CN112929913A - 网络切片下基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复方法 - Google Patents

网络切片下基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复方法 Download PDF

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CN112929913A CN202110352924.8A CN202110352924A CN112929913A CN 112929913 A CN112929913 A CN 112929913A CN 202110352924 A CN202110352924 A CN 202110352924A CN 112929913 A CN112929913 A CN 112929913A
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Abstract

本发明公开了一种网络切片下基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复方法，包括：计算基础网络中故障底层节点的重要度和恢复价值；根据所述故障底层节点的重要度和恢复价值，对所有故障底层节点进行降序排列，并依次对故障底层节点进行恢复；获取不存在故障底层节点的故障虚拟网络；根据路由可生存性，对所述不存在故障底层节点的故障虚拟网络的故障链路进行恢复。本发明从恢复重要节点、恢复割集链路两个维度进行创新，提出基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复算法。在恢复节点时，先恢复损失最大的节点，之后恢复中心节点，有助于恢复更多的链路。在恢复链路时，优先恢复同一割集中未分配的链路，从而提高链路的可生存性。

Description

网络切片下基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复方法
技术领域
本发明涉及电力通信网的故障管理技术领域，特别是涉及一种网络切片下基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复方法、装置、终端设备和计算机可读存储介质。
背景技术
网络虚拟化技术作为5G网络的关键技术，可以将基础网络划分为底层网络和虚拟网络。底层网络为虚拟网络提供资源。虚拟网络通过租用底层网络的资源，承载各种个性化服务。网络切片环境下，不但提高了网络资源利用率，而且能够快速为目标用户提供丰富多样的服务。为了保证服务的可靠性，当底层网络资源出现故障时，快速的虚拟网服务故障恢复算法已成为重要的研究内容。
在恢复资源受限时，现有的故障恢复方法中，恢复资源的数量少，且故障恢复所花费的时间长，因此，如何在有限资源约束下恢复尽可能多的虚拟网服务，已成为一个急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是：提供一种网络切片下基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复方法及装置，本发明从恢复重要节点、恢复割集链路两个维度进行创新，提出基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复算法。在恢复节点时，先恢复损失最大的节点，之后恢复中心节点，有助于恢复更多的链路。在恢复链路时，优先恢复同一割集中未分配的链路，从而提高链路的可生存性。
为了实现上述目的，本发明提供了网络切片下基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复方法，包括：
S1、计算基础网络中故障底层节点的重要度和恢复价值；
S2、根据所述故障底层节点的重要度和恢复价值，对所有故障底层节点进行降序排列，并依次对故障底层节点进行恢复；
S3、获取不存在故障底层节点的故障虚拟网络；
S4、根据路由可生存性，对所述不存在故障底层节点的故障虚拟网络的故障链路进行恢复。
进一步地，所述计故障底层节点的重要度，具体为：
计算故障底层节点的已分配资源量，采用如下公式：
Figure BDA0003002379880000021
其中，
Figure BDA0003002379880000022
表示故障底层节点已分配资源量，
Figure BDA0003002379880000023
表示映射在底层节点
Figure BDA0003002379880000024
上的虚拟节点资源的集合，
Figure BDA0003002379880000025
表示每个底层节点计算资源属性；
计算底层节点的中心度，采用如下公式：
Figure BDA0003002379880000026
Figure BDA0003002379880000027
其中，
Figure BDA0003002379880000028
表示底层节点相连链路已分配资源量；
Figure BDA0003002379880000029
表示节点相连链路已分配链路资源集合；
Figure BDA00030023798800000210
表示虚拟链路的带宽属性；
Figure BDA00030023798800000211
表示底层节点到其它底层节点跳数；
