CN112491741B - 一种虚拟网资源分配方法、装置和电子设备 - Google Patents

一种虚拟网资源分配方法、装置和电子设备 Download PDF

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Abstract

本说明书一个或多个实施例提供一种虚拟网资源分配方法、装置和电子设备；所述方法包括：建立5G网络切片的映射模型，包括5G底层网络与虚拟网之间资源的映射关系；对其中请求资源的每个虚拟网
Figure DDA0002731582960000011
根据其优先级进行降序排列，得到代表所述虚拟网
Figure DDA0002731582960000012
优先级
Figure DDA0002731582960000013
顺序的，降序虚拟网集合
Figure DDA0002731582960000014
对每个虚拟网
Figure DDA0002731582960000015
内的虚拟节点
Figure DDA0002731582960000016
根据其优先级进行降序排列，分别得到代表虚拟网
Figure DDA0002731582960000017
各虚拟节点
Figure DDA0002731582960000018
优先级顺序的，降序虚拟节点集合
Figure DDA0002731582960000019
对映射模型中的底层节点
Figure DDA00027315829600000110
根据其可靠性进行降序排列，得到代表底层节点
Figure DDA00027315829600000111
可靠性顺序的，降序底层节点集合
Figure DDA00027315829600000112
按照可靠性降序对应优先级降序的原则，分别为虚拟节点
Figure DDA00027315829600000113
分配底层节点；以及分别为每两个相连的虚拟节点分配最短底层路径。

Description

一种虚拟网资源分配方法、装置和电子设备
技术领域
本说明书一个或多个实施例涉及核心网的资源管理技术领域，尤其涉及一种虚拟网资源分配方法、装置和电子设备。
背景技术
在vEPC(虚拟化演进分组核心网)技术环境下，基于虚拟化的网络切片架构已成为5G核心网的主要架构，原有的基础核心网被划分为底层网络和虚拟网络。这种背景下，如何从提高网络可靠性方面将底层网络分配给虚拟网络，已成为一个急需解决的关键问题。在提高网络可靠性方面，主要解决底层网络发生故障后虚拟网业务受到影响的问题，已有研究主要从资源的备份方面解决底层网络可靠性的问题，而忽略了不同业务对网络的可靠性要求不同的基本特点。
基于此，对于网络资源可靠性的需求各不相同的业务，需要一种能使其匹配到资源可靠性合适其需求的方案。
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虚拟网资源分配方法、装置和电子设备，以解决不同业务对网络的可靠性要求不同，导致低可靠性要求的业务浪费资源，高可靠性要求的业务面临风险的问题。
基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种虚拟网资源分配方法，步骤包括：
针对5G网络切片建立映射模型，其中，所述映射模型包括5G底层网络与虚拟网之间资源的映射关系；
对所述映射模型中请求资源的每个虚拟网
Figure BDA0002731582940000011
根据其优先级进行降序排列，得到代表所述虚拟网
Figure BDA0002731582940000012
优先级
Figure BDA0002731582940000013
顺序的，降序虚拟网集合
Figure BDA0002731582940000014
对所述每个虚拟网
Figure BDA0002731582940000021
内的虚拟节点
Figure BDA0002731582940000022
根据其优先级进行降序排列，分别得到代表每个虚拟网
Figure BDA0002731582940000023
内各虚拟节点
Figure BDA0002731582940000024
优先级顺序的，降序虚拟节点集合
Figure BDA0002731582940000025
对所述映射模型中的底层节点
Figure BDA0002731582940000026
根据其可靠性进行降序排列，得到代表所述底层节点
Figure BDA0002731582940000027
可靠性顺序的，降序底层节点集合
Figure BDA0002731582940000028
按照所述可靠性降序对应所述优先级降序的原则，分别为所述虚拟节点
Figure BDA0002731582940000029
分配底层节点；以及分别为每两个相连的所述虚拟节点分配最短底层路径。
基于同一发明构思，本说明书一个或多个实施例还提供了一种虚拟网资源分配装置，包括：
建立映射模型模块，被配置为针对5G网络切片建立映射模型，其中，所述映射模型包括5G底层网络与虚拟网之间资源的映射关系；
虚拟网优先级排序模块，被配置为对对所述映射模型中请求资源的每个虚拟网
Figure BDA00027315829400000210
根据其优先级进行降序排列，得到代表所述虚拟网
Figure BDA00027315829400000211
优先级
Figure BDA00027315829400000212
顺序的，降序虚拟网集合
Figure BDA00027315829400000213
虚拟节点优先级排序模块，被配置为对所述每个虚拟网
Figure BDA00027315829400000214
内的虚拟节点
Figure BDA00027315829400000215
根据其优先级进行降序排列，分别得到代表每个虚拟网
Figure BDA00027315829400000216
内各虚拟节点
Figure BDA00027315829400000217
优先级顺序的，降序虚拟节点集合
Figure BDA00027315829400000218
可靠性排序模块，被配置为对所述映射模型中的底层节点
Figure BDA00027315829400000219
根据其可靠性进行降序排列，得到代表所述底层节点
Figure BDA00027315829400000220
可靠性顺序的，降序底层节点集合
Figure BDA00027315829400000221
