CN113301583B - 网络切片的重映射方法、装置以及存储介质 - Google Patents

网络切片的重映射方法、装置以及存储介质 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种网络切片的重映射方法、装置以及存储介质，其中的方法包括：如果用于建立网络切片的虚拟网络请求被拒绝，则根据预映射生成相应的物理节点迁移集合，基于迁移代价生成需要迁移的第一虚拟节点的虚拟节点迁移集合；确定每个第一虚拟节点的迁移目标物理节点候选集合并进行迁移处理，更新物理网络中的物理拓扑信息，并在物理网络中对虚拟网络请求进行重映射处理。本公开的方法、装置以及存储介质，通过迁移物理节点上承载的已经部署的网络切片的虚拟节点来优化底层网络的资源分配，使得被拒绝的网络切片的虚拟网络可以成功映射在物理网络上，从而提升网络切片接收率和底层物理网络资源的利用率。

Description

网络切片的重映射方法、装置以及存储介质
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种网络切片的重映射方法、装置以及存储介质。
背景技术
5G网络切片技术将业务对应的虚拟网络映射到底层实体物理网络上，其关键问题是虚拟网络映射问题，但虚拟网络映射存在以下问题：a)由于对虚拟网络映射的节点选择不合适而使得虚拟网络请求接受率和底层物理网络资源利用率比较低；b)在虚拟网络请求遭到拒绝时，没有合适的重映射方案来动态调整底层资源以满足新的虚拟网络请求。对于目前虚拟网络映射系统中存在的主要问题，可以通过迁移已经部署的虚拟网络节点，动态分配底层物理网络资源以满足新的网络切片虚拟网络请求。但是，现有技术中未提供通过迁移已经部署的虚拟网络节点，从而能够成功映射被拒绝的虚拟网络请求的技术方案。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种网络切片的重映射方法、装置以及存储介质。
根据本公开的一个方面，提供一种网络切片的重映射方法，包括：如果用于建立网络切片的虚拟网络请求被拒绝，则获取物理网络中与所述虚拟网络请求相对应的、资源不足的第一物理节点，生成物理节点迁移集合；计算所述物理节点迁移集合中的每个第一物理节点上已经承载的虚拟节点的迁移代价，基于所述迁移代价生成需要迁移的第一虚拟节点的虚拟节点迁移集合；确定与所述虚拟节点迁移集合中的每个第一虚拟节点相对应的迁移目标物理节点候选集合；根据所述迁移目标物理节点候选集合对所述第一虚拟节点进行迁移处理，用以更新所述物理网络中的物理拓扑信息，并在所述物理网络中对所述虚拟网络请求进行重映射处理。
可选地，如果所述虚拟网络请求被拒绝，判断所述物理网络的剩余资源总和是否大于所述虚拟网络请求的需求资源总和；如果是，则获取所述物理节点迁移集合。
可选地，所述获取物理网络中与所述虚拟网络请求相对应的、资源不足的第一物理节点，生成物理节点迁移集合包括：在所述物理网络中对所述虚拟网络请求进行预映射处理，获取所述虚拟网络请求所请求的第二虚拟节点所要映射的物理节点的位置和资源信息，用以获取所述物理节点迁移集合。
可选地，所述获取所述网络切片的第二虚拟节点所要映射的物理节点的位置和资源信息，用以获取所述物理节点迁移集合包括：计算所述物理网络中的物理节点的资源利用率；根据所述第二虚拟节点的请求资源信息和拓扑信息，获得所述第二虚拟节点的映射顺序；根据所述资源利用率和所述拓扑信息，获取与所述第二虚拟节点相对应的迁移目标物理节点候选集合；根据所述映射顺序和所述物理节点获选集合对所述第二虚拟节点进行映射处理，基于映射结果生成所述物理节点迁移集合；在对所述第二虚拟节点进行映射处理后，为与所述第二虚拟节点邻接的虚拟链路选择满足带宽要求的物理路径。
可选地，所述计算所述物理节点迁移集合中的每个第一物理节点上已经承载的虚拟节点的迁移代价，基于所述迁移代价生成需要迁移的第一虚拟节点的虚拟节点迁移集合包括：获得所述物理节点迁移集合中的每个第一物理节点上承载的虚拟节点的剩余存活时间，如果所述剩余存活时间大于迁移门限值，则确定此虚拟节点满足时间门限要求；计算满足时间门限要求的所述第一虚拟节点的迁移代价；将满足时间门限要求的所述第一虚拟节点放入与所述第一物理节点相对应的虚拟节点迁移集合中，并按照所述迁移代价进行升序排列。
可选地，所述确定与所述虚拟节点迁移集合中的每个第一虚拟节点相对应的迁移目标物理节点候选集合包括：获取与所述虚拟节点迁移集合中的每个第一虚拟节点相对应的虚拟邻居节点集合；获得所述虚拟邻居节点集合中的每个虚拟邻居节点映射的物理节点以及物理邻居节点，将此物理节点以及物理邻居节点放入与所述第一虚拟节点相对应的迁移目标物理节点候选集合中；将与所述第一虚拟节点映射的物理节点之间的距离小于预设的距离阈值的其他物理节点放入所述迁移目标物理节点候选集合中；判断所述迁移目标物理节点候选集合中是否存在与所述物理节点迁移集合中的第一物理节点重合的第二物理节点，如果是，则去除此第二物理节点，将所述迁移目标物理节点候选集合中剩余的第二物理节点按照资源利用率进行排列。