Figure BDA00030023798800000212
表示底层节点的集合，
Figure BDA00030023798800000213
表示底层节点
Figure BDA00030023798800000214
到底层节点
Figure BDA00030023798800000215
的跳数；
计算故障底层节点的集中度，采用如下公式：
Figure BDA00030023798800000216
其中，
Figure BDA00030023798800000217
表示底层节点的集中度，SMAP表示已映射虚拟节点的底层节点的集合；
根据故障节点的已分配的资源量、故障节点的中心度和故障节点的节点集中度，获取故障底层节点的重要度，公式如下：
Figure BDA0003002379880000031
进一步地，所述计算故障底层节点的恢复价值，采用如下公式：
Figure BDA0003002379880000032
其中，Ri为节点故障风险因子；pj表示故障的底层节点与其它故障的底层节点的距离的归一化取值；
Figure BDA0003002379880000033
表示节点
Figure BDA0003002379880000034
的恢复概率。
进一步地，所述根据所述故障底层节点的重要度和恢复价值，对所有故障底层节点进行降序排列，并依次对故障底层节点进行恢复，具体为：
根据所述故障底层节点恢复价值对需要恢复的故障底层节点集合
Figure BDA0003002379880000035
中的故障底层节点进行降序排列，得到排序后的集合
Figure BDA0003002379880000036
从集合
Figure BDA0003002379880000037
中依次恢复，直到可用的节点资源ΩN使用完毕。
进一步地，所述根据路由可生存性，对所述不存在故障底层节点的故障虚拟网络的故障链路进行恢复，具体为：
S41、取出不可用的虚拟链路；
S42、检查是否存在一个包含此条虚拟链路的割集，且在所述割集中包含的某一条虚拟链路已经被映射；
S43、若是，则表示所述割集中已经被映射的虚拟链路的底层链路将被标记；若否，则表示所述虚拟链路需要恢复，执行步骤S45；
S44、判断当前链路是否被映射到已被标记的虚拟链路的底层链路上；若是，则表示所述虚拟链路不具有路由可生存性，需要恢复；若否，则表示所述虚拟链路具有路由可生存性，不需要恢复；
S45、对需要恢复的虚拟链路，采用最短路径算法查找当前虚拟链路的最短路径，若发现所述最短路径中存在故障链路，使用可用的链路恢复资源ΩE进行恢复，直到ΩE资源使用完毕；
S46、判断是否还存在需要恢复的虚拟链路，如是，返回步骤S42。
本发明还提供一种网络切片下基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复装置，其特征在于，包括：计算模块、底层节点恢复模块、获取模块和底层链路恢复模块，其中，
所述计算模块，用于计算基础网络中故障底层节点的重要度和恢复价值；
所述底层节点恢复模块，用于根据所述故障底层节点的重要度和恢复价值，对所有故障底层节点进行降序排列，并依次对故障底层节点进行恢复；
所述获取模块，用于获取不存在故障底层节点的故障虚拟网络；
所述底层链路恢复模块，用于根据路由可生存性，对所述不存在故障底层节点的故障虚拟网络的故障链路进行恢复。
进一步地，所述计算模块，具体用于：
计算故障底层节点的已分配资源量，采用如下公式：
Figure BDA0003002379880000041
其中，
Figure BDA0003002379880000042
表示故障底层节点已分配资源量，
Figure BDA0003002379880000043
表示映射在底层节点
Figure BDA0003002379880000044
上的虚拟节点资源的集合，
Figure BDA0003002379880000045
表示每个底层节点计算资源属性；
计算底层节点的中心度，采用如下公式：
Figure BDA0003002379880000051
Figure BDA0003002379880000052
其中，
Figure BDA0003002379880000053
表示底层节点相连链路已分配资源量；
Figure BDA0003002379880000054
表示节点相连链路已分配链路资源集合；
Figure BDA0003002379880000055
表示虚拟链路的带宽属性；
Figure BDA0003002379880000056
表示底层节点到其它底层节点跳数；
Figure BDA0003002379880000057
表示底层节点的集合，
Figure BDA0003002379880000058
表示底层节点
Figure BDA0003002379880000059
到底层节点
Figure BDA00030023798800000510
的跳数；
计算故障底层节点的集中度，采用如下公式：
Figure BDA00030023798800000511
其中，
Figure BDA00030023798800000512
表示底层节点的集中度，SMAP表示已映射虚拟节点的底层节点的集合；
根据故障节点的已分配的资源量、故障节点的中心度和故障节点的节点集中度，获取故障底层节点的重要度，公式如下：
Figure BDA00030023798800000513
计算故障底层节点的恢复价值，采用如下公式：
Figure BDA00030023798800000514