分配资源模块，被配置为按照所述可靠性降序对应所述优先级降序的原则，分别为所述虚拟节点
Figure BDA00027315829400000222
分配底层节点；以及分别为每两个相连的所述虚拟节点分配最短底层路径。
基于同一发明构思，本说明书一个或多个实施例还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，所述处理器执行所述程序时实现如上任意一项所述的方法。
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虚拟网资源分配方法、装置和电子设备，基于5G核心网vEPC技术的虚拟化网络切片架构下，综合考虑了网络资源的适用性，和可靠性，在不浪费资源的同时取得两者的平衡，使分配的资源，在需求之上，保证了表现效果。
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的虚拟网资源分配方法示意图；
图2为本说明书一个或多个实施例的虚拟网资源分配装置模块示意图；
图3为本说明书实施例的网络结构示意图；
图4为本说明书一个或多个实施例的电子设备结构示意图。
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。
如背景技术部分所述，现有的虚拟网资源分配方案还难以满足业务需要。申请人在实现本公开的过程中发现，现有的虚拟网资源分配方案存在的主要问题在于：忽略了不同业务对网络的可靠性要求不同的基本特点。现有的虚拟网资源分配方案对于可靠性上，主要从资源的备份方面解决，或者简单在虚拟网请求时，寻找成本最低的分配方案，去满足一次切片需求，而忽略了不同的切片请求，对于可靠性有不同程度的需求，因此，最低成本的分配方案，与备份方案，均不能有效解决对于可靠性的匹配。
有鉴于此，本说明书一个或多个实施例提供了一种虚拟网资源分配方法，具体的，首先在针对5G网络切片请求而建立的映射模型中，对请求资源的每个虚拟网
Figure BDA0002731582940000041
和虚拟节点
Figure BDA0002731582940000042
进行业务优先级上的降序排列，得到代表所述虚拟网
Figure BDA0002731582940000043
优先级
Figure BDA0002731582940000044
和所述和虚拟节点
Figure BDA00027315829400000411
优先级顺序的，降序虚拟网集合
Figure BDA0002731582940000045
和降序虚拟节点集合
Figure BDA0002731582940000046
然后，在同一网络切片请求的映射模型中，对底层节点
Figure BDA0002731582940000047
进行可靠性上的降序排列，得到代表所述底层节点
Figure BDA0002731582940000048
可靠性顺序的，降序底层节点集合
Figure BDA0002731582940000049
基于对底层节点可靠性和虚拟节点优先级的排序，按照可靠性降序对应优先级降序的原则，为虚拟节点
Figure BDA00027315829400000410
分配资源。最后，分别为每两个相连的所述虚拟节点分配最短点底层路径，为虚拟链路分配资源。
可见，本说明书一个或多个实施例提供的虚拟网资源分配方法、装置和电子设备，基于5G核心网vEPC技术的虚拟化网络切片架构下，综合考虑了网络资源的适用性，和可靠性，在不浪费资源的同时取得两者的平衡，使分配的资源，在需求之上，保证了表现效果。
以下，通过具体的实施例来详细说明本说明书一个或多个实施例的技术方案。
参考图1，本说明书一个实施例的虚拟网资源分配方法，包括以下步骤：
步骤S101、针对5G网络切片建立映射模型其中，所述映射模型包括5G底层网络与虚拟网之间资源的映射关系。
在本步骤中，当虚拟网请求底层网络资源时，底层网络为虚拟网分配资源，本实施例中将底层网络为所述虚拟网分配资源的过程定义为虚拟映射，并将5G网络切片下的映射模型定义为：
将虚拟网络由无向带权图Gv＝(Nv,Ev)表示，其中使用Nv表达虚拟节点
Figure BDA0002731582940000051
所在集合，即
Figure BDA0002731582940000052
使用Ev表达虚拟链路所在集合，即
Figure BDA0002731582940000053
Figure BDA0002731582940000054
其中使用
Figure BDA0002731582940000055
表示所述虚拟网上，两个具体的虚拟节点i，j的虚拟链路。其中，在本说明书的实施例中，如两个虚拟节点之间具有虚拟链路，则认为这两个虚拟节点是相连的。
将底层网络为虚拟网分配资源的映射过程表达为：(Nv→NS,Ev→Ps)，其中Ps表达虚拟链路映射的底层路径，底层路径包括多条相连接的底层链路Es。
步骤S102、对所述映射模型中请求资源的每个虚拟网
Figure BDA0002731582940000056
根据其优先级进行降序排列，得到代表所述虚拟网
Figure BDA0002731582940000057
优先级
Figure BDA0002731582940000058
顺序的，降序虚拟网集合
Figure BDA0002731582940000059
进一步的，将虚拟网的可靠性模型从虚拟网业务优先级、和虚拟节点优先级两个方面进行建模；虚拟网业务优先级用于确保关键的业务能够优先分配高可靠的资源，虚拟节点优先级用于保证关键虚拟节点的可靠性，从而提升虚拟网的可靠性。
虚拟网业务优先级方面，在本实施例中，将虚拟网业务优先级表示为
Figure BDA00027315829400000510
其评价参数包括：业务类型、业务体验质量和请求资源量，并分别表达为Pi、QoEi和Rei；因此将具体的虚拟网优先级评价模型定义为：
Figure BDA00027315829400000511
其中，α、α、γ分别是业务类型、业务体验质量、请求的资源量的权重因子。
具体的取值，业务类型Pi包括：一般业务和关键业务；当前虚拟网请求的业务为一般业务时，Pi的取值为0；当前虚拟网请求的业务为关键业务时，Pi的取值则为1；业务体验质量QoEi的取值与具体的网络特性有关，本发明的实施例中，将其取值同一设置为大于零的实数；虚拟网的业务请求资源量Rei的取值定义为虚拟网请求的节点资源和链路资源之和。
