CN114205317A - 基于sdn与nfv的服务功能链sfc资源分配方法及电子设备 - Google Patents

基于sdn与nfv的服务功能链sfc资源分配方法及电子设备 Download PDF

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Abstract

本申请提供基于SDN与NFV的服务功能链SFC资源分配方法及电子设备，其中，方法包括：基于软件定义网络SDN与网络功能虚拟化技术NFV构建网络映射模型；根据网络映射模型确定总用户效用；预测网络映射模型的下一时刻的网络状态信息；按照总用户效用的最大化的原理和下一时刻的网络状态信息确定资源分配算法，将资源分配算法运行在网络映射模型中的SDN控制器上；利用SDN控制器按照资源分配算法，从服务功能链SFC中确定待分配服务功能链SFC，对待分配服务功能链SFC进行资源分配。本申请的资源分配方法，能够保证网络长期运营过程中，在保持物理网络资源消耗不变的情况下，达到用户效用最大化。

Description

基于SDN与NFV的服务功能链SFC资源分配方法及电子设备
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及基于SDN与NFV的服务功能链SFC资源分配方法及电子设备。
背景技术
目前，软件定义网络SDN(Software Defined Network)与网络功能虚拟化技术NFV(Network Functions Virtualization)已经广泛应用于网络资源编排的研究，借助于SDN技术，网络设备从封闭模式变为开放式通用设备模式，使得控制平面和数据平面分离，这允许通过开放接口对网络进行编程；借助于NFV技术，网元功能可以通过软件化的形式部署在基础设施的通用服务器节点上，使得网元功能和专用硬件设备分离。SDN与NFV结合的网络资源编排系统，能够提供更可伸缩、更灵活的网络资源分配方式。
但是，目前对于SDN与NFV融合的网络资源映射与编排算法的研究，主要集中于某一种网络资源，资源分配方法的设计也多以优化整体网络资源利用效率、降低网络成本为目标，少有以最大化满足用户效用为目标的资源分配方法。但是，网络资源分配的最终目的是服务用户，因此构建以满足用户最大效用为目标的资源分配方案具有重要意义。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提出基于SDN与NFV的服务功能链SFC资源分配方法及电子设备。
基于上述目的，本申请提供了基于SDN与NFV的服务功能链SFC资源分配方法，包括：
基于软件定义网络SDN与网络功能虚拟化技术NFV构建网络映射模型；
根据所述网络映射模型，将用户服务请求编排成服务功能链SFC；
根据所述网络映射模型确定总用户效用；
预测所述网络映射模型的下一时刻的网络状态信息；
按照所述总用户效用的最大化的原理和所述下一时刻的网络状态信息确定资源分配算法，将所述资源分配算法运行在所述网络映射模型中的SDN控制器上；
利用所述SDN控制器按照所述资源分配算法，从所述服务功能链SFC中确定待分配服务功能链SFC，对所述待分配服务功能链SFC进行资源分配。
本申请的第二方面提出了一种电子设备，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第一方面所述的方法。
从上面所述可以看出，本申请提供基于SDN与NFV的服务功能链SFC资源分配方法及电子设备，基于软件定义网络SDN与网络功能虚拟化技术NFV构建网络映射模型，根据网络映射模型确定总用户效用，预测网络映射模型的下一时刻的网络状态信息。按照总用户效用的最大化的原理，基于预测的网络映射模型下一时刻的网络状态信息，确定当前时刻网络状态信息下从服务功能链SFC中确定待分配服务功能链SFC，对待分配服务功能链SFC进行资源分配的资源分配方案；当前时刻网络状态信息下确定待分配服务功能链SFC，对待分配服务功能链SFC进行资源分配，能够确保下一时刻网络状态信息下的服务功能链SFC的及时分配。综合考虑待分配服务功能链SFC、当前时刻网络状态信息以及下一时刻网络状态信息，得到对服务功能链SFC的主动接纳控制式资源分配方法。在长期运营过程中，该主动接纳控制式资源分配方法，能够在保持物理网络资源消耗不变的情况下，尽可能多地满足不同需求和偏好的用户，使得用户效用最大化，达到网络对用户服务质量最大化的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本申请或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关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申请的实施例，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为本申请实施例的基于SDN与NFV的服务功能链SFC资源分配方法的流程示意图；