其中，Ri为节点故障风险因子；pj表示故障的底层节点与其它故障的底层节点的距离的归一化取值；
Figure BDA00030023798800000515
表示节点
Figure BDA00030023798800000516
的恢复概率。
进一步地，所述底层节点恢复模块，具体用于：
根据所述故障底层节点恢复价值对需要恢复的故障底层节点集合
Figure BDA00030023798800000517
中的故障底层节点进行降序排列，得到排序后的集合
Figure BDA00030023798800000518
从集合
Figure BDA00030023798800000519
中依次恢复，直到可用的节点资源ΩN使用完毕。
本发明还提供一种计算机终端设备，包括：一个或多个处理器；存储器，与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述任一项所述的网络切片下基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复方法。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的网络切片下基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复方法。
本发明一种网络切片下基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复方法及装置与现有技术相比，其有益效果在于：
本发明从恢复重要节点、恢复割集链路两个维度进行创新，提出基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复算法。在恢复节点时，先恢复损失最大的节点，之后恢复中心节点，有助于恢复更多的链路。在恢复链路时，优先恢复同一割集中未分配的链路，从而提高链路的可生存性。
附图说明
图1为本发明某一实施例提供的一种网络切片下基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复方法的流程示意图；
图2为本发明为网络规模对算法性能影响分析示意图；
图3为本发明恢复资源数量对算法性能影响分析示意图；
图4为本发明某一实施例提供的一种网络切片下基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。
应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
本发明第一实施例：
如图1－图3所示，本发明实施例的一种网络切片下基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复方法，至少包括如下步骤：
S1、计算基础网络中故障底层节点的重要度和恢复价值；
需要说明的是，网络虚拟化环境下，基础网络被划分为虚拟网络和底层网络。底层网络使用无向带权图GS＝(NS,ES)表示。其中，NS表示底层网络节点，每个底层节点
Figure BDA0003002379880000071
具有计算资源属性，使用
Figure BDA0003002379880000072
表示。ES表示底层网络链路，每条底层网络链路
Figure BDA0003002379880000073
具有带宽属性，使用
Figure BDA0003002379880000074
表示。虚拟网使用无向带权图GV＝(NV,EV)表示。其中，NV表示虚拟网络节点，每个虚拟网络节点
Figure BDA0003002379880000075
具有计算资源属性，使用
Figure BDA0003002379880000076
表示。每条虚拟链路
Figure BDA0003002379880000077
具有带宽属性，使用
Figure BDA0003002379880000078
表示。
虚拟网需要租用底层网络的资源，才能提供虚拟网服务。将虚拟网向底层网络申请资源的过程，称为虚拟网请求。将底层网络为虚拟网分配资源的过程，称为虚拟网到底层网络的映射。使用MN:(NV→NS,EV→PS)表示虚拟网到底层网络的映射。其中，NV→NS表示虚拟网节点集合NV中的虚拟节点被映射到底层网络节点集合NS中的底层节点上。EV→PS表示虚拟网链路集合EV中的虚拟链路被映射到底层网络路径集合PS中的底层路径上。底层网络路径集合PS中的底层路径是由一条及以上的底层链路相连接而构成的底层路径，用于满足虚拟链路的资源请求，此路径的两个端点为虚拟链路两个端点所映射的底层网络节点。
本发明计算每个故障底层节点的重要度，主要通过计算故障的底层节点的已分配的资源量、故障底层节点中心度、故障底层节点集中度三个指标进行分析，节点已分配的资源量使用公式(1)计算。
Figure BDA0003002379880000081
其中，
Figure BDA0003002379880000082
表示映射在底层节点
Figure BDA0003002379880000083
上的虚拟节点资源的集合。
故障底层节点中心度从节点相连链路已分配资源量、故障节点到其它节点跳数两个维度分析。
节点相连链路已分配资源量使用公式(2)计算。
Figure BDA0003002379880000084
其中，
Figure BDA0003002379880000085
表示节点相连链路已分配链路资源集合。
节点到其它节点跳数使用公式(3)计算。