步骤S103、对所述每个虚拟网
Figure BDA00027315829400000512
内的虚拟节点
Figure BDA00027315829400000513
根据其优先级进行降序排列，分别得到代表每个虚拟网
Figure BDA00027315829400000514
内各虚拟节点
Figure BDA00027315829400000515
优先级顺序的，降序虚拟节点集合
Figure BDA0002731582940000061
虚拟节点优先级方面，在本实施例中，对虚拟节点优先级的判断，将从虚拟节点的中心度的角度进行评价，因为越处于中心的虚拟节点，通过其的路由数据越多。
具体的，虚拟节点中心度在本实施例中使用
Figure BDA0002731582940000062
表达，并将其定义为：
Figure BDA0002731582940000063
其中，
Figure BDA0002731582940000064
表示虚拟网的节点集合中除节点
Figure BDA0002731582940000065
之外的其他虚拟节点；dij则表示虚拟节点
Figure BDA0002731582940000066
与虚拟节点
Figure BDA0002731582940000067
的最短路径中的链路数量。
利用虚拟网优先级评价模型，对于每个虚拟网
Figure BDA0002731582940000068
计算其优先级
Figure BDA0002731582940000069
并对虚拟网进行降序排列得到降序虚拟网集合
Figure BDA00027315829400000610
利用虚拟节点中心度的定义，对于虚拟网
Figure BDA00027315829400000611
的每个虚拟节点
Figure BDA00027315829400000612
计算其虚拟节点中心度
Figure BDA00027315829400000613
并对虚拟节点进行降序排列得到降序虚拟节点集合
Figure BDA00027315829400000614
步骤S104、对所述映射模型中的底层节点
Figure BDA00027315829400000615
根据其可靠性进行降序排列，得到代表所述底层节点
Figure BDA00027315829400000616
可靠性顺序的，降序底层节点集合
Figure BDA00027315829400000617
在本步骤中，基于步骤S101所建立的映射模型，将底层网络由无向带权图Gs＝(Ns,Es)表示，其中使用Ns表达所述底层节点
Figure BDA00027315829400000618
所在集合，即
Figure BDA00027315829400000619
Figure BDA00027315829400000620
使用Es表达底层链路所在集合，即
Figure BDA00027315829400000621
其中使用
Figure BDA00027315829400000622
表示底层网络上，两个具体的底层节点i，j的底层链路。从5G网络切片下的网络架构模型可知，底层网络节点的可靠性对于虚拟网的可靠性非常关键，底层网络节点的可靠性越高，底层网络的可靠性越高。
本实施例中，从底层网络节点可替代率方面，对底层网络节点的可靠性进行评价，其中，底层网络节点可替代率表示为：
Figure BDA00027315829400000623
并使用重新路由策略的跳数指标进行衡量，使用的计算模型定义为：
Figure BDA00027315829400000624
其中，
Figure BDA00027315829400000625
表示了底层网络节点
Figure BDA00027315829400000626
与节点
Figure BDA00027315829400000627
的互相可替代率，
Figure BDA00027315829400000628
表示底层网络节点
Figure BDA00027315829400000629
在一跳内直接连接的底层网络节点集合。
进一步的，
Figure BDA00027315829400000630
的取值模型定义为：
Figure BDA0002731582940000071
其中，|*|表示该集合包含的节点数量。
由模型可知，
Figure BDA0002731582940000072
的取值越大，则表示了节点
Figure BDA0002731582940000073
与节点
Figure BDA0002731582940000074
的可互相替代的概率越大。当
Figure BDA0002731582940000075
时，说明节点
Figure BDA0002731582940000076
与节点
Figure BDA0002731582940000077
直接相连接。
基于定义底层节点
Figure BDA0002731582940000078
的可替代概率计算模型，
Figure BDA0002731582940000079
的取值越大，表明当前底层节点
Figure BDA00027315829400000710
被其它节点代替的概率越大。此时，当底层节点
Figure BDA00027315829400000711
发生故障时，可以快速被相邻的底层节点代替，从而快速进行故障恢复，保证其上承载的虚拟网的可靠性。
利用底层节点可靠性
Figure BDA00027315829400000712
的计算模型，对于底层网络的每个底层节点
Figure BDA00027315829400000713
计算其可靠性
Figure BDA00027315829400000714
并对底层节点进行降序排列得到降序底层节点集合
Figure BDA00027315829400000715
步骤S105、按照所述可靠性降序对应所述优先级降序的原则，分别为所述虚拟节点
Figure BDA00027315829400000716
分配底层节点；以及分别为每两个相连的所述虚拟节点分配最短底层路径。
在此步骤中，对于降序虚拟网集合
Figure BDA00027315829400000717
中每个虚拟网
Figure BDA00027315829400000718
按顺序依次进行资源分配；对于虚拟网
Figure BDA00027315829400000719