图2为本申请实施例的网络映射模型的示意图；
图3为本申请实施例的虚拟网络功能VNF以及服务功能链SFC部署的示意图；
图4为本申请实施例的基于SDN与NFV的服务功能链SFC资源分配方法的执行阶段示意图；
图5为本申请实施例的主动接纳控制式资源分配方法的网络和现有技术中被动接受请求资源分配的网络中高优先级服务功能链SFC请求接受率对比示意图；
图6为本申请实施例的主动接纳控制式资源分配方法的网络和现有技术中被动接受请求资源分配的网络中网络资源利用率对比示意图；
图7为本申请实施例的主动接纳控制式资源分配方法的网络和现有技术中被动接受请求资源分配的网络中长期实现的总用户效用对比示意图；
图8为本申请实施例的主动接纳控制式资源分配方法的网络和现有技术中被动接受请求资源分配的网络中效用负载比对比示意图；
图9为本申请实施例的基于SDN与NFV的服务功能链SFC资源分配装置的结构框图；
图10为本申请实施例的电子设备结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、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，对本申请进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请实施例中使用的“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。
近年来，网络飞速发展，网络用户多，服务请求多样。为了适应爆炸性的移动数据流量增长和大量新的应用和业务需求，运营商部署了大规模的网络基础设施为用户提供无处不在的网络服务。同时，有线、蜂窝、WLAN等不同的接入网络在我们周围的网络空间中共存，巨大的流量和异构特性给网络的管理带来了困难；随着网络可用带宽的增加，用户对网络服务的性能要求也越来越尖锐。
基于软件定义网络SDN与网络功能虚拟化技术NFV形成的网络系统能够实现无差异异构网络连接，并能完成异构网络资源的分配。具体为：不同的用户根据业务需求接入相应的服务提供商SP(Service Provider)获取网络服务，服务提供商SP按照业务需求构建相应的虚拟网络请求，即服务功能链SFC(Service Function Chain)请求，然后基于基础设施提供商InP(Infrastrueture Providers)的物理网络资源约束，利用SDN控制器的资源分配算法为虚拟网络分配合适的物理网络进行承载。用户可以根据自身的需求接入不同的服务提供商SP，享受定制化服务，服务提供商SP在部署虚拟网络请求的过程中也会根据可用物理资源、业务类型和租赁成本等因素选择合适的InP，有时甚至需要同时租赁多个InP的底层物理网络资源。
基于软件定义网络SDN与网络功能虚拟化技术NFV的网络系统中，虚拟网络资源分配算法的性能直接影响底层物理网络的资源利用率、网络业务的运营效果和用户的体验。而相关技术中的SDN与NFV融合的网络资源映射与编排的资源分配方法，多以优化整体网络资源利用效率、降低网络成本为目标，少有以满足用户效用为目标。例如：相关技术中，基于软件定义网络SDN的5G蜂窝网络资源分配的解决方案，提出了解决不同资源需求的方法，并对不同资源配置方案进行深入分析综述；基于动态资源定价的基于群搜索优化的径向基函数动态建模GSO-RBFDM(其中，group search optimization(GSO)，群搜索优化；radialbasis function(RBF)，径向基函数；dynamic modeling(DM)，动态建模。)模型以解决虚拟网络资源的分配问题，实现动态资源分配的同时也对接受率、网络成本和链路压力做出优化；基于软件定义网络SDN和网络功能虚拟化技术NFV编排设计的称为GreenVolP的虚拟化资源管理框架，通过管理VolP(Voice over InternetProtocol)服务器和交换机等网络设备的数量，设计能有效防止VolP网络过载的算法，同时最小化网络中交换机等设备的使用数量。而这些相关技术中，通常采用被动接受服务请求并对服务请求进行分配的资源分配方案，具体为：SDN与NFV融合的网络系统中的网络功能虚拟化层将用户服务请求编排成相应的服务功能链SFC，SDN控制器依据服务功能链SFC到达时间的先后顺序，依次为每个服务功能链SFC分配实际资源。