Figure BDA0003002379880000086
其中，
Figure BDA0003002379880000087
表示底层节点的集合，
Figure BDA0003002379880000088
表示底层节点
Figure BDA0003002379880000089
到底层节点
Figure BDA00030023798800000810
的跳数。
节点集中度使用公式(4)计算。
Figure BDA0003002379880000091
其中，SMAP表示已映射虚拟节点的底层节点的集合。
通过对节点已分配的资源量、节点中心度、节点集中度三个指标进行分析，从而得到节点重要度的计算公式(5)。
Figure BDA0003002379880000092
优选的，计算每个故障底层节点的恢复价值，具体为：
对于
Figure BDA0003002379880000093
中的每个底层节点，使用公式(6)计算每个故障的底层节点的节点恢复价值。
节点损失值与节点发生故障的概率相关。节点发生故障的概率越大，当前节点越可能出现故障。将节点
Figure BDA0003002379880000094
发生故障的可能性定义为节点故障风险因子Ri，用于描述节点
Figure BDA0003002379880000095
发生故障的可能性，使用公式(6)计算。
Figure BDA0003002379880000096
其中，pj表示故障的底层节点与其它故障的底层节点的距离的归一化取值。该值越大，表明该故障节点周围故障节点较多。如果恢复当前节点，业务恢复的概率较小。因为该节点周围较多的节点出现故障。此时，如果仅仅修复当前节点，其它节点仍然故障。
Figure BDA00030023798800000910
表示节点
Figure BDA0003002379880000097
的恢复概率，其值由历史经验获得，且与节点
Figure BDA0003002379880000098
的恢复难易程度成反比。如果节点
Figure BDA0003002379880000099
恢复的难度较小，该值较大。
S2、根据所述故障底层节点的重要度和恢复价值，对所有故障底层节点进行降序排列，并依次对故障底层节点进行恢复；
需要说明的是，在本步骤中，首先按照节点恢复价值对需要恢复的故障底层节点集合中的故障节点进行降序排列，得到排序后的集合。
其次，从集合
Figure BDA0003002379880000101
中依次恢复，直到可用的节点资源ΩN使用完毕。
S3、获取不存在故障底层节点的故障虚拟网络；
需要说明的是，通过查找不存在故障底层节点的故障虚拟网络，组成集合
Figure BDA0003002379880000102
在本发明中，其目的是：存在故障底层节点的虚拟网络的虚拟链路不需要恢复，是因为虚拟节点存在故障时，此业务不可用。因此，需要查找不存在故障底层节点的故障虚拟网络，
S4、根据路由可生存性，对所述不存在故障底层节点的故障虚拟网络的故障链路进行恢复。
需要说明的是，在本发明中采用的是基于路由可生存性，对每个虚拟网中的故障链路进行恢复。
本发明研究路由可生存性，所以使用边割集的相关知识，以下简称割集。此处，边割集是指图的链路构成的集合的一个子集，如果此子集中链路都被删除，此时图变为不连通的图。所以，对于一个虚拟网拓扑，如果其虚拟链路被映射的底层链路不属于同一个割集中的底层链路，则当前虚拟网络拓扑具有路由可生存性。基于此，恢复虚拟链路对应的底层链路时，如果优先恢复不属于当前虚拟网络拓扑割集的底层链路，可以提升虚拟网络拓扑的路由可生存性。如果需要恢复的虚拟链路属于虚拟网络拓扑的割集，此时如果割集中存在已被映射的虚拟链路，表明虚拟网络是连通的。
在本发明中，基于路由可生存性，对每个虚拟网中的故障链路进行恢复，具体包括以下步骤(即对
Figure BDA0003002379880000111
中每个虚拟网络
Figure BDA0003002379880000112
的故障链路进行恢复，包括下面6个子步骤)：
S41、取出不可用的虚拟链路；
S42、检查是否存在一个包含此条虚拟链路的割集，且在所述割集中包含的某一条虚拟链路已经被映射；
S43、若是，则表示所述割集中已经被映射的虚拟链路的底层链路将被标记；若否，则表示所述虚拟链路需要恢复，执行步骤S45；
S44、判断当前链路是否被映射到已被标记的虚拟链路的底层链路上；若是，则表示所述虚拟链路不具有路由可生存性，需要恢复；若否，则表示所述虚拟链路具有路由可生存性，不需要恢复；
S45、对需要恢复的虚拟链路，采用最短路径算法查找当前虚拟链路的最短路径，若发现所述最短路径中存在故障链路，使用可用的链路恢复资源进行恢复，直到资源使用完毕；
S46、判断是否还存在需要恢复的虚拟链路，若是，返回步骤S42。
需要说明的是，本发明的一种网络切片下基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复方法整体算法流程如表1所示：
表1基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复算法
Figure BDA0003002379880000113
Figure BDA0003002379880000121
在本发明的某一个实施例中，所述计故障底层节点的重要度，具体为：
计算故障底层节点的已分配资源量，采用如下公式：
Figure BDA0003002379880000131