的降序虚拟节点集合
Figure BDA00027315829400000720
中每个虚拟节点
Figure BDA00027315829400000721
从降序底层节点
Figure BDA00027315829400000722
集合中选择满足虚拟节点
Figure BDA00027315829400000723
资源约束，并且可靠性
Figure BDA00027315829400000724
最高的底层节点，为虚拟节点
Figure BDA00027315829400000725
分配底层节点。
进一步的，在本说明书的实施例中，可以使用Dijkstra(迪杰斯特拉)算法分别为每两个相连的虚拟节点分配最短底层路径，也就是分别为虚拟网
Figure BDA00027315829400000726
中的每条虚拟链路分配最短底层路径。具体地，针对每条虚拟链路，可以首先寻找作为这条虚拟链路两个端点的两个虚拟节点所对应底层节点之间最短底层路径，并判断改最短底层路径上的底层链路资源是否满足虚拟链路的资源约束，如满足，则将该最短底层路径分配给该条虚拟链路，然后再继续为下一条虚拟链路分配最短底层路径；如不满足，则进一步使用Dijkstra算法为该条虚拟链路寻找两个虚拟节点所对应底层节点之间的次短底层路径，并在此判断该次短底层路径分配给该条虚拟链路；如不满足，则返回上述寻找次短底层路径的步骤，直至找到满足上述资源约束的次短底层路径，并将找到的次短底层路径分配给该条虚拟链路。
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。
基于同一发明构思，本说明书一个或多个实施例还提供了一种虚拟网资源分配的装置。参考图2，所述高可靠性虚拟资源分配方法的装置，包括：
建立映射模型模块S201，被配置为针对5G网络切片建立映射模型，其中，所述映射模型包括5G底层网络与虚拟网之间资源的映射关系；
虚拟网优先级排序模块S202，，被配置为对所述映射模型中请求资源的每个虚拟网
Figure BDA0002731582940000081
根据其优先级进行降序排列，得到代表所述虚拟网
Figure BDA0002731582940000082
优先级
Figure BDA0002731582940000083
顺序的，降序虚拟网集合
Figure BDA0002731582940000084
虚拟节点优先级排序模块S203，，被配置为对所述每个虚拟网
Figure BDA0002731582940000085
内的虚拟节点
Figure BDA0002731582940000086
根据其优先级进行降序排列，分别得到代表每个虚拟网
Figure BDA0002731582940000087
内各虚拟节点
Figure BDA0002731582940000088
优先级顺序的，降序虚拟节点集合
Figure BDA0002731582940000089
可靠性排序模块S204,，被配置为对所述映射模型中的底层节点
Figure BDA00027315829400000810
根据其可靠性进行降序排列，得到代表所述底层节点
Figure BDA00027315829400000811
可靠性顺序的，降序底层节点集合
Figure BDA00027315829400000812
分配资源模块S205，被配置为按照所述可靠性降序对应所述优先级降序的原则，分别为所述虚拟节点
Figure BDA00027315829400000813
分配底层节点；以及分别为每两个相连的所述虚拟节点分配最短底层路径。
作为一个可选的实施例，所述建立映射模型模块S201，结合图3示出的网络结构，具体被配置为虚拟链路A，即
Figure BDA00027315829400000814
的业务流，开始于客户端A，穿过防火墙，流量均衡器，网络地址转换器，最终到达客户端C；其中防火墙，流量均衡器A，网络地址转换器代表了虚拟网
Figure BDA0002731582940000091
中虚拟链路A上的3个虚拟节点
Figure BDA0002731582940000092
以及
Figure BDA0002731582940000093
虚拟链路B，即
Figure BDA0002731582940000094
的业务流，开始于客户端B，穿过防火墙，流量均衡器B，网关，最终到达客户端D；其中防火墙，流量均衡器，网关代表了虚拟网
Figure BDA0002731582940000095
中虚拟链路B上的3个虚拟节点
Figure BDA0002731582940000096
以及
Figure BDA0002731582940000097
结合虚拟链路A和虚拟链路B，虚拟网Gv业务请求可以表示为无向带权图Gv＝(Nv,Ev),即包含了所有虚拟节点集合和虚拟链路集合的虚拟网集合。参考图3所示，底层节点1，底层节点2，底层节点3，底层节点4，底层节点5以及底层节点6分别表示为
Figure BDA0002731582940000098
和
Figure BDA0002731582940000099
并且互相由底层链路连接，形成包含了多条底层链路Es的底层路径Ps。因此，底层网络为虚拟网分配资源的映射过程表达为：(Nv→NS,Ev→Ps)。
作为一个可选的实施例，所述虚拟网优先级排序模块S202，结合图3示出的网络结构，具体被配置为首先使用优先级评价模型对虚拟网
Figure BDA00027315829400000910
和
Figure BDA00027315829400000911
进行业务优先级上的排序：
Figure BDA00027315829400000912
虚拟网业务优先级的评价方面，在本实施例中，将虚拟网业务优先级分别表示为
Figure BDA00027315829400000913
和
Figure BDA00027315829400000914
其评价参数包括：业务类型、业务体验质量和请求资源量，并分别表达为Pi、QoEi和Rei；其中，α、β、γ分别是业务类型、业务体验质量、请求的资源量的权重因子。
具体的取值，业务类型Pi包括：一般业务和关键业务；当前虚拟网请求的业务为一般业务时，Pi的取值为0；当前虚拟网请求的业务为关键业务时，Pi的取值则为1；业务体验质量QoEi的取值与具体的网络特性有关，本发明的实施例中，将其取值同一设置为大于零的实数；虚拟网的业务请求资源量Rei的取值定义为虚拟网请求的节点资源和链路资源之和。