可选地，所述根据所述迁移目标物理节点候选集合对所述第一虚拟节点进行迁移处理，用以更新所述物理网络中的物理拓扑信息包括：依次选取所述物理节点迁移集合中的第一物理节点，获取与所述第一物理节点相对应的虚拟节点迁移集合；获取与所述虚拟节点迁移集合中的第一虚拟节点相对应的所述迁移目标物理节点候选集合；依次选取所述迁移目标物理节点候选集合中的所述第二物理节点，判断所述第二物理节点的剩余资源是否满足所述第一虚拟节点的资源需求，如果是，则对所述第一虚拟节点进行迁移处理并更新所述物理网络的拓扑信息。
可选地，所述在所述物理网络中对所述虚拟网络请求进行重映射处理包括：如果每个所述第一物理节点的剩余资源满足对应的所述第二虚拟节点的资源需求，则对所述虚拟网络请求进行重映射处理，用以建立所述网络切片。
根据本公开的另一方面，提供一种网络切片的重映射装置，包括：物理节点获取模块，用于如果用于建立网络切片的虚拟网络请求被拒绝，则获取物理网络中与所述虚拟网络请求相对应的、资源不足的第一物理节点，生成物理节点迁移集合；虚拟节点获取模块，用于计算所述物理节点迁移集合中的每个第一物理节点上已经承载的虚拟节点的迁移代价，基于所述迁移代价生成需要迁移的第一虚拟节点的虚拟节点迁移集合；迁移目标确定模块，用于确定与所述虚拟节点迁移集合中的每个第一虚拟节点相对应的迁移目标物理节点候选集合；迁移和映射处理模块，用于根据所述迁移目标物理节点候选集合对所述第一虚拟节点进行迁移处理，更新所述物理网络中的物理拓扑信息，并在所述物理网络中对所述虚拟网络请求进行重映射处理。
可选地，资源需求确定模块，用于如果所述虚拟网络请求被拒绝，判断所述物理网络的剩余资源总和是否大于所述虚拟网络请求的需求资源总和；所述物理节点获取模块，还用于如果所述物理网络的剩余资源总和大于所述虚拟网络请求的需求资源总和，则获取所述物理节点迁移集合。
可选地，所述物理节点获取模块，用于在所述物理网络中对所述虚拟网络请求进行预映射处理，获取所述虚拟网络请求所请求的第二虚拟节点所要映射的物理节点的位置和资源信息，用以获取所述物理节点迁移集合。
可选地，所述物理节点获取模块，包括：资源利用率计算单元，用于计算所述物理网络中的物理节点的资源利用率；候选集合获取单元，用于根据所述第二虚拟节点的请求资源信息和拓扑信息，获得所述第二虚拟节点的映射顺序；根据所述资源利用率和所述拓扑信息，获取与所述第二虚拟节点相对应的迁移目标物理节点候选集合；迁移集合获取单元，用于根据所述映射顺序和所述物理节点获选集合对所述第二虚拟节点进行映射处理，基于映射结果生成所述物理节点迁移集合；在对所述第二虚拟节点进行映射处理后，为与所述第二虚拟节点邻接的虚拟链路选择满足带宽要求的物理路径。
可选地，所述虚拟节点获取模块，包括：节点时间判断单元，用于获得所述物理节点迁移集合中的每个第一物理节点上承载的虚拟节点的剩余存活时间，如果所述剩余存活时间大于迁移门限值，则确定此虚拟节点满足时间门限要求；迁移代价计算单元，用于计算满足时间门限要求的所述第一虚拟节点的迁移代价；迁移节点获取单元，用于将满足时间门限要求的所述第一虚拟节点放入与所述第一物理节点相对应的虚拟节点迁移集合中，并按照所述迁移代价进行升序排列。
可选地，所述迁移目标确定模块，包括：候选目标获取单元，用于获取与所述虚拟节点迁移集合中的每个第一虚拟节点相对应的虚拟邻居节点集合；获得所述虚拟邻居节点集合中的每个虚拟邻居节点映射的物理节点以及物理邻居节点，将此物理节点以及物理邻居节点放入与所述第一虚拟节点相对应的迁移目标物理节点候选集合中；将与所述第一虚拟节点映射的物理节点之间的距离小于预设的距离阈值的其他物理节点放入所述迁移目标物理节点候选集合中；候选目标处理单元，用于判断所述迁移目标物理节点候选集合中是否存在与所述物理节点迁移集合中的第一物理节点重合的第二物理节点，如果是，则去除此第二物理节点，将所述迁移目标物理节点候选集合中剩余的第二物理节点按照资源利用率进行排列。
可选地，所述迁移和映射处理模块，包括：信息获取单元，用于依次选取所述物理节点迁移集合中的第一物理节点，获取与所述第一物理节点相对应的虚拟节点迁移集合；获取与所述虚拟节点迁移集合中的第一虚拟节点相对应的所述迁移目标物理节点候选集合；迁移处理单元，用于依次选取所述迁移目标物理节点候选集合中的所述第二物理节点，判断所述第二物理节点的剩余资源是否满足所述第一虚拟节点的资源需求，如果是，则对所述第一虚拟节点进行迁移处理并更新所述物理网络的拓扑信息。
可选地，所述迁移和映射处理模块，还包括：重映射处理单元，如果每个所述第一物理节点的剩余资源满足对应的所述第二虚拟节点的资源需求，则对所述虚拟网络请求进行重映射处理，用以建立所述网络切片。
根据本公开的又一方面，提供一种网络切片的重映射装置，包括：存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如上所述的方法。
根据本公开的再一方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行如上所述的方法。
本公开的网络切片的重映射方法、装置以及存储介质，在虚拟网络请求遭到系统拒绝时，获得物理网络的资源欠缺的物理节点，通过迁移物理节点上承载的已经部署的网络切片的虚拟节点来优化底层网络的资源分配，使得被拒绝的网络切片的虚拟网络可以成功映射在物理网络上，从而提升网络切片接收率和底层物理网络资源的利用率，能够有效提升网络重映射成功的概率和系统的整体接收率。