然而，由于网络资源的有限性以及用户优先级别的不同，上述按服务功能链SFC到达时间先后的机械式分配方式，难以实现不同优先级用户不同资源需求的合理分配。比如，某些资源需求量大、时延性要求高的高优先级用户，若其服务功能链SFC到达时间靠后，则很有可能由于网络系统优先为时间在前的某些资源需求量小、时延性要求低的低优先级用户进行了资源分配，导致网络系统剩余资源不足，难以及时、有效、高质量的为时间靠后的高优先级用户进行资源分配。资源不足、分配不及时、时延长，高优先级请求的接受率低，用户服务质量体验差，总的用户效用收益低。如何合理的分配资源，使得在保持物理资源消耗不变的同时，又能兼顾满足高、低优先级用户的服务请求，尽可能的使总用户效用最大显得尤为重要。
有鉴于此，本申请一个或多个实施例提供了一种基于SDN与NFV的服务功能链SFC资源分配方法及电子设备。以满足总用户效用最大化为目标，提出最大化用户效用的用户中心框架，通过主动控制算法和多标准的聚合多准则效用问题进行建模，转化为最大化用户效用的问题。综合下一时刻的网络状态信息，结合服务功能链SFC对于资源需求量以及时延性要求的高低，确定当前时刻下某些服务功能链SFC是否暂不分配资源以及确定对于暂不分配资源的服务功能链SFC何时、何种情况下再分配，形成满足用户最大效用的基于主动控制的服务功能链SFC的资源分配方案。概括来说，SDN控制器根据下一时刻的网络状态信息实时监控，对服务功能链SFC请求进行决策，向用户代理发出控制指令，用户代理以此为依据占用虚拟网络功能VNF(Virtual Network Feature)持有的底层资源，达到主动控制、效用最大化的目的。
以下，通过具体的实施例来详细说明本申请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基于SDN与NFV的服务功能链SFC资源分配方法，包括以下步骤：
步骤101，基于软件定义网络SDN与网络功能虚拟化技术NFV构建网络映射模型。
在本步骤中，参考图2，网络映射模型被构建为：由异构网络资源映射过程中的SDN控制器层、网络功能虚拟化层和底层物理网络层组成的三层架构。其中，网络功能虚拟化层用于按用户的业务需求，将各个虚拟网络功能VNF设计和编排成相应的服务功能链SFC；底层物理网络层用于提供物理节点以及链路资源；SDN控制器层用于从底层物理网络层中收集物理节点以及链路资源信息，比如物理节点以及链路资源的使用情况，收集的物理节点以及链路资源信息构成资源池，SDN控制器层通过资源池实时对需要映射的服务功能链SFC的资源分配做出决策。SDN控制器层、网络功能虚拟化层和底层物理网络层组成的三层架构的配合，协同配合，快捷、灵活地完成服务功能链SFC的资源分配。需要说明的是，SDN控制器层属于后台控制层，在附图2中并未绘出。
步骤102，根据所述网络映射模型，将用户服务请求编排成服务功能链SFC。
在本步骤中，网络映射模型接收用户服务请求，依据不同的服务请求，通过网络功能虚拟化层将其编排成相应的服务功能链SFC。
步骤103，根据所述网络映射模型确定总用户效用。
在本步骤中，根据网络映射模型确定总用户效用，主要包括两方面，一方面：为网络映射模型中的每个虚拟网络功能VNF、每条服务功能链SFC、总的服务功能链SFC构建相应的用户效用表达式，以表征以及量化用户效用，实现用户效用的直观化、量化；另一方面，以网络映射模型中的虚拟网络功能VNF信息、物理节点的信息、虚拟网络功能VNF与物理节点的匹配部署原则等为约束条件，求解用户效用表达式的最大值，得出本申请资源分配方法可实现的最大用户效用，评估验证本申请资源分配方法的优越性。
步骤104，预测所述网络映射模型的下一时刻的网络状态信息。
在该步骤中，下一时刻的网络状态信息即下一时刻网络中的CPU、内存、磁盘等多种资源信息，这些资源信息决定着该时刻下的网络能否承载该时刻下接收到的多个服务功能链SFC请求。通过预测的网络映射模型的下一时刻网络状态信息，调控当前时刻网络状态信息下的服务功能链SFC的分配，当前时刻网络状态信息下的服务功能链SFC的分配，保证下一时刻网络状态信息下的服务功能链SFC的及时分配，综合部署下一时刻以及当前时刻的服务功能链SFC资源分配，尽可能的达到用户效用最大化。
步骤105，按照所述总用户效用的最大化的原理和所述下一时刻的网络状态信息确定资源分配算法，将所述资源分配算法运行在所述网络映射模型中的SDN控制器上。
在该步骤中，基于下一时刻的网络状态信息，以总用户效用最大化为目标确定资源分配算法，且通过网络映射模型中的SDN控制器运行该资源分配算法，以便通过SDN控制器为服务功能链SFC中的各虚拟网络功能VNF组件分配实际资源。
步骤106，利用所述SDN控制器按照所述资源分配算法，从所述服务功能链SFC中确定待分配服务功能链SFC，对所述待分配服务功能链SFC进行资源分配。
