路映射的具体过程为：先采用Kruskal算法获取切片请求中的最大生成树链路，再采取贪婪算法将切片请求中的节点映射，接着将最大生成树链路映射分为主路径映射和备份路径映射。

3.根据权利要求1所述的一种基于业务类型的网络切片可靠性映射算法，其特征在于，步骤1的具体步骤如下：

2.1：判断网络每个切片请求所承载业务类型，若是高可靠低时延切片请求，采用Kruskal算法获取切片请求的最大生成树链路

采用贪婪算法完成节点映射；

2.2：对于每个请求中的最大生成树链路

采用k-shortest算法计算路径候选集合

若

则链路路径映射失败；否则从候选集合

中选择带宽资源最小的作为主路径映射

2.3：根据主路径和备份路径不相交约束

采用k-shortest算法完成最大生成树链路的备份路径映射

其中，y(l^v,l^s)表示虚拟链路lv映射至底层链路ls，

表示为虚拟链路l^v找一条备份链路

映射；

2.4：重复步骤2.2和2.3，每遍历一次最大生成树链路，根据约束条件

表示已有的备份资源链路带宽，b_new表示新的备份链路带宽，判断备份链路资源是否能够共享；若已有的备份资源小于新的备份链路带宽，则重映射备份路径并且重新分配底层网络资源；

2.5：对于每个切片请求中的非最大生成树链路

采用k-shortest算法完成非最大生成树链路

映射。

4.根据权利要求3所述的一种基于业务类型的网络切片可靠性映射算法，其特征在于，节点映射的计算资源满足约束条件如下：

其中，x(n^v,n^s)为网络切片映射，cpu(n^v)为虚拟节点n^v所需求的cpu资源，cpu(n^s)为物理节点n^s的cpu资源，N^V为虚拟节点集合，N^S为物理节点集合；

节点映射的位置约束满足条件如下：

链路映射满足约束条件如下：

ifz(l^v,l^s)＝1

z(l^v,l^s)+z(l^v',l^s')≤1 (7)

其中，l^v表示虚拟链路，l^s表示底层链路，y(l^v,l^s)表示虚拟链路映射至底层链路，b(l^v)为虚拟链路所需的带宽资源，b(l^s)为底层链路所具有的带宽资源，E^V为虚拟链路集合，E^S为底层链路集合；

为最大生成树链路集合，

为非最大生成树链路集合；

备份链路映射满足约束条件如下：

5.根据权利要求1所述的一种基于业务类型的网络切片可靠性映射算法，其特征在于，步骤3的具体过程如下：

3.1对于所有失效切片，按照故障链路

的带宽需求

进行降序排列；

3.2将排列后的故障链路的带宽需求

与带宽阈值B_W作比较；若

则为高可靠性低时延切片请求，反之为高带宽切片请求；

3.3重复步骤3.2，直到所有故障链路都遍历完。

6.根据权利要求1所述的一种基于业务类型的网络切片可靠性映射算法，其特征在于，步骤7中，带宽约束为：

其中，

表示故障链路

所承载任一虚拟链路带宽，b_r(l^s)表示链路剩余资源。

7.根据权利要求1所述的一种基于业务类型的网络切片可靠性映射算法，其特征在于，步骤8中，链路可靠性约束条件为：

其中，b_r(l^s)表示链路剩余资源，fai(l^s)表示物理链路失效次数，map(l^s)表示链路已映射虚拟链路的数量。

8.根据权利要求1所述的一种基于业务类型的网络切片可靠性映射算法，其特征在于，步骤9中，更新路径P_f上各链路的剩余带宽表示为：

b_r(l^s)表示链路剩余资源。

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