附图说明
为了更清楚地说明本公开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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为虚拟网络映射系统的示意图；
图2为根据本公开的网络切片的重映射方法的一个实施例的流程示意图；
图3为根据本公开的网络切片的重映射方法的一个实施例中的资源预估的流程示意图；
图4为根据本公开的网络切片的重映射方法的一个实施例中的生成物理节点迁移集合的流程示意图；
图5为根据本公开的网络切片的重映射方法的一个实施例中的生成虚拟节点迁移集合的流程示意图；
图6为根据本公开的网络切片的重映射方法的一个实施例中的生成迁移目标物理节点候选集合的流程示意图；
图7为根据本公开的网络切片的重映射方法的一个实施例中的进行迁移处理的流程示意图；
图8为根据本公开的网络切片的重映射装置的一个实施例的模块示意图；
图9为根据本公开的网络切片的重映射装置的另一个实施例的模块示意图；
图10为根据本公开的网络切片的重映射装置的一个实施例中的物理节点获取模块的模块示意图；
图11为根据本公开的网络切片的重映射装置的一个实施例中的虚拟节点获取模块的模块示意图；
图12为根据本公开的网络切片的重映射装置的一个实施例中的迁移目标确定模块的模块示意图；
图13为根据本公开的网络切片的重映射装置的一个实施例中的迁移和映射处理模块的模块示意图；
图14为根据本公开的网络切片的重映射装置的又一个实施例的模块示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本公开进行更全面的描述，其中说明本公开的示例性实施例。下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
下文中的“第一”、“第二”等，仅用于描述上相区别，并没有其他特殊的含义。
本公开的网络切片的重映射方法，用于5G网络中，在用于建立网络切片的虚拟网络请求被拒绝时，重新配置物理网络上已部署的网络切片占用的物理网络资源，使得被拒绝的虚拟网络请求(网络切片请求)能够被重新接受。
本公开中的虚拟节点迁移是指在满足已映射的网络切片服务等级协议(SLA)需求的条件下，改变虚拟节点以及相邻链路在物理网络中的映射位置。虚拟节点迁移可以优化物理网络资源的分配，使得调整后的物理网络能够重新接收被拒绝的网络切片请求，并最终达到提高虚拟网络映射成功率和底层物理资源的利用率的目的。
本公开的网络切片的重映射方法应用在网络切片资源分配系统中，用于重映射被拒绝掉的虚拟网络切片请求。网络切片资源分配系统如图1所示，网络功能虚拟化协调器NFVO：主要负责网络服务编排和网络生命周期管理，以及跨多个VIM编制NFVI资源。网络服务编排功能调用VNFM的资源编排功能，将VNF实例作为网络服务进行协调，这些网络服务共同实现更复杂的功能，包括联合实例化和配置不同VNFs之间的连接以及管理配置的动态变化。
虚拟网络功能管理器VNFM：负责虚拟资源创建和生命周期管理，当系统接收到新的虚拟网络切片资源请求时为每个虚拟网络功能创建相应的虚拟资源，当虚拟节点迁移之后结束其所占用的虚拟资源。虚拟基础设施管理器VIM：负责控制和管理NFVI计算、存储和网络资源。协调NFVI资源的分配、升级、发布、回收，优化资源的使用。当系统进行节点迁移时需要回收原本占用的物理节点的资源并在为迁移后的节点分配新的物理资源。
SDN控制器：基于SDN和NFV的网络切片架构中的“转换单元”，可以按照指定的虚拟网络映射算法实现虚拟网络资源和真实物理资源之间的映射，负责网络中的流量控制。当虚拟节点发生迁移时，其相连的链路信息也随之改变，SDN控制器需要修改流表控制交换机发送数据包。
图1为根据本公开的网络切片的重映射方法的一个实施例的流程示意图，如图1所示：
步骤101，如果用于建立网络切片的虚拟网络请求被拒绝，则获取物理网络中与虚拟网络请求相对应的、资源不足的第一物理节点，生成物理节点迁移集合。
步骤102，计算物理节点迁移集合中的每个第一物理节点上已经承载的虚拟节点的迁移代价，基于迁移代价生成需要迁移的第一虚拟节点的虚拟节点迁移集合。
步骤103，确定与虚拟节点迁移集合中的每个第一虚拟节点相对应的迁移目标物理节点候选集合。
步骤104，根据迁移目标物理节点候选集合对第一虚拟节点进行迁移处理，用以更新物理网络中的物理拓扑信息，并在物理网络中对虚拟网络请求进行重映射处理。
现有的网络重映射方案是以负载均衡为目标，可以一定程度上解决底层网络动态变化时产生的资源碎片化问题，但这样的动态调整并不能保证被拒绝的虚拟网络请求可以重新映射在物理网络上。
上述实施例中的网络切片的重映射方法，在虚拟网络请求遭到系统拒绝时，获得底层网络的资源欠缺的物理节点，通过迁移物理节点上承载的已经部署的网络切片的虚拟节点来优化底层网络的资源分配，使得被拒绝的网络切片虚拟网络可以成功映射在物理网络上，从而提升网络切片接收率和底层物理网络资源的利用率，优化了物理资源的利用，最终提升运营商的收益。
