CN111669787B - 一种基于时延敏感网络切片的资源分配方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本说明书一个或多个实施例提供一种基于时延敏感网络切片的资源分配方法及装置,在网络切片的资源利用率较低或者较高时,对网络切片的资源进行调整,同时考虑传输时延的约束,得到最佳的物理节点和物理链路。本公开同时考虑传输时延和资源利用率对网络切片的资源的影响,保证在网络切片传输时延较低的情况下,提高网络切片的资源利用率。
Description
技术领域
本说明书一个或多个实施例涉及通信技术领域,尤其涉及一种基于时延敏感网络切片的资源分配方法及装置。
背景技术
随着5G技术的发展,为了提高资源利用率和保证网络的灵活部署,网络切片技术作为一种新兴资源供应技术得到了广泛关注,通过根据需求将物理资源划分为逻辑上独立的网络,从而提供定制化的服务资源。
网络切片具有弹性扩缩容的特性,可以很好地适应动态变化的业务流量,从而按需分配资源,提高资源利用率。
现有的基于网络切片的资源分配方案中,通过对物理节点、物理链路进行筛选,得到时延最低的映射物理节点和链路路径,从而实现资源的分配。
但是,网络中的流量和网络状态具有波动性,网络切片上每个客户的流量呈现不规律的波动变化,因此需要动态改变每个客户网络分配的网络资源。现有的基于网络切片的资源分配方案,为了保证实现较低的时延,需要配置较大的资源,资源利用率较低;如果想要提高资源的利用率,则需要根据客户流量的改变频繁调整资源分配方案,这样又会造成程序较繁琐,且调整资源分配成本较高的问题。
发明内容
有鉴于此,本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种基于时延敏感网络切片的资源分配方法及装置,以解决现有的资源分配方案资源利用率较低,程序较繁琐,且调整资源分配成本较高的问题。
基于上述目的,本说明书一个或多个实施例提供了一种基于时延敏感网络切片的资源分配方法,包括:
获取网络切片的虚拟网络和物理网络;虚拟网络包括若干虚拟链路,物理网络包括若干物理链路;虚拟链路由至少两个虚拟节点连接而成,物理链路由至少两个物理节点连接而成;
根据虚拟网络和物理网络,确定所有具有映射关系的物理节点和虚拟节点,所有具有映射关系的物理链路和虚拟链路,以及每条物理链路的传播时延和传播效益;其中,传播效益为在物理链路空闲或者拥塞时,任一虚拟链路在物理网络中请求调整物理链路所需的成本;
根据物理节点、物理链路、传播时延和传播效益,确定约束条件;
根据约束条件对物理节点、物理链路进行选择,确定最佳物理节点和最佳物理链路。
可选的,通过以下公式计算传播效益:
其中,ad(s,k,l)表示传播效益,s表示网络切片,k表示起点虚拟节点k,l表示终点虚拟节点l;
m表示网络切片上虚拟链路的数量;
μi表示第i个物理链路的利用率;
表示调整后的第i个物理链路的带宽;
表示调整前的第i个物理链路的带宽;
ci表示调整第i个物理链路的带宽的成本。
可选的,根据传播效益,确定约束条件,包括:
根据物理网络的带宽容量确定物理链路的带宽限制约束;
根据虚拟链路占用物理链路带宽的百分比确定物理链路的利用率限制约束。
可选的,根据物理网络的带宽容量确定物理链路的带宽限制约束,包括:
其中,Aall表示物理网络的带宽容量;
根据虚拟链路占用物理链路带宽的百分比确定物理链路的利用率限制约束,包括:
其中,αL表示虚拟链路占用物理链路带宽的百分比下限,αH表示虚拟链路占用物理链路带宽的百分比上限。
可选的,通过以下公式表示传播时延:
其中,表示传输时延,s表示网络切片,k表示起点虚拟节点k,l表示终点虚拟节点l;
表示起点为虚拟节点k和终点为虚拟节点l的虚拟链路(k,l)上的流量;
(u,v)表示一条起始物理节点为u和终止物理节点为v的物理链路;
表示物理链路(u,v)的带宽容量上限;
ij为虚拟链路(k,l)所映射的物理路径(r,v)中的一段子链路;
表示物理链路的传播距离;
表示物理链路的带宽;
θ是一个权重因子,用来平衡网络特性;
Lp表示所有提供带宽资源的物理链路集合。
可选的,根据物理节点、物理链路和传播时延,确定约束条件,包括:
根据每个网络切片所映射的物理链路数量及其虚拟链路数量确定物理节点不同虚拟网络功能约束;
根据业务需求的时延阈值确定不同类型网络切片时延约束;
根据物理链路能为虚拟链路提供相应的资源数量确定所有物理节点链路容量限制约束。
可选的,物理节点不同虚拟网络功能约束,包括:
其中,表示网络切片s中虚拟节点的数量;
表示网络切片s中虚拟链路的数量;
S表示网络切片集合;
不同类型网络切片时延约束,包括:
其中,表示第一对决策变量,
λ(s,k,l)表示第二对决策变量,
表示业务需求指定的时延阈值;
所有物理节点链路容量限制约束,包括:
其中,表示物理链路(u,v)能够为虚拟链路(k,l)提供相应资源的数量。
可选的,根据约束条件对物理节点、物理链路进行选择,确定最佳物理节点和最佳物理链路,包括:
通过分支定界算法根据约束条件对物理节点、物理链路进行选择,确定最佳物理节点和最佳物理链路。
基于同一发明构思,本说明书一个或多个实施例提供了一种基于时延敏感网络切片的资源分配装置,包括:
网络结构获取模块,用于获取网络切片的虚拟网络和物理网络;
传播路径确定模块,用于根据虚拟网络和物理网络,确定所有可能映射的物理节点、物理链路,以及每条物理链路的传播时延和传播效益;其中,传播效益为在物理链路空闲或者拥塞时,任一虚拟链路在物理网络中请求调整物理链路所需的成本;
约束条件确定模块,用于根据物理节点、物理链路、传播时延和传播效益,确定约束条件;
分配方案确定模块,用于根据约束条件对物理节点、物理链路进行选择,确定最佳物理节点和最佳物理链路。
基于同一发明构思,本说明书一个或多个实施例提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,处理器执行程序时实现上述基于时延敏感网络切片的资源分配方法。
从上面所述可以看出,本说明书一个或多个实施例提供的一种基于时延敏感网络切片的资源分配方法及装置,在网络切片的资源利用率较低或者较高时,对网络切片的资源进行调整,同时考虑传输时延的约束,得到最佳的物理节点和物理链路。本公开同时考虑传输时延和资源利用率对网络切片的资源的影响,保证在网络切片传输时延较低的情况下,提高网络切片的资源利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本说明书一个或多个实施例提供的基于时延敏感网络切片的资源分配方法的一种流程示意图;
图2为本说明书一个或多个实施例提供的基于时延敏感网络切片的资源分配装置的一种结构示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、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,对本公开进一步详细说明。
需要说明的是,除非另外定义,本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
为了达到上述目的,本说明书一个或多个实施例提供了一种基于时延敏感网络切片的资源分配方法及装置,该方法及装置可以应用于各种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,以及非暂态计算机可读存储介质,本公开对此不做具体限定。
图1为本说明书一个或多个实施例提供的基于时延敏感网络切片的资源分配方法的一种流程示意图,基于时延敏感网络切片的资源分配方法,包括:
S101、获取网络切片的虚拟网络和物理网络。
在一些实施方式中,虚拟网络包括虚拟节点、虚拟链路、以及虚拟链路流量。物理网络包括物理节点、物理链路、以及物理链路带宽容量。其中,虚拟链路由至少两个虚拟节点连接而成,物理链路由至少两个物理节点连接而成。
物理网络用加权图Gp=(Np,Lp)来表示,其中,Np表示所有提供计算和存储资源的物理节点集合,Lp表示所有提供带宽资源的物理链路集合。虚拟网络用加权图Gv=(Nv,Lv)来表示,其中,Nv表示一组虚拟节点集合,Lv表示各虚拟节点之间的虚拟链路集合。网络切片表示一组端到端业务流实例的独立集合,每条业务流实例表示为具有业务处理逻辑的虚拟链路,由一组有序的虚拟节点组成。
S102、根据虚拟网络和物理网络,确定所有具有映射关系的物理节点和虚拟节点,所有具有映射关系的物理链路和虚拟链路,以及每条物理链路的传播时延和传播效益;其中,传播效益为在物理链路空闲或者拥塞时,任一虚拟链路在物理网络中请求调整物理链路所需的成本。
在一些实施方式中,虚拟网络包括虚拟节点、虚拟链路、以及虚拟链路流量。物理网络包括物理节点、物理链路、以及物理链路带宽容量。