其中，
Figure BDA0003002379880000132
表示故障底层节点已分配资源量，
Figure BDA0003002379880000133
表示映射在底层节点
Figure BDA0003002379880000134
上的虚拟节点资源的集合，
Figure BDA0003002379880000135
表示每个底层节点计算资源属性；
计算底层节点的中心度，采用如下公式：
Figure BDA0003002379880000136
Figure BDA0003002379880000137
其中，
Figure BDA0003002379880000138
表示底层节点相连链路已分配资源量；
Figure BDA0003002379880000139
表示节点相连链路已分配链路资源集合；
Figure BDA00030023798800001310
表示虚拟链路的带宽属性；
Figure BDA00030023798800001311
表示底层节点到其它底层节点跳数；
Figure BDA00030023798800001312
表示底层节点的集合，
Figure BDA00030023798800001313
表示底层节点
Figure BDA00030023798800001314
到底层节点
Figure BDA00030023798800001315
的跳数；
计算故障底层节点的集中度，采用如下公式：
Figure BDA00030023798800001316
其中，
Figure BDA00030023798800001317
表示底层节点的集中度，SMAP表示已映射虚拟节点的底层节点的集合；
根据故障节点的已分配的资源量、故障节点的中心度和故障节点的节点集中度，获取故障底层节点的重要度，公式如下：
Figure BDA00030023798800001318
在本发明的某一个实施例中，所述计算故障底层节点的恢复价值，采用如下公式：
Figure BDA0003002379880000141
其中，Ri为节点故障风险因子；pj表示故障的底层节点与其它故障的底层节点的距离的归一化取值；
Figure BDA0003002379880000142
表示节点
Figure BDA0003002379880000143
的恢复概率。
在本发明是某一个实施例中，所述根据所述故障底层节点的重要度和恢复价值，对所有故障底层节点进行降序排列，并依次对故障底层节点进行恢复，具体为：
根据所述故障底层节点恢复价值对需要恢复的故障底层节点集合
Figure BDA0003002379880000144
中的故障底层节点进行降序排列，得到排序后的集合
Figure BDA0003002379880000145
从集合
Figure BDA0003002379880000146
中依次恢复，直到可用的节点资源ΩN使用完毕。
进一步地，所述根据路由可生存性，对所述不存在故障底层节点的故障虚拟网络的故障链路进行恢复，具体为：
S41、取出不可用的虚拟链路；
S42、检查是否存在一个包含此条虚拟链路的割集，且在所述割集中包含的某一条虚拟链路已经被映射；
S43、若是，则表示所述割集中已经被映射的虚拟链路的底层链路将被标记；若否，则表示所述虚拟链路需要恢复，执行步骤S45；
S44、判断当前链路是否被映射到已被标记的虚拟链路的底层链路上；若是，则表示所述虚拟链路不具有路由可生存性，需要恢复；若否，则表示所述虚拟链路具有路由可生存性，不需要恢复；
S45、对需要恢复的虚拟链路，采用最短路径算法查找当前虚拟链路的最短路径，若发现所述最短路径中存在故障链路，使用可用的链路恢复资源ΩE进行恢复，直到ΩE资源使用完毕；
S46、判断是否还存在需要恢复的虚拟链路，如是，返回步骤S42。
本发明实施例一种网络切片下基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复方法与现有技术相比，其有益效果在于：
本发明从恢复重要节点、恢复割集链路两个维度进行创新，提出基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复算法。在恢复节点时，先恢复损失最大的节点，之后恢复中心节点，有助于恢复更多的链路。在恢复链路时，优先恢复同一割集中未分配的链路，从而提高链路的可生存性。
本发明第二实施例：
如图2所示，本发明实施例还提供一种网络切片下基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复装置200，其特征在于，包括：计算模块201、底层节点恢复模块202、获取模块203和底层链路恢复模块204，其中，
所述计算模块201，用于计算基础网络中故障底层节点的重要度和恢复价值；
所述底层节点恢复模块202，用于根据所述故障底层节点的重要度和恢复价值，对所有故障底层节点进行降序排列，并依次对故障底层节点进行恢复；
所述获取模块203，用于获取不存在故障底层节点的故障虚拟网络；
所述底层链路恢复模块204，用于根据路由可生存性，对所述不存在故障底层节点的故障虚拟网络的故障链路进行恢复。
在本发明的某一个实施例中，所述计算模块201，具体用于：
计算故障底层节点的已分配资源量，采用如下公式：
Figure BDA0003002379880000151
其中，
Figure BDA0003002379880000161
表示故障底层节点已分配资源量，