在一个实施例中，如果虚拟网络请求被拒绝，判断物理网络的剩余资源总和是否大于虚拟网络请求的需求资源总和；如果是，则获取物理节点迁移集合。资源包括硬件资源等，硬件资源包括计算硬件、存储硬件、网络硬件等，用以运行虚拟机，承载虚拟网络请求。
可以通过资源预估确定在极限情况下物理网络剩余的资源能否满足被拒绝的虚拟网络请求所需的资源；只有当剩余的资源之和大于虚拟网络请求的资源总需求之时，才可能通过调整资源分配成功映射被拒绝的虚拟网络，否则，在最优的资源分配策略下也无法满足资源请求，不必再进行重映射。
实体物理网络模型使用图GI(NI,EI)表示，其中，NI表示物理网络节点，每个节点用
Figure BDA0002388981810000091
表示，EI表示物理网元间的物理传输链路。被拒绝的网络切片对应的虚拟网络模型使用图GS(NS,ES)表示，其中，NS表示虚拟网络功能节点(虚拟节点)的集合，每个虚拟节点用/>
Figure BDA0002388981810000092
表示，ES表示虚拟节点间的虚拟链路。
计算虚拟网络请求所需资源总和及物理网络剩余总计算资源，判断虚拟网络资源请求是否符合物理资源的限制，确定是否进行重映射，判别式如下：
Figure BDA0002388981810000101
其中，
Figure BDA0002388981810000102
和/>
Figure BDA0002388981810000103
分别表示虚拟网络中每个节点的请求资源和物理网络中每个节点的剩余资源；|NV|和|NI|分别表示虚拟节点和物理节点的个数。如果上式(1-1)不成立，则资源永远无法满足要求，不必再进行重映射。
在一个实施例中，在物理网络中对虚拟网络请求进行预映射处理，获取虚拟网络请求所请求的第二虚拟节点所要映射的物理节点的位置和资源信息，用以获取物理节点迁移集合。例如，通过虚拟网络预映射确定每个第二虚拟节点所要映射的物理节点的位置和其资源信息，确定资源欠缺的物理节点迁移集合R。
图4为根据本公开的网络切片的重映射方法的一个实施例中的生成物理节点迁移集合的流程示意图，如图4所示：
步骤401，计算物理网络中的物理节点的资源利用率。
例如，计算当前情况下每个物理节点的资源利用率为：
Figure BDA0002388981810000104
其中，
Figure BDA0002388981810000105
表示物理节点已使用资源；/>
Figure BDA0002388981810000106
表示物理节点的总的可用资源。
步骤402，根据第二虚拟节点的请求资源信息和拓扑信息，获得第二虚拟节点的映射顺序。
例如，根据当前网络切片请求的第二虚拟节点的资源请求和拓扑信息计算每个第二虚拟节点的重要度，可以使用现有的多种方法根据资源请求和拓扑信息计算每个第二虚拟节点的重要度，以及基于重要度获得第二虚拟节点的映射顺序。例如，基于第二虚拟节点的重要度建立广度优先搜索树，为搜索树每层排序得到该网络切片中的第二虚拟节点的映射顺序。
步骤403，根据资源利用率和拓扑信息，获取与第二虚拟节点相对应的迁移目标物理节点候选集合。
步骤404，根据映射顺序和物理节点获选集合对第二虚拟节点进行映射处理，基于映射结果生成物理节点迁移集合。
例如，可以使用现有的多种方法，依据物理网络中的每个物理节点的资源利用率和拓扑信息为第二虚拟节点选择合适的迁移目标物理节点候选集合并依次映射。如果找不到满足要求的物理节点时，则假设将第二虚拟节点映射在迁移目标物理节点候选集合中的第一个节点上，将此节点放入物理节点迁移集合R中，并根据资源请求和剩余资源的差值对物理节点迁移集合R排序。
步骤405，在对第二虚拟节点进行映射处理后，为与第二虚拟节点邻接的虚拟链路选择满足带宽要求的物理路径。
可以使用现有的多种方法选择满足带宽要求的物理路径。例如，在每映射一个第二虚拟节点之后，使用最短路径算法为其邻接的虚拟链路选择满足带宽要求的物理路径。
图5为根据本公开的网络切片的重映射方法的一个实施例中的生成虚拟节点迁移集合的流程示意图，如图5所示：
步骤501，获得物理节点迁移集合中的每个第一物理节点上承载的虚拟节点的剩余存活时间，如果剩余存活时间大于迁移门限值，则确定此虚拟节点满足时间门限要求。
步骤502，计算满足时间门限要求的第一虚拟节点的迁移代价。
步骤503，将满足时间门限要求的第一虚拟节点放入与第一物理节点相对应的虚拟节点迁移集合中，并按照迁移代价进行升序排列。
例如，计算物理节点迁移集合R中每个第一物理节点上承载的虚拟节点的迁移代价，对于物理节点迁移集合R中每个第一物理节点
Figure BDA0002388981810000111
上承载的虚拟节点，确定其剩余存活时间是否大于迁移门限值Th；需要进行重映射迁移的虚拟节点，是已经成功部署的网络切片的虚拟节点，对于已经映射在物理节点/>
Figure BDA0002388981810000112
上的虚拟节点，将其标记为/>
Figure BDA0002388981810000113
定义其迁移代价。可以使用多种方法计算迁移代价，例如，迁移代价为：
Figure BDA0002388981810000114
其中，
Figure BDA0002388981810000121
表示与虚拟节点/>
Figure BDA0002388981810000122
相连接的虚拟链路，/>
Figure BDA0002388981810000123
代表虚拟链路的请求带宽。
将物理节点迁移集R中每个第一物理节点上满足时间门限值的第一虚拟节点放入各自的虚拟节点迁移集合
Figure BDA0002388981810000124
中，并按照/>
Figure BDA0002388981810000125
进行升序排列。
图6为根据本公开的网络切片的重映射方法的一个实施例中的生成迁移目标物理节点候选集合的流程示意图，如图6所示：
步骤601，获取与虚拟节点迁移集合中的每个第一虚拟节点相对应的虚拟邻居节点集合。
例如，基于给出的虚拟节点迁移集合，为每个第一虚拟节点选定合适的物理节点候选集。对于虚拟节点迁移集合
Figure BDA0002388981810000126
中需要迁移的第一虚拟节点/>
Figure BDA0002388981810000127
确定第一虚拟节点/>
Figure BDA0002388981810000128
所有的虚拟邻居节点集合/>
Figure BDA0002388981810000129
可以采用现有的多种方法为每个第一虚拟节点选定虚拟邻居节点。
步骤602，获得虚拟邻居节点集中的每个虚拟邻居节点映射的物理节点以及物理邻居节点，将此物理节点以及物理邻居节点放入与第一虚拟节点相对应的迁移目标物理节点候选集合中。
例如，找到虚拟邻居节点集合
Figure BDA00023889818100001210
中每个节点映射的物理节点以及这些物理节点的邻居节点，将其放入第一虚拟节点/>
Figure BDA00023889818100001211
的迁移目标物理节点候选集合/>
Figure BDA00023889818100001212
中。
步骤603，将与第一虚拟节点映射的物理节点之间的距离小于预设的距离阈值的其他物理节点放入迁移目标物理节点候选集合中。
例如，物理节点之间的距离可以通过跳数定义，将距离第一物理节点
Figure BDA00023889818100001213
d跳以内的物理节点也放入迁移目标物理节点候选集合/>
Figure BDA00023889818100001214
中，其中，d为可调参数且d为正整数，d为2、3等。
步骤604，判断迁移目标物理节点候选集合中是否存在与物理节点迁移集合中的第一物理节点重合的第二物理节点，如果是，则去除此第二物理节点，将迁移目标物理节点候选集合中剩余的第二物理节点按照资源利用率进行排列。
例如，可以将迁移目标物理节点候选集合
Figure BDA00023889818100001215
中与物理节点迁移集合R中重合的第二物理节点去除，将剩余第二物理节点按照资源利用率/>
Figure BDA0002388981810000131
进行升序排列。
图7为根据本公开的网络切片的重映射方法的一个实施例中的进行迁移处理的流程示意图，如图7所示：
步骤701，依次选取物理节点迁移集合中的第一物理节点，获取与第一物理节点相对应的虚拟节点迁移集合。
步骤702，获取与虚拟节点迁移集合中的第一虚拟节点相对应的迁移目标物理节点候选集合。
步骤703，依次选取迁移目标物理节点候选集合中的第二物理节点，判断第二物理节点的剩余资源是否满足第一虚拟节点的资源需求，如果是，则对第一虚拟节点进行迁移处理并更新物理网络的拓扑信息。
如果每个第一物理节点的剩余资源满足对应的第二虚拟节点的资源需求，则对虚拟网络请求进行重映射处理，用以建立网络切片。
例如，确定物理节点迁移集合R是否为空，如果为空，则迁移结束，如果不为空，则进行下述的步骤：
S1、依次选取物理节点迁移集合R中的一个第一物理节点
Figure BDA0002388981810000132
获得与第一物理节点/>
Figure BDA0002388981810000133
相对应的虚拟节点迁移集合/>
Figure BDA0002388981810000134
S2、从虚拟节点迁移集合
Figure BDA0002388981810000135
中的第一个第一虚拟节点/>
Figure BDA0002388981810000136
开始进行迁移，获得与第一虚拟节点/>
Figure BDA0002388981810000137
相对应的迁移目标物理节点候选集合/>
Figure BDA0002388981810000138
S3、从迁移目标物理节点候选集合
Figure BDA0002388981810000139
的第一个第二物理节点/>
Figure BDA00023889818100001310
开始，判断其剩余计算资源是否满足第一虚拟节点/>
Figure BDA00023889818100001311
的资源需求，如果满足要求，执行S4，否则跳过此第二物理节点/>
Figure BDA00023889818100001312
选择迁移目标物理节点候选集合/>
Figure BDA00023889818100001313
中下一个第二物理节点进行判断，如果迁移目标物理节点候选集合/>
Figure BDA00023889818100001314
中所有第二物理节点均不符合要求，则跳过节点/>
Figure BDA00023889818100001315
返回步骤S2，选择下一个第一虚拟节点；
S4、更新物理网络拓扑信息，判断第一物理节点
Figure BDA00023889818100001316
的剩余资源是否满足需要重映射的第二虚拟节点/>
Figure BDA00023889818100001317
的资源需求，如果满足，返S1选取下一个物理节点；否则返回S2继续迁移/>
Figure BDA00023889818100001318
的虚拟节点；
S5、如果遍历
Figure BDA0002388981810000141
之后，第一物理节点/>
Figure BDA0002388981810000142
上的资源仍不满足需求，则网络重映射失败；如果重映射成功，则将被拒绝的网络切片虚拟网络请求映射至实体物理网络。
在一个实施例中，对本公开的网络切片的重映射方法进行仿真实验，仿真实例物理网络包含110个物理节点，其计算资源服从[50,100]的均匀分布；用于建立网络切片的虚拟网络请求随着时间到达及离开，请求到达服从参数为λ的泊松分布，其存活时间服从均匀分布，每个虚拟网络包含10个虚拟节点，计算资源请求服从[10,20]的均匀分布。本仿真实验共生成200个虚拟网络请求并通过改变虚拟请求到达参数λ的值和每个切片的生存周期，来观察本方案下网络切片系统的性能，其中λ的变化范围为1到10，每个切片的生存周期的变化范围为5到50之间。
在一个实施例中，如图8所示，本公开提供一种网络切片的重映射装置，包括：物理节点获取模块81、虚拟节点获取模块82、迁移目标确定模块83和迁移和映射处理模块84。
如果用于建立网络切片的虚拟网络请求被拒绝，则物理节点获取模块81获取物理网络中与虚拟网络请求相对应的、资源不足的第一物理节点，生成物理节点迁移集合。虚拟节点获取模块82计算物理节点迁移集合中的每个第一物理节点上已经承载的虚拟节点的迁移代价，基于迁移代价生成需要迁移的第一虚拟节点的虚拟节点迁移集合。
迁移目标确定模块83确定与虚拟节点迁移集合中的每个第一虚拟节点相对应的迁移目标物理节点候选集合。迁移和映射处理模块84根据迁移目标物理节点候选集合对第一虚拟节点进行迁移处理，更新物理网络中的物理拓扑信息，并在物理网络中对虚拟网络请求进行重映射处理。
在一个实施例中，如图9所示，网络切片的重映射装置还包括：资源需求确定模块80；如果虚拟网络请求被拒绝，则资源需求确定模块80判断物理网络的剩余资源总和是否大于虚拟网络请求的需求资源总和；如果物理网络的剩余资源总和大于虚拟网络请求的需求资源总和，则物理节点获取模块81获取物理节点迁移集合。
物理节点获取模块81在物理网络中对虚拟网络请求进行预映射处理，获取虚拟网络请求所请求的第二虚拟节点所要映射的物理节点的位置和资源信息，用以获取物理节点迁移集合。
在一个实施例中，如图10所示，物理节点获取模块81包括：资源利用率计算单元811、候选集合获取单元812和迁移集合获取单元813。资源利用率计算单元811计算物理网络中的物理节点的资源利用率。候选集合获取单元812根据第二虚拟节点的请求资源信息和拓扑信息，获得第二虚拟节点的映射顺序，根据资源利用率和拓扑信息，获取与第二虚拟节点相对应的迁移目标物理节点候选集合；
迁移集合获取单元813根据映射顺序和物理节点获选集合对第二虚拟节点进行映射处理，基于映射结果生成物理节点迁移集合。迁移集合获取单元813在对第二虚拟节点进行映射处理后，为与第二虚拟节点邻接的虚拟链路选择满足带宽要求的物理路径。
在一个实施例中，如图11所示，虚拟节点获取模块82包括：节点时间判断单元821、迁移代价计算单元822和迁移节点获取单元823。节点时间判断单元821获得物理节点迁移集合中的每个第一物理节点上承载的虚拟节点的剩余存活时间，如果剩余存活时间大于迁移门限值，则确定此虚拟节点满足时间门限要求。
迁移代价计算单元822计算满足时间门限要求的第一虚拟节点的迁移代价。迁移节点获取单元823将满足时间门限要求的第一虚拟节点放入与第一物理节点相对应的虚拟节点迁移集合中，并按照迁移代价进行升序排列。
在一个实施例中。如图12所示，迁移目标确定模块83包括：候选目标获取单元831和候选目标处理单元832。候选目标获取单元831获取与虚拟节点迁移集合中的每个第一虚拟节点相对应的虚拟邻居节点集合。候选目标获取单元831获得虚拟邻居节点集合中的每个虚拟邻居节点映射的物理节点以及物理邻居节点，将此物理节点以及物理邻居节点放入与第一虚拟节点相对应的迁移目标物理节点候选集合中。候选目标获取单元831将与第一虚拟节点映射的物理节点之间的距离小于预设的距离阈值的其他物理节点放入迁移目标物理节点候选集合中。
候选目标处理单元832判断迁移目标物理节点候选集合中是否存在与物理节点迁移集合中的第一物理节点重合的第二物理节点，如果是，则候选目标处理单元832去除此第二物理节点，将迁移目标物理节点候选集合中剩余的第二物理节点按照资源利用率进行排列。
在一个实施例中，如图13所示，迁移和映射处理模块84包括：信息获取单元841、迁移处理单元842和重映射处理单元843。信息获取单元841依次选取物理节点迁移集合中的第一物理节点，获取与第一物理节点相对应的虚拟节点迁移集合。信息获取单元841获取与虚拟节点迁移集合中的第一虚拟节点相对应的迁移目标物理节点候选集合。
迁移处理单元842依次选取迁移目标物理节点候选集合中的第二物理节点，判断第二物理节点的剩余资源是否满足第一虚拟节点的资源需求，如果是，则迁移处理单元842对第一虚拟节点进行迁移处理并更新物理网络的拓扑信息。
如果每个第一物理节点的剩余资源满足对应的第二虚拟节点的资源需求，则重映射处理单元843对虚拟网络请求进行重映射处理，用以建立网络切片。
图14为根据本公开的网络切片的重映射装置的又一个实施例的模块示意图。如图14所示，该装置可包括存储器141、处理器142、通信接口143以及总线144。存储器141用于存储指令，处理器142耦合到存储器141，处理器142被配置为基于存储器141存储的指令执行实现上述的网络切片的重映射方法。
存储器141可以为高速RAM存储器、非易失性存储器(non-volatile memory)等，存储器141也可以是存储器阵列。存储器141还可能被分块，并且块可按一定的规则组合成虚拟卷。处理器142可以为中央处理器CPU，或专用集成电路ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit)，或者是被配置成实施本公开的网络切片的重映射方法的一个或多个集成电路。
在一个实施例中，本公开提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如上任一个实施例中的方法。
上述实施例中的网络切片的重映射方法、装置以及存储介质，在虚拟网络请求遭到系统拒绝时，获得底层网络的资源欠缺的物理节点，通过迁移物理节点上承载的已经部署的网络切片的虚拟节点来优化底层网络的资源分配，使得被拒绝的网络切片的虚拟网络可以成功映射在物理网络上，从而提升网络切片接收率和底层物理网络资源的利用率，能够有效提升网络重映射成功的概率和系统的整体接收率，优化了物理资源的利用，最终提升运营商的收益，能够提高用户的使用感受。
可能以许多方式来实现本公开的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法和系统。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。
本公开的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本公开限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本公开的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (8)

1.一种网络切片的重映射方法，包括：
如果用于建立网络切片的虚拟网络请求被拒绝，则获取物理网络中与所述虚拟网络请求相对应的、资源不足的第一物理节点，生成物理节点迁移集合，包括：
如果所述虚拟网络请求被拒绝，判断所述物理网络的剩余资源总和是否大于所述虚拟网络请求的需求资源总和；如果是，在所述物理网络中对所述虚拟网络请求进行预映射处理，获取所述虚拟网络请求所请求的第二虚拟节点所要映射的物理节点的位置和资源信息，用以获取所述物理节点迁移集合；
其中，计算所述物理网络中的物理节点的资源利用率；根据所述第二虚拟节点的请求资源信息和拓扑信息，获得所述第二虚拟节点的映射顺序；根据所述资源利用率和所述拓扑信息，获取与所述第二虚拟节点相对应的迁移目标物理节点候选集合；根据所述映射顺序和所述物理节点获选集合对所述第二虚拟节点进行映射处理，基于映射结果生成所述物理节点迁移集合；在对所述第二虚拟节点进行映射处理后，为与所述第二虚拟节点邻接的虚拟链路选择满足带宽要求的物理路径；
计算所述物理节点迁移集合中的每个第一物理节点上已经承载的虚拟节点的迁移代价，基于所述迁移代价生成需要迁移的第一虚拟节点的虚拟节点迁移集合；
其中，获得所述物理节点迁移集合中的每个第一物理节点上承载的虚拟节点的剩余存活时间，如果所述剩余存活时间大于迁移门限值，则确定此虚拟节点满足时间门限要求；计算满足时间门限要求的所述第一虚拟节点的迁移代价；将满足时间门限要求的所述第一虚拟节点放入与所述第一物理节点相对应的虚拟节点迁移集合中，并按照所述迁移代价进行升序排列；
确定与所述虚拟节点迁移集合中的每个第一虚拟节点相对应的迁移目标物理节点候选集合，包括：
获取与所述虚拟节点迁移集合中的每个第一虚拟节点相对应的虚拟邻居节点集合；获得所述虚拟邻居节点集合中的每个虚拟邻居节点映射的物理节点以及物理邻居节点，将此物理节点以及物理邻居节点放入与所述第一虚拟节点相对应的迁移目标物理节点候选集合中；将与所述第一虚拟节点映射的物理节点之间的距离小于预设的距离阈值的其他物理节点放入所述迁移目标物理节点候选集合中；判断所述迁移目标物理节点候选集合中是否存在与所述物理节点迁移集合中的第一物理节点重合的第二物理节点，如果是，则去除此第二物理节点，将所述迁移目标物理节点候选集合中剩余的第二物理节点按照资源利用率进行排列；
根据所述迁移目标物理节点候选集合对所述第一虚拟节点进行迁移处理，用以更新所述物理网络中的物理拓扑信息，并在所述物理网络中对所述虚拟网络请求进行重映射处理。
2.如权利要求1所述的方法，所述根据所述迁移目标物理节点候选集合对所述第一虚拟节点进行迁移处理，用以更新所述物理网络中的物理拓扑信息包括：
依次选取所述物理节点迁移集合中的第一物理节点，获取与所述第一物理节点相对应的虚拟节点迁移集合；
获取与所述虚拟节点迁移集合中的第一虚拟节点相对应的所述迁移目标物理节点候选集合；
依次选取所述迁移目标物理节点候选集合中的所述第二物理节点，判断所述第二物理节点的剩余资源是否满足所述第一虚拟节点的资源需求，如果是，则对所述第一虚拟节点进行迁移处理并更新所述物理网络的拓扑信息。
3.如权利要求2所述的方法，所述在所述物理网络中对所述虚拟网络请求进行重映射处理包括：
如果每个所述第一物理节点的剩余资源满足对应的所述第二虚拟节点的资源需求，则对所述虚拟网络请求进行重映射处理，用以建立所述网络切片。
4.一种网络切片的重映射装置，包括：
物理节点获取模块，用于如果用于建立网络切片的虚拟网络请求被拒绝，则获取物理网络中与所述虚拟网络请求相对应的、资源不足的第一物理节点，生成物理节点迁移集合；
其中，资源需求确定模块，用于如果所述虚拟网络请求被拒绝，判断所述物理网络的剩余资源总和是否大于所述虚拟网络请求的需求资源总和；
所述物理节点获取模块，还用于如果所述物理网络的剩余资源总和大于所述虚拟网络请求的需求资源总和，则在所述物理网络中对所述虚拟网络请求进行预映射处理，获取所述虚拟网络请求所请求的第二虚拟节点所要映射的物理节点的位置和资源信息，用以获取所述物理节点迁移集合；
其中，所述物理节点获取模块，包括：
资源利用率计算单元，用于计算所述物理网络中的物理节点的资源利用率；
候选集合获取单元，用于根据所述第二虚拟节点的请求资源信息和拓扑信息，获得所述第二虚拟节点的映射顺序；根据所述资源利用率和所述拓扑信息，获取与所述第二虚拟节点相对应的迁移目标物理节点候选集合；
迁移集合获取单元，用于根据所述映射顺序和所述物理节点获选集合对所述第二虚拟节点进行映射处理，基于映射结果生成所述物理节点迁移集合；在对所述第二虚拟节点进行映射处理后，为与所述第二虚拟节点邻接的虚拟链路选择满足带宽要求的物理路径；
虚拟节点获取模块，用于计算所述物理节点迁移集合中的每个第一物理节点上已经承载的虚拟节点的迁移代价，基于所述迁移代价生成需要迁移的第一虚拟节点的虚拟节点迁移集合；
其中，所述虚拟节点获取模块，包括：
节点时间判断单元，用于获得所述物理节点迁移集合中的每个第一物理节点上承载的虚拟节点的剩余存活时间，如果所述剩余存活时间大于迁移门限值，则确定此虚拟节点满足时间门限要求；
迁移代价计算单元，用于计算满足时间门限要求的所述第一虚拟节点的迁移代价；
迁移节点获取单元，用于将满足时间门限要求的所述第一虚拟节点放入与所述第一物理节点相对应的虚拟节点迁移集合中，并按照所述迁移代价进行升序排列；
迁移目标确定模块，用于确定与所述虚拟节点迁移集合中的每个第一虚拟节点相对应的迁移目标物理节点候选集合；
其中，所述迁移目标确定模块，包括：
候选目标获取单元，用于获取与所述虚拟节点迁移集合中的每个第一虚拟节点相对应的虚拟邻居节点集合；获得所述虚拟邻居节点集合中的每个虚拟邻居节点映射的物理节点以及物理邻居节点，将此物理节点以及物理邻居节点放入与所述第一虚拟节点相对应的迁移目标物理节点候选集合中；将与所述第一虚拟节点映射的物理节点之间的距离小于预设的距离阈值的其他物理节点放入所述迁移目标物理节点候选集合中；
候选目标处理单元，用于判断所述迁移目标物理节点候选集合中是否存在与所述物理节点迁移集合中的第一物理节点重合的第二物理节点，如果是，则去除此第二物理节点，将所述迁移目标物理节点候选集合中剩余的第二物理节点按照资源利用率进行排列；
迁移和映射处理模块，用于根据所述迁移目标物理节点候选集合对所述第一虚拟节点进行迁移处理，更新所述物理网络中的物理拓扑信息，并在所述物理网络中对所述虚拟网络请求进行重映射处理。
5.如权利要求4所述的装置，其中，
所述迁移和映射处理模块，包括：
信息获取单元，用于依次选取所述物理节点迁移集合中的第一物理节点，获取与所述第一物理节点相对应的虚拟节点迁移集合；获取与所述虚拟节点迁移集合中的第一虚拟节点相对应的所述迁移目标物理节点候选集合；
迁移处理单元，用于依次选取所述迁移目标物理节点候选集合中的所述第二物理节点，判断所述第二物理节点的剩余资源是否满足所述第一虚拟节点的资源需求，如果是，则对所述第一虚拟节点进行迁移处理并更新所述物理网络的拓扑信息。
6.如权利要求5所述的装置，其中，
所述迁移和映射处理模块，还包括：
重映射处理单元，如果每个所述第一物理节点的剩余资源满足对应的所述第二虚拟节点的资源需求，则对所述虚拟网络请求进行重映射处理，用以建立所述网络切片。
7.一种网络切片的重映射装置，包括：
存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如权利要求1至3中任一项所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行如权利要求1至3中任一项所述的方法。
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Assignor: CHINA TELECOM Corp.,Ltd.

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