得到优先级
Figure BDA00027315829400000915
和
Figure BDA00027315829400000916
后，对虚拟网
Figure BDA00027315829400000917
和
Figure BDA00027315829400000918
进行降序排列得到降序虚拟网集合
Figure BDA00027315829400000919
例如，假设
Figure BDA00027315829400000920
则
Figure BDA00027315829400000921
作为一个可选的实施例，所述虚拟节点优先级排序模块S203，结合图3示出的网络结构，具体被配置为分别对两个虚拟网
Figure BDA00027315829400000922
和
Figure BDA00027315829400000923
中的虚拟节点进行优先级排序，在本实施例中，对虚拟节点优先级的判断，将从虚拟节点的中心度的角度进行评价，因为越处于中心的虚拟节点，通过其的路由数据越多。
具体的，虚拟节点中心度在本实施例中使用
Figure BDA0002731582940000101
表达，并将其定义为：
Figure BDA0002731582940000102
其中，
Figure BDA0002731582940000103
表示虚拟网的节点集合中除节点
Figure BDA0002731582940000104
之外的其他虚拟节点；dij则表示虚拟节点
Figure BDA0002731582940000105
与虚拟节点
Figure BDA0002731582940000106
的最短路径中的链路数量。
得到虚拟网
Figure BDA0002731582940000107
中虚拟节点
Figure BDA0002731582940000108
以及
Figure BDA0002731582940000109
的中心度
Figure BDA00027315829400001010
Figure BDA00027315829400001011
以及
Figure BDA00027315829400001012
虚拟网
Figure BDA00027315829400001013
中虚拟节点
Figure BDA00027315829400001014
以及
Figure BDA00027315829400001015
的中心度
Figure BDA00027315829400001016
以及
Figure BDA00027315829400001017
并对虚拟节点进行降序排列得到降序虚拟节点集合
Figure BDA00027315829400001018
和
Figure BDA00027315829400001019
例如，假设
Figure BDA00027315829400001020
且
Figure BDA00027315829400001021
则
Figure BDA00027315829400001022
Figure BDA00027315829400001023
作为一个可选的实施例，所述可靠性排序模块S204，结合图3示出的网络结构，具体被配置为基于模块S201所建立的映射模型，将底层网络由无向带权图Gs＝(Ns,Es)表示，其中使用Ns表达所述底层节点
Figure BDA00027315829400001024
所在集合，即
Figure BDA00027315829400001025
使用Es表达底层链路所在集合，即
Figure BDA00027315829400001026
其中使用
Figure BDA00027315829400001027
表示底层网络上，两个具体的底层节点i，j的底层链路。从5G网络切片下的网络架构模型可知，底层网络节点的可靠性对于虚拟网的可靠性非常关键，底层网络节点的可靠性越高，底层网络的可靠性越高。
本实施例中，从底层网络节点可替代率方面，对底层网络节点的可靠性进行评价，其中，底层网络节点可替代率表示为：
Figure BDA00027315829400001028
并使用重新路由策略的跳数指标进行衡量，使用的计算模型定义为：
Figure BDA00027315829400001029
其中，
Figure BDA00027315829400001030
表示了底层网络节点
Figure BDA00027315829400001031
与节点
Figure BDA00027315829400001032
的互相可替代率，
Figure BDA00027315829400001033
表示底层网络节点
Figure BDA00027315829400001034
在一跳内直接连接的底层网络节点集合。
进一步的，
Figure BDA00027315829400001035
的取值模型定义为：
Figure BDA00027315829400001036
其中，|*|表示该集合包含的节点数量。
由模型可知，
Figure BDA0002731582940000111
的取值越大，则表示了节点
Figure BDA0002731582940000112
与节点
Figure BDA0002731582940000113
的可互相替代的概率越大。当
Figure BDA0002731582940000114
时，说明节点
Figure BDA0002731582940000115
与节点
Figure BDA0002731582940000116
直接相连接。基于定义底层节点
Figure BDA0002731582940000117
的可替代概率计算模型，
Figure BDA0002731582940000118
的取值越大，表明当前底层节点
Figure BDA0002731582940000119
被其它节点代替的概率越大。此时，当底层节点
Figure BDA00027315829400001110
发生故障时，可以快速被相邻的底层节点代替，从而快速进行故障恢复，保证其上承载的虚拟网的可靠性。
由此得到分别代表底层节点
Figure BDA00027315829400001111
和
Figure BDA00027315829400001112
可靠性的
Figure BDA00027315829400001113
Figure BDA00027315829400001114