在一些实施方式中,在描述虚拟节点和物理节点之间的映射关系时,引入了一个二进制变量mu (s,k),其中mu (s,k)∈{0,1},对于网络切片s,mu (s,k)=1,表示虚拟节点k映射到物理节点u上,相应的,mu (s,k)=0,表示虚拟节点k没有映射到物理节点u上,通过二进制变量mu (s,k)来确定所有映射的物理节点。
在一些实施方式中,在描述虚拟链路和物理链路之间的映射关系时,引入了一个二进制变量其中/>对于网络切片s,/> 表示网络切片s中的虚拟链路(k,l)映射到物理链路(u,v)上,且虚拟节点k和l同时分别地映射到物理节点u和v上,相应的,/>表示网络切片s中的虚拟链路(k,l)没有映射到物理链路(u,v)上,通过二进制变量/>来确定所有映射的物理链路。
在一些实施方式中,网络切片中的每个虚拟节点只能被映射到一个物理节点上,因为mu (s,k)和是两个独立变量,同时,它们都是二进制向量,所以/>可以表示用决策对方式表示,如下:
在一些实施方式中,物理链路的传播时延由两部分组成,第一部分是由根据物理链路容量和物理链路负载,获得物理链路满足网络切片的端到端业务流实例所需的时隙数目,也就是网络切片业务流实例处理业务信息所需要的处理时延,第二部分是业务流实例在实际处理业务信息时,从终端的控制设备传输到映射的物理链路获取网络切片虚拟资源时需要的传输时延。
在一些实施方式中,通过以下公式计算传播时延:
其中,表示传输时延,s表示网络切片,k表示起点虚拟节点k,l表示终点虚拟节点l;
表示起点为虚拟节点k和终点为虚拟节点l的虚拟链路(k,l)上的流量;
(u,v)表示一条起始物理节点为u和终止物理节点为v的物理链路;
表示物理链路(u,v)的带宽容量上限;
ij为虚拟链路(k,l)所映射的物理路径(r,v)中的一段子链路;
表示物理链路的传播距离;
表示物理链路的带宽;
θ是一个权重因子,用来平衡网络特性;
Lp表示所有提供带宽资源的物理链路集合。
物理链路带宽容量越低,会使处理时延越高,或者资源分配的物理链路距离越远,会使传输时延越高,进而使网络切片业务流实例的处理时延越高。
在一些实施方式中,判断单个网络切片中的多个业务链映射的物理链路的带宽分配是否合理,即是否存在空闲或者拥塞。即根据业务链当前业务流量调整物理链路的带宽。f(s,k,l)表示网络切片上的当前业务链流量,αL,αH表示当前业务链占用物理链路带宽的百分比的下限和上限。
当f(s,k,l)处于A(s,k,l)αL和A(s,k,l)αH之间时,不需要对物理链路的带宽进行调整;
若f(s,k,l)小于A(s,k,l)αL时,意味着物理链路存在空闲,有资源浪费,要进行带宽调整,将物理链路分配的带宽调小;
若f(s,k,l)大于A(s,k,l)αH时,意味着物理链路存在拥塞,需要将物理链路分配的带宽调大。
带宽调整的量的大小,根据上述传播效益公式决定。
在一些实施方式中,单个网络切片内的带宽调整:由SDN控制器、网络带宽数据库和单个网络切片构成,SDN控制器负责将一个网络切片内的网络带宽进行分配和调整。当需要调整时,选定需调整的网络带宽类型,根据所选择的待调整网络带宽类型,判断调整链路带宽还是节点带宽。通过在空闲与拥塞的链路或及节点中对网络带宽进行重分配,缓解网络拥塞的压力,降低该网络切片内部的拥塞持续时间,提升用户的体验。
在一些实施方式中,判断网络切片集合中多个网络切片的物理链路的带宽分配是否合理,即是否存在空闲或者拥塞。若存在,则将空闲网络切片的物理链路分配的带宽调小,将拥塞网络切片的物理链路分配的带宽调大。
带宽调整的量的大小,根据上述传播效益公式决定。
在一些实施方式中,多个网络切片间的带宽调整:由SDN控制器、网络切片数据库和网络切片组构成,SDN控制器负责将带宽在不同网络切片间进行分配和调整。当需要调整时,选定需调整的已拥塞网络切片和空闲网络切片,通过在空闲网络切片与拥塞网络切片间对网络带宽进行再分配,缓解网络拥塞压力,降低网络切片的拥塞持续时间,提升用户体验。
在一些实施方式中,通过以下公式计算传播效益:
其中,ad(s,k,l)表示传播效益,s表示网络切片,k表示起点虚拟节点k,l表示终点虚拟节点l;
m表示网络切片上虚拟链路的数量;
μi表示第i个物理链路的利用率;
表示调整后的第i个物理链路的带宽;
表示调整前的第i个物理链路的带宽;
ci表示调整第i个物理链路的带宽的成本。
S103、根据物理节点、物理链路、传播时延和传播效益,确定约束条件;
在一些实施方式中,约束条件包括不同类型网络切片时延约束、所有物理节点链路容量限制约束、物理节点不同虚拟网络功能约束、所有物理链路的带宽限制约束、物理链路的利用率限制约束。