在该步骤中，确定的待分配服务功能链SFC，是指在该时刻内对数据传输、信号稳定性、时延性等网络质量服务要求相对较高的服务功能链SFC，因其对网络质量服务要求高，优先保证对该服务功能链SFC资源的及时分配，以达到用户需求，保证总用户效用最大。
基于软件定义网络SDN与网络功能虚拟化技术NFV构建网络映射模型，根据网络映射模型确定总用户效用，预测网络映射模型的下一时刻的网络状态信息。按照总用户效用的最大化的原理，基于预测的网络映射模型下一时刻的网络状态信息，确定当前时刻网络状态信息下从服务功能链SFC中确定待分配服务功能链SFC，对待分配服务功能链SFC进行资源分配资源分配方案；当前时刻网络状态信息下确定待分配服务功能链SFC，对待分配服务功能链SFC进行资源分配，能够确保下一时刻网络状态信息下的服务功能链SFC的及时分配。综合考虑待分配服务功能链SFC、当前时刻网络状态信息以及下一时刻网络状态信息，得到对服务功能链SFC的主动接纳控制式资源分配方法。在长期运营过程中，该主动接纳控制式资源分配方法，能够在保持物理网络资源消耗不变的情况下，尽可能多地满足不同需求和偏好的用户，使得用户效用最大化，达到网络对用户服务质量最大化的目的。
在具体实施例中，步骤101具体包括：
步骤1011，构建服务功能链SFC请求的虚拟映射。
底层物理网络层网络拓扑由无向图G＝(N，L)表示，其中N表示物理节点集合，L表示网络中的物理链路集合。虚拟网络中的服务功能链SFC由各个虚拟网络功能VNF按顺序组合而成，虚拟网络功能VNF可以部署在基础设施中的任意通用服务器节点(即物理节点)上，一个服务功能链SFC请求的虚拟映射，描述为从服务功能链SFC请求，到底层物理网络层网络中物理节点集合的映射。所部署的物理节点为其分配CPU、内存、磁盘等资源，为了降低模型的复杂度，将物理节点上的各类资源统一看作是计算资源。
步骤1012，参考图3，部署虚拟网络功能VNF以及服务功能链SFC。
底层物理网络层可以为不同协议层类型的虚拟网络功能VNF提供相匹配的物理节点，设F＝{fp|p＝1，2，3，...P}表示虚拟网络功能VNF的集合，其中p＝type(fp)表示虚拟网络功能VNF的类型。需要说明的是，每个物理节点不一定提供所有类型的虚拟网络功能VNF。因此，假设每个虚拟网络功能VNF类型都有一组要部署的节点。二进制变量γn，p表示物理节点n是否可以部署VNFfp∈F，表示为：
Figure BDA0003315458580000081
更具体地，服务功能链SFC请求由多个具有顺序约束的虚拟网络功能VNF、入口和出口节点组成。设{sk|k1，2，3，...K}表示服务功能链SFC请求的集合，
Figure BDA0003315458580000082
表示服务功能链SFC请求，其中ik，ek∈N分别表示入口和出口节点，τk表示服务功能链SFC的生命周期，即对资源的占用时间。
当服务功能链SFC服务时间超过生命周期的时候，服务结束并回收已经分配的资源。
Figure BDA0003315458580000083
表示服务功能链SFC的有序虚拟网络功能VNF序列，其中
Figure BDA0003315458580000084
最后，定义二进制变量
Figure BDA0003315458580000085
表示虚拟网络功能VNF与物理节点间的映射关系，若
Figure BDA0003315458580000086
部署在物理节点n上，则
Figure BDA0003315458580000087
否则
Figure BDA0003315458580000088
Figure BDA0003315458580000089
此外，则第k条服务功能链SFC部署的虚拟网络功能VNF数量可表示为：
Figure BDA00033154585800000810
在服务功能链SFC部署问题中，假设SDN控制器根据到达时间逐个部署服务功能链SFC的请求，在给定一组服务功能链SFC请求的情况下，控制器需要为每个虚拟网络功能VNF及其链路找到一个合适的映射位置，并在宏观角度满足相应以用户为中心的优化目标。将虚拟网络功能VNF计算资源需求量与虚拟网络功能VNF数据处理量定义为线性关系，其相关系数用来αm表示，则该虚拟网络功能VNF的计算资源需求量可表示为：
Figure BDA00033154585800000811
在具体实施例中，步骤103具体包括：
步骤1031，获取所述服务功能链SFC中的每个虚拟网络功能VNF的用户效用，每个所述虚拟网络功能VNF的用户效用表示为：
Figure BDA0003315458580000091
其中，u(x)，表示每个虚拟网络功能VNF的用户效用；k，坡度系数，模拟用户对接入网络特征变化的敏感性；x，准则值，表示虚拟网络功能VNF资源分配的及时性；xm，表示准则值的偏移量，用于校准虚拟网络功能VNF资源分配的及时性。
在该步骤中，虚拟网络功能