和
Figure BDA00027315829400001115
并对底层节点进行降序排列得到降序底层节点集合
Figure BDA00027315829400001116
例如，假设
Figure BDA00027315829400001117
则
Figure BDA00027315829400001118
作为一个可选的实施例，作为一个可选的实施例，所述分配资源模块S205，结合图3示出的网络结构，具体被配置为对于降序虚拟网集合
Figure BDA00027315829400001119
中的虚拟网
Figure BDA00027315829400001120
和
Figure BDA00027315829400001121
按顺序依次进行资源分配，也即底层节点的分配；对于虚拟网
Figure BDA00027315829400001122
和
Figure BDA00027315829400001123
的降序虚拟节点集合
Figure BDA00027315829400001124
和
Figure BDA00027315829400001125
中每个虚拟节点：
Figure BDA00027315829400001126
Figure BDA00027315829400001127
以及
Figure BDA00027315829400001128
从降序底层节点
Figure BDA00027315829400001129
集合中选择满足虚拟节点资源约束，并且可靠性最高的底层节点开始，分别为虚拟节点分配底层节点。根据模块S202中得出的虚拟网优先级排序：
Figure BDA00027315829400001130
则
Figure BDA00027315829400001131
也即虚拟网
Figure BDA00027315829400001132
中的所有虚拟节点优先级，高于虚拟网
Figure BDA00027315829400001133
中所有虚拟节点优先级，并结合模块S203中得出的：
Figure BDA00027315829400001134
且
Figure BDA00027315829400001135
Figure BDA00027315829400001136
则
Figure BDA00027315829400001137
进而得出所有虚拟节点的优先级排序为：
Figure BDA00027315829400001138
Figure BDA00027315829400001139
进一步根据模块S204中得出的底层节点可靠性排序：
Figure BDA00027315829400001140
Figure BDA00027315829400001141
则
Figure BDA00027315829400001142
因此，对所有虚拟节点分配底层节点的顺序对应为：
Figure BDA00027315829400001143
对应
Figure BDA00027315829400001144
对应
Figure BDA00027315829400001145
对应
Figure BDA00027315829400001146
Figure BDA00027315829400001147
对应
Figure BDA00027315829400001148
对应
Figure BDA00027315829400001149
对应
Figure BDA00027315829400001150
进一步的，在本说明书的实施例中，可以使用Dijkstra(迪杰斯特拉)算法分别为每两个相连的虚拟节点分配最短底层路径，也就是分别为虚拟网
Figure BDA00027315829400001151
中的每条虚拟链路分配最短底层路径。具体地，针对每条虚拟链路，可以首先寻找作为这条虚拟链路两个端点的两个虚拟节点所对应底层节点之间最短底层路径，并判断改最短底层路径上的底层链路资源是否满足虚拟链路的资源约束，如满足，则将该最短底层路径分配给该条虚拟链路，然后再继续为下一条虚拟链路分配最短底层路径；如不满足，则进一步使用Dijkstra算法为该条虚拟链路寻找两个虚拟节点所对应底层节点之间的次短底层路径，并在此判断该次短底层路径分配给该条虚拟链路；如不满足，则返回上述寻找次短底层路径的步骤，直至找到满足上述资源约束的次短底层路径，并将找到的次短底层路径分配给该条虚拟链路。
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。
基于同一发明构思，本说明书一个或多个实施例还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，所述处理器执行所述程序时实现如上任意一实施例所述的业务对象的展示方法。
图4示出了本实施例所提供的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。
处理器1010可以采用通用的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的技术方案。
存储器1020可以采用ROM(Read Only Memory，只读存储器)、RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。
输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出)，也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。
通信接口1040用于连接通信模块(图中未示出)，以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如USB、网线等)实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、WIFI、蓝牙等)实现通信。
总线1050包括一通路，在设备的各个组件(例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040)之间传输信息。
需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。
本实施例的计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