Figure BDA0003002379880000162
表示映射在底层节点
Figure BDA0003002379880000163
上的虚拟节点资源的集合，
Figure BDA0003002379880000164
表示每个底层节点计算资源属性；
计算底层节点的中心度，采用如下公式：
Figure BDA0003002379880000165
Figure BDA0003002379880000166
其中，
Figure BDA0003002379880000167
表示底层节点相连链路已分配资源量；
Figure BDA0003002379880000168
表示节点相连链路已分配链路资源集合；
Figure BDA0003002379880000169
表示虚拟链路的带宽属性；
Figure BDA00030023798800001610
表示底层节点到其它底层节点跳数；
Figure BDA00030023798800001611
表示底层节点的集合，
Figure BDA00030023798800001612
表示底层节点
Figure BDA00030023798800001613
到底层节点
Figure BDA00030023798800001614
的跳数；
计算故障底层节点的集中度，采用如下公式：
Figure BDA00030023798800001615
其中，
Figure BDA00030023798800001616
表示底层节点的集中度，SMAP表示已映射虚拟节点的底层节点的集合；
根据故障节点的已分配的资源量、故障节点的中心度和故障节点的节点集中度，获取故障底层节点的重要度，公式如下：
Figure BDA00030023798800001617
计算故障底层节点的恢复价值，采用如下公式：
Figure BDA00030023798800001618
其中，Ri为节点故障风险因子；pj表示故障的底层节点与其它故障的底层节点的距离的归一化取值；
Figure BDA00030023798800001619
表示节点
Figure BDA00030023798800001620
的恢复概率。
在本发明的某一个实施例中，所述底层节点恢复模块202，具体用于：
根据所述故障底层节点恢复价值对需要恢复的故障底层节点集合
Figure BDA0003002379880000171
中的故障底层节点进行降序排列，得到排序后的集合
Figure BDA0003002379880000172
从集合
Figure BDA0003002379880000173
中依次恢复，直到可用的节点资源ΩN使用完毕。
在本发明的某一个实施例中，所述获取模块202，具体用于：获取不存在故障底层节点的故障虚拟网络；
在本发明的某一个实施例中，所述底层链路恢复模块202，具体用于：
S41、取出不可用的虚拟链路；
S42、检查是否存在一个包含此条虚拟链路的割集，且在所述割集中包含的某一条虚拟链路已经被映射；
S43、若是，则表示所述割集中已经被映射的虚拟链路的底层链路将被标记；若否，则表示所述虚拟链路需要恢复，执行步骤S45；
S44、判断当前链路是否被映射到已被标记的虚拟链路的底层链路上；若是，则表示所述虚拟链路不具有路由可生存性，需要恢复；若否，则表示所述虚拟链路具有路由可生存性，不需要恢复；
S45、对需要恢复的虚拟链路，采用最短路径算法查找当前虚拟链路的最短路径，若发现所述最短路径中存在故障链路，使用可用的链路恢复资源ΩE进行恢复，直到ΩE资源使用完毕；
S46、判断是否还存在需要恢复的虚拟链路，若是，返回步骤S42。
本发明第三实施例：
本发明实施例还提供一种计算机终端设备，包括：一个或多个处理器；
存储器，与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述任一项所述的网络切片下基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复方法。
需要说明的是，所述处理器可以是中央处理单元(CentralProcessingUnit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field－ProgrammableGateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，通用处理器可以是微处理器，或者所述处理器也可以是任何常规的处理器，所述处理器是所述终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接所述终端设备的各个部分。
所述存储器主要包括程序存储区和数据存储区，其中，程序存储区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等，数据存储区可存储相关数据等。此外，所述存储器可以是高速随机存取存储器，还可以是非易失性存储器，例如插接式硬盘，智能存储卡(SmartMediaCard，SMC)、安全数字(SecureDigital，SD)卡和闪存卡(FlashCard)等，或所述存储器也可以是其他易失性固态存储器件。
需要说明的是，上述终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器，本领域技术人员可以理解，上述终端设备仅仅是示例，并不构成对终端设备的限定，可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件。