在一些实施方式中,不同类型网络切片时延约束由网络切片业务流实例处理业务信息的时延阈值确定,通过下述公式计算:
其中,表示网络切片业务流实例处理业务信息的时延阈值;
表示第一对决策变量,
λ(s,k,l)表示第二对决策变量,当λ(s,k,l)=1时,表示网络切片s上的起点为虚拟节点k和终点为虚拟节点l的逻辑链路(k,l)上请求资源分配,当λ(s,k,l)=0时,表示网络切片s上的起点为虚拟节点k和终点为虚拟节点l的逻辑链路(k,l)上不请求资源分配。
在一些实施方式中,物理节点不同虚拟网络功能约束由每个切片所映射的物理链路数量及其虚拟链路数量确定,通过下述公式计算:
其中,表示网络切片s中虚拟节点的数量;
表示网络切片s的业务流实例数量。
在一些实施方式中,所有物理节点链路容量限制约束由物理链路能为虚拟链路提供相应的资源数量确定,通过下述公式计算:
其中,表示物理链路(u,v)能够为虚拟链路(k,l)提供相应资源的数量。
在一些实施方式中,所有物理链路的带宽限制约束由物理网络的带宽容量确定,通过下述公式表示:
其中,Aall表示物理网络的带宽容量。
在一些实施方式中,根据虚拟链路占用物理链路带宽的百分比确定物理链路的利用率限制约束,通过下述公式表示:
其中,αL,αH是虚拟链路占用物理链路带宽的百分比下限和上限。
S104、根据约束条件对物理节点、物理链路进行选择,确定最佳物理节点和最佳物理链路。
可使用任意一种筛选路径算法来执行筛选物理节点及物理链路的命令,根据约束条件对物理节点、物理链路进行路径筛选,从而得到最佳映射物理节点和最佳物理链路。
在一些实施方式中,使用分支定界算法通过分支定界算法根据约束条件对物理节点、物理链路进行路径筛选,得到最佳映射物理节点和链路路径。
通过解决具有线性约束的瞬间线性规划法问题,可计算出最佳映射物理节点和最佳物理链路,从而获得分配网络切片虚拟资源的最佳方法。
将基于时延敏感网络切片的资源分配问题,定义为具有线性约束的瞬间线性规划法问题:
其中,S表示网络切片集合,s∈S表示s是网络切片集合S中的一个网络切片。
物理网络用加权图Gp=(Np,Lp)来表示,其中,Np表示所有提供计算和存储资源的物理节点集合,Lp表示所有提供带宽资源的物理链路集合。虚拟网络用加权图Gv=(Nv,Lv)来表示,其中,Nv表示一组虚拟节点集合,Lv表示各虚拟节点之间的虚拟链路集合。网络切片表示一组端到端业务流实例的独立集合,每条业务流实例表示为具有业务处理逻辑的虚拟链路,由一组有序的虚拟节点组成。
其中,表示传播时延。
表示第一对决策变量,当/>时,表示网络切片s中的虚拟链路(k,l)映射到物理链路(u,v)上,且虚拟节点k和l同时分别地映射到物理节点u和v上,当时,表示网络切片s中的虚拟链路(k,l)没有映射到物理链路(u,v)上。
λ(s,k,l)表示第二对决策变量,当λ(s,k,l)=1时,表示网络切片s上的起点为虚拟节点k和终点为虚拟节点l的逻辑链路(k,l)上请求资源分配,当λ(s,k,l)=0时,表示网络切片s上的起点为虚拟节点k和终点为虚拟节点l的逻辑链路(k,l)上不请求资源分配。
ad(s,k,l)表示传播效益。
通过解决具有线性约束的瞬间线性规划法问题,计算出最佳映射物理节点和最佳物理链路,从而获得分配网络切片虚拟资源的最佳方法。
本说明书一个或多个实施例提供一种基于时延敏感网络切片的资源分配方法,在网络切片的资源利用率较低或者较高时,对网络切片的资源进行调整,同时考虑传输时延的约束,得到最佳的物理节点和物理链路。本公开同时考虑传输时延和资源利用率对网络切片的资源的影响,保证在网络切片传输时延较低的情况下,提高网络切片的资源利用率。
可以理解,该方法可以通过任何具有计算、处理能力的装置、设备、平台、设备集群来执行。
需要说明的是,本说明书一个或多个实施例的方法可以由单个设备执行,例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下,由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下,这多台设备中的一台设备可以只执行本说明书一个或多个实施例的方法中的某一个或多个步骤,这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下,在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外,在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中,多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