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)

1.一种虚拟网资源分配方法，包括：
针对5G网络切片建立映射模型，其中，所述映射模型包括5G底层网络与虚拟网之间资源的映射关系；
对所述映射模型中请求资源的每个虚拟网
Figure FDA0003773051470000011
根据其优先级进行降序排列，得到代表所述虚拟网
Figure FDA0003773051470000012
优先级
Figure FDA0003773051470000013
顺序的，降序虚拟网集合
Figure FDA0003773051470000014
对所述每个虚拟网
Figure FDA0003773051470000015
内的虚拟节点
Figure FDA0003773051470000016
根据其优先级进行降序排列，分别得到代表每个虚拟网
Figure FDA0003773051470000017
内各虚拟节点
Figure FDA0003773051470000018
优先级顺序的，降序虚拟节点集合
Figure FDA0003773051470000019
对所述映射模型中的底层节点
Figure FDA00037730514700000110
根据其可靠性进行降序排列，得到代表所述底层节点
Figure FDA00037730514700000111
可靠性顺序的，降序底层节点集合
Figure FDA00037730514700000112
按照所述可靠性降序对应所述虚拟节点
Figure FDA00037730514700000113
优先级降序的原则，分别为所述虚拟节点
Figure FDA00037730514700000114
分配底层节点；以及分别为每两个相连的所述虚拟节点分配最短底层路径；
其中，所述对所述映射模型中请求资源的每个虚拟网
Figure FDA00037730514700000115
根据其优先级进行降序排列，包括，
将具体的虚拟网优先级评价模型定义为：
Figure FDA00037730514700000116
其中，α、β、γ分别是业务类型、业务体验质量、请求的资源量的权重因子，
Figure FDA00037730514700000117
表示虚拟网业务优先级，Pi、QoEi和Rei分别表示业务类型、业务体验质量和请求资源量；
所述业务类型Pi包括：一般业务和关键业务；当前虚拟网请求的业务为一般业务时，Pi的取值为0；当前虚拟网请求的业务为关键业务时，Pi的取值则为1；将所述业务体验质量QoEi的取值设置为大于零的实数；所述业务请求资源量Rei的取值定义为虚拟网请求的节点资源和链路资源之和；
所述对所述每个虚拟网
Figure FDA00037730514700000118
内的虚拟节点
Figure FDA00037730514700000119
根据其优先级进行降序排列，包括：
将虚拟节点中心度定义为：
Figure FDA00037730514700000120
其中，
Figure FDA0003773051470000021
表示虚拟节点中心度，
Figure FDA0003773051470000022
表示虚拟网的节点集合中除节点
Figure FDA0003773051470000023
之外的其他虚拟节点；dij则表示虚拟节点
Figure FDA0003773051470000024
与虚拟节点
Figure FDA0003773051470000025
的最短路径中的链路数量；
利用虚拟节点中心度的定义，对于虚拟网
Figure FDA0003773051470000026
的每个虚拟节点
Figure FDA0003773051470000027
计算其虚拟节点中心度
Figure FDA00037730514700000232
并对虚拟节点进行降序排列得到降序虚拟节点集合
Figure FDA0003773051470000028
其中，按照所述可靠性降序对应所述优先级降序的原则，分别为所述虚拟节点
Figure FDA0003773051470000029
分配底层节点，包括：
按照所述降序虚拟网集合
Figure FDA00037730514700000210
中各个虚拟网的排列顺序，依次为每个虚拟网中的虚拟节点分配底层节点；
其中，对于每个虚拟网，按照所述降序虚拟节点集合
Figure FDA00037730514700000211
中各个虚拟节点的排列顺序，依次为每个虚拟节点从所述降序底层节点集合
Figure FDA00037730514700000212
分配满足所述虚拟节点资源约束且可靠性最高的底层节点。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述映射模型包括：
根据如下模型建立底层网络与虚拟网分配资源的映射关系：
(Nv→NS,Ev→Ps)
其中，所述虚拟网
Figure FDA00037730514700000213
使用无向带权图Gv＝(Nv,Ev)表示，其中Nv和Ev分别代表所述虚拟节点
Figure FDA00037730514700000214
所在集合和包含所述虚拟节点
Figure FDA00037730514700000215
的虚拟链路所在集合；所述底层网络使用无向带权图Gs＝(Ns,Es)表示，其中Ns和Es分别代表所述底层节点
Figure FDA00037730514700000216
所在集合和包含所述底层节点
Figure FDA00037730514700000217
的底层链路所在集合；Ps表达所述虚拟链路映射的底层路径，其中，所述底层路径包括多条相连接的所述底层链路Es；所述资源包括底层节点和底层路径。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述底层节点
Figure FDA00037730514700000218
可靠性，由所述底层节点
Figure FDA00037730514700000219
的可替代概率
Figure FDA00037730514700000220
来衡量；所述可替代概率
Figure FDA00037730514700000221
的模型为：
Figure FDA00037730514700000222
其中所述