本发明第四实施例：
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的网络切片下基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复方法。
需要说明的是，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元(如计算机程序、计算机程序)，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述终端设备中的执行过程。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种网络切片下基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复方法，其特征在于，包括：
S1、计算基础网络中故障底层节点的重要度和恢复价值；
S2、根据所述故障底层节点的重要度和恢复价值，对所有故障底层节点进行降序排列，并依次对故障底层节点进行恢复；
S3、获取不存在故障底层节点的故障虚拟网络；
S4、根据路由可生存性，对所述不存在故障底层节点的故障虚拟网络的故障链路进行恢复。
2.根据权利要求1所述的网络切片下基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复方法，其特征在于，所述计算故障底层节点的重要度，具体为：
计算故障底层节点的已分配资源量，采用如下公式：
Figure FDA0003002379870000011
其中，
Figure FDA0003002379870000012
表示故障底层节点已分配资源量，
Figure FDA0003002379870000013
表示映射在底层节点
Figure FDA0003002379870000014
上的虚拟节点资源的集合，
Figure FDA0003002379870000015
表示每个底层节点计算资源属性；
计算底层节点的中心度，采用如下公式：
Figure FDA0003002379870000016
Figure FDA0003002379870000017
其中，
Figure FDA0003002379870000018
表示底层节点相连链路已分配资源量；
Figure FDA0003002379870000019
表示节点相连链路已分配链路资源集合；
Figure FDA00030023798700000110
表示虚拟链路的带宽属性；
Figure FDA0003002379870000021
表示底层节点到其它底层节点跳数；
Figure FDA0003002379870000022
表示底层节点的集合，
Figure FDA0003002379870000023
表示底层节点
Figure FDA0003002379870000024
到底层节点
Figure FDA0003002379870000025
的跳数；
计算故障底层节点的集中度，采用如下公式：
Figure FDA0003002379870000026
其中，
Figure FDA0003002379870000027
表示底层节点的集中度，SMAP表示已映射虚拟节点的底层节点的集合；
根据故障节点的已分配的资源量、故障节点的中心度和故障节点的节点集中度，获取故障底层节点的重要度，公式如下：
Figure FDA0003002379870000028
3.根据权利要求1所述的网络切片下基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复方法，其特征在于，所述计算故障底层节点的恢复价值，采用如下公式：
Figure FDA0003002379870000029
其中，Ri为节点故障风险因子；pj表示故障的底层节点与其它故障的底层节点的距离的归一化取值；
Figure FDA00030023798700000214
表示节点
Figure FDA00030023798700000210
的恢复概率。
4.根据权利要求1所述的网络切片下基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复方法，其特征在于，所述根据所述故障底层节点的重要度和恢复价值，对所有故障底层节点进行降序排列，并依次对故障底层节点进行恢复，具体为：
根据所述故障底层节点恢复价值对需要恢复的故障底层节点集合
Figure FDA00030023798700000211
中的故障底层节点进行降序排列，得到排序后的集合
Figure FDA00030023798700000212
从集合
Figure FDA00030023798700000213
中依次恢复，直到可用的节点资源ΩN使用完毕。
5.根据权利要求1所述的网络切片下基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复方法，其特征在于，所述根据路由可生存性，对所述不存在故障底层节点的故障虚拟网络的故障链路进行恢复，具体为：
S41、取出不可用的虚拟链路；
S42、检查是否存在一个包含此条虚拟链路的割集，且在所述割集中包含的某一条虚拟链路已经被映射；
S43、若是，则表示所述割集中已经被映射的虚拟链路的底层链路将被标记；若否，则表示所述虚拟链路需要恢复，执行步骤S45；