图2为本说明书一个或多个实施例提供的基于时延敏感网络切片的资源分配装置的一种结构示意图,基于时延敏感网络切片的资源分配装置,包括:
网络结构获取模块1,用于获取网络切片的虚拟网络和物理网络虚拟;网络包括若干虚拟链路,物理网络包括若干物理链路;虚拟链路由至少两个虚拟节点连接而成,物理链路由至少两个物理节点连接而成。
传播路径确定模块2,用于根据虚拟网络和物理网络,确定所有可能映射的物理节点、物理链路,以及每条物理链路的传播时延和传播效益;其中,传播效益为在物理链路空闲或者拥塞时,任一虚拟链路在物理网络中请求调整物理链路所需的成本。
约束条件确定模块3,用于根据物理节点、物理链路、传播时延和传播效益,确定约束条件。
分配方案确定模块4,用于根据约束条件对物理节点、物理链路进行选择,确定最佳物理节点和最佳物理链路。
为了描述的方便,描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然,在实施本说明书一个或多个实施例时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
上述实施例的装置用于实现前述实施例中相应的方法,并且具有相应的方法实施例的有益效果,在此不再赘述。
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;在本公开的思路下,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说明书一个或多个实施例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。
另外,为简化说明和讨论,并且为了不会使本说明书一个或多个实施例难以理解,在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外,可以以框图的形式示出装置,以便避免使本说明书一个或多个实施例难以理解,并且这也考虑了以下事实,即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本说明书一个或多个实施例的平台的(即,这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如,电路)以描述本公开的示例性实施例的情况下,对本领域技术人员来说显而易见的是,可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本说明书一个或多个实施例。因此,这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述,但是根据前面的描述,这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如,其它存储器架构(例如,动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此,凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内,所做的任何省略、修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于时延敏感网络切片的资源分配方法,其特征在于,包括:
获取网络切片的虚拟网络和物理网络;所述虚拟网络包括若干虚拟链路,所述物理网络包括若干物理链路;所述虚拟链路由至少两个虚拟节点连接而成,所述物理链路由至少两个物理节点连接而成;
根据所述虚拟网络和物理网络,确定所有具有映射关系的物理节点和虚拟节点,所有具有映射关系的物理链路和虚拟链路,以及每条所述物理链路的传播时延和传播效益;其中,所述传播效益为在所述物理链路空闲或者拥塞时,任一虚拟链路在所述物理网络中请求调整所述物理链路所需的成本;其中,通过以下公式计算所述传播效益:
其中,表示所述传播效益,s表示网络切片,k表示起点虚拟节点k,l表示终点虚拟节点l;
m表示所述网络切片上所述虚拟链路的数量;
μi表示第i个物理链路的利用率;
表示调整后的所述第i个物理链路的带宽;
表示调整前的所述第i个物理链路的带宽;
ci表示调整所述第i个物理链路的带宽的成本;
根据所述物理节点、物理链路、传播时延和传播效益,确定约束条件;其中包括:
根据如下所示的所述物理网络的带宽容量确定所述物理链路的带宽限制约束:
;
其中,Aall表示所述物理网络的带宽容量;
根据所述虚拟链路占用所述物理链路带宽的百分比确定如下所示的所述物理链路的利用率限制约束;
,
其中,αL表示所述虚拟链路占用所述物理链路带宽的百分比下限,αH表示所述虚拟链路占用所述物理链路带宽的百分比上限;
根据所述约束条件对所述物理节点、物理链路进行选择,确定最佳物理节点和最佳物理链路。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,通过以下公式表示所述传播时延:
其中,表示所述传播时延,s表示网络切片,k表示起点虚拟节点k,l表示终点虚拟节点l;
表示起点为虚拟节点k和终点为虚拟节点l的虚拟链路(k ,l)上的流量;
(u ,v)表示一条起始物理节点为u和终止物理节点为v的物理链路;
表示物理链路(u ,v)的带宽容量上限;
ij为虚拟链路(k ,l)所映射的物理路径(r ,v)中的一段子链路;
表示所述物理链路的传播距离;
表示所述物理链路的带宽;
θ是一个权重因子,用来平衡网络特性;
Lp表示所有提供带宽资源的物理链路集合。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述物理节点、物理链路和传播时延,确定约束条件,包括:
根据每个网络切片所映射的物理链路数量及其虚拟链路数量确定物理节点不同虚拟网络功能约束;
根据业务需求的时延阈值确定不同类型网络切片时延约束;
根据物理链路能为虚拟链路提供相应的资源数量确定所有物理节点链路容量限制约束。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述物理节点不同虚拟网络功能约束,包括:
其中,表示网络切片s中虚拟节点的数量;
表示网络切片s中虚拟链路的数量;
S表示网络切片集合;
所述不同类型网络切片时延约束,包括:
其中,表示第一对决策变量,
λ(s ,k ,l)表示第二对决策变量,
表示业务需求指定的时延阈值;
所述所有物理节点链路容量限制约束,包括:
其中,表示物理链路(u ,v)能够为虚拟链路(k ,l)提供相应资源的数量。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述约束条件对所述物理节点、物理链路进行选择,确定最佳物理节点和最佳物理链路,包括:
通过分支定界算法根据所述约束条件对所述物理节点、物理链路进行选择,确定最佳物理节点和最佳物理链路。
6.一种基于时延敏感网络切片的资源分配装置,其特征在于,包括:
网络结构获取模块,用于获取网络切片的虚拟网络和物理网络;所述虚拟网络包括若干虚拟链路,所述物理网络包括若干物理链路;所述虚拟链路由至少两个虚拟节点连接而成,所述物理链路由至少两个物理节点连接而成;
传播路径确定模块,用于根据所述虚拟网络和物理网络,确定所有具有映射关系的物理节点和虚拟节点,所有具有映射关系的物理链路和虚拟链路,以及每条所述物理链路的传播时延和传播效益;其中,所述传播效益为在所述物理链路空闲或者拥塞时,任一虚拟链路在所述物理网络中请求调整所述物理链路所需的成本;其中,通过以下公式计算所述传播效益:
其中,表示所述传播效益,s表示网络切片,k表示起点虚拟节点k,l表示终点虚拟节点l;
m表示所述网络切片上所述虚拟链路的数量;
μi表示第i个物理链路的利用率;
表示调整后的所述第i个物理链路的带宽;
表示调整前的所述第i个物理链路的带宽;
ci表示调整所述第i个物理链路的带宽的成本;
约束条件确定模块,用于根据所述物理节点、物理链路、传播时延和传播效益,确定约束条件;其中包括:
根据如下所示的所述物理网络的带宽容量确定所述物理链路的带宽限制约束:
;
其中,Aall表示所述物理网络的带宽容量;
根据所述虚拟链路占用所述物理链路带宽的百分比确定如下所示的所述物理链路的利用率限制约束;
,
其中,αL表示所述虚拟链路占用所述物理链路带宽的百分比下限,αH表示所述虚拟链路占用所述物理链路带宽的百分比上限;
分配方案确定模块,用于根据所述约束条件对所述物理节点、物理链路进行选择,确定最佳物理节点和最佳物理链路。
7.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至5中任意一项所述的方法。
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