Figure FDA00037730514700000223
是所述底层节点
Figure FDA00037730514700000224
与另一底层节点
Figure FDA00037730514700000225
的可互相替代的概率；所述
Figure FDA00037730514700000226
的取值由
Figure FDA00037730514700000227
决定；所述
Figure FDA00037730514700000228
是所述底层节点
Figure FDA00037730514700000229
在一跳内直接连接的底层节点集合；所述
Figure FDA00037730514700000230
是所述底层节点
Figure FDA00037730514700000231
在一跳内直接连接的底层节点集合。
4.一种虚拟网资源分配装置，其中，包括：
建立映射模型模块，被配置为针对5G网络切片建立映射模型，其中，所述映射模型包括5G底层网络与虚拟网之间资源的映射关系；
虚拟网优先级排序模块，被配置为对所述映射模型中请求资源的每个虚拟网
Figure FDA0003773051470000031
根据其优先级进行降序排列，得到代表所述虚拟网
Figure FDA0003773051470000032
优先级
Figure FDA0003773051470000033
顺序的，降序虚拟网集合
Figure FDA0003773051470000034
其中，所述对所述映射模型中请求资源的每个虚拟网
Figure FDA0003773051470000035
根据其优先级进行降序排列，包括，
将具体的虚拟网优先级评价模型定义为：
Figure FDA0003773051470000036
其中，α、β、γ分别是业务类型、业务体验质量、请求的资源量的权重因子，
Figure FDA0003773051470000037
表示虚拟网业务优先级，Pi、QoEi和Rei分别表示业务类型、业务体验质量和请求资源量；
所述业务类型Pi包括：一般业务和关键业务；当前虚拟网请求的业务为一般业务时，Pi的取值为0；当前虚拟网请求的业务为关键业务时，Pi的取值则为1；将所述业务体验质量QoEi的取值设置为大于零的实数；所述业务请求资源量Rei的取值定义为虚拟网请求的节点资源和链路资源之和；
虚拟节点优先级排序模块，被配置为对所述每个虚拟网
Figure FDA0003773051470000038
内的虚拟节点
Figure FDA0003773051470000039
根据其优先级进行降序排列，分别得到代表每个虚拟网
Figure FDA00037730514700000310
内各虚拟节点
Figure FDA00037730514700000311
优先级顺序的，降序虚拟节点集合
Figure FDA00037730514700000312
所述对所述每个虚拟网
Figure FDA00037730514700000313
内的虚拟节点
Figure FDA00037730514700000314
根据其优先级进行降序排列，包括：
将虚拟节点中心度定义为：
Figure FDA00037730514700000315
其中，
Figure FDA00037730514700000316
表示虚拟节点中心度，
Figure FDA00037730514700000317
表示虚拟网的节点集合中除节点
Figure FDA00037730514700000318
之外的其他虚拟节点；dij则表示虚拟节点
Figure FDA00037730514700000319
与虚拟节点
Figure FDA00037730514700000320
的最短路径中的链路数量；
利用虚拟节点中心度的定义，对于虚拟网
Figure FDA00037730514700000321
的每个虚拟节点
Figure FDA00037730514700000322
计算其虚拟节点中心度
Figure FDA0003773051470000041
并对虚拟节点进行降序排列得到降序虚拟节点集合
Figure FDA0003773051470000042
可靠性排序模块，被配置为对所述映射模型中的底层节点
Figure FDA0003773051470000043
根据其可靠性进行降序排列，得到代表所述底层节点
Figure FDA0003773051470000044
可靠性顺序的，降序底层节点集合
Figure FDA0003773051470000045
分配资源模块，被配置为按照所述可靠性降序对应所述虚拟节点
Figure FDA0003773051470000046
优先级降序的原则，分别为所述虚拟节点
Figure FDA0003773051470000047
分配底层节点；以及分别为每两个相连的所述虚拟节点分配最短底层路径；
其中，按照所述可靠性降序对应所述优先级降序的原则，分别为所述虚拟节点
Figure FDA0003773051470000048
分配底层节点，包括：
按照所述降序虚拟网集合
Figure FDA0003773051470000049
中各个虚拟网的排列顺序，依次为每个虚拟网中的虚拟节点分配底层节点；
其中，对于每个虚拟网，按照所述降序虚拟节点集合
Figure FDA00037730514700000410
中各个虚拟节点的排列顺序，依次为每个虚拟节点从所述降序底层节点集合
Figure FDA00037730514700000411
分配满足所述虚拟节点资源约束且可靠性最高的底层节点。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述映射模型包括：一条或多条，两端包含通讯终端的网络请求连接；所述虚拟节点
Figure FDA00037730514700000412
包括：防火墙，网关，网络地址转换器，流量均衡器。
6.一种电子设备，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3任意一项所述的方法。
7.一种非暂态计算机可读存储介质，其中，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1至3任意一项所述方法。
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