S44、判断当前链路是否被映射到已被标记的虚拟链路的底层链路上；若是，则表示所述虚拟链路不具有路由可生存性，需要恢复；若否，则表示所述虚拟链路具有路由可生存性，不需要恢复；
S45、对需要恢复的虚拟链路，采用最短路径算法查找当前虚拟链路的最短路径，若发现所述最短路径中存在故障链路，使用可用的链路恢复资源ΩE进行恢复，直到ΩE资源使用完毕；
S46、判断是否还存在需要恢复的虚拟链路，若是，返回步骤S42。
6.一种网络切片下基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复装置，其特征在于，包括：计算模块、底层节点恢复模块、获取模块和底层链路恢复模块，其中，
所述计算模块，用于计算基础网络中故障底层节点的重要度和恢复价值；
所述底层节点恢复模块，用于根据所述故障底层节点的重要度和恢复价值，对所有故障底层节点进行降序排列，并依次对故障底层节点进行恢复；
所述获取模块，用于获取不存在故障底层节点的故障虚拟网络；
所述底层链路恢复模块，用于根据路由可生存性，对所述不存在故障底层节点的故障虚拟网络的故障链路进行恢复。
7.根据权利要求6所述的网络切片下基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复装置，所述计算模块，具体用于：
计算故障底层节点的已分配资源量，采用如下公式：
Figure FDA0003002379870000041
其中，
Figure FDA0003002379870000042
表示故障底层节点已分配资源量，
Figure FDA0003002379870000043
表示映射在底层节点
Figure FDA0003002379870000044
上的虚拟节点资源的集合，
Figure FDA0003002379870000045
表示每个底层节点计算资源属性；
计算底层节点的中心度，采用如下公式：
Figure FDA0003002379870000046
Figure FDA0003002379870000047
其中，
Figure FDA0003002379870000048
表示底层节点相连链路已分配资源量；
Figure FDA0003002379870000049
表示节点相连链路已分配链路资源集合；
Figure FDA00030023798700000410
表示虚拟链路的带宽属性；
Figure FDA00030023798700000411
表示底层节点到其它底层节点跳数；
Figure FDA00030023798700000412
表示底层节点的集合，
Figure FDA00030023798700000413
表示底层节点
Figure FDA00030023798700000414
到底层节点
Figure FDA00030023798700000415
的跳数；
计算故障底层节点的集中度，采用如下公式：
Figure FDA00030023798700000416
其中，
Figure FDA0003002379870000051
表示底层节点的集中度，SMAP表示已映射虚拟节点的底层节点的集合；
根据故障节点的已分配的资源量、故障节点的中心度和故障节点的节点集中度，获取故障底层节点的重要度，公式如下：
Figure FDA0003002379870000052
计算故障底层节点的恢复价值，采用如下公式：
Figure FDA0003002379870000053
其中，Ri为节点故障风险因子；pj表示故障的底层节点与其它故障的底层节点的距离的归一化取值；
Figure FDA0003002379870000054
表示节点
Figure FDA0003002379870000055
的恢复概率。
8.根据权利要求6所述的网络切片下基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复装置，其特征在于，所述底层节点恢复模块，具体用于：
根据所述故障底层节点恢复价值对需要恢复的故障底层节点集合
Figure FDA0003002379870000056
中的故障底层节点进行降序排列，得到排序后的集合
Figure FDA0003002379870000057
从集合
Figure FDA0003002379870000058
中依次恢复，直到可用的节点资源ΩN使用完毕。
9.一种计算机终端设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储器，与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至5任一项所述的网络切片下基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的网络切片下基于路由可生存性的虚拟网服务故障恢复方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113572639A (zh) * 2021-07-19 2021-10-29 广东电网有限责任公司 一种载波网络故障的诊断方法、系统、设备和介质
CN113572639B (zh) * 2021-07-19 2023-09-05 广东电网有限责任公司 一种载波网络故障的诊断方法、系统、设备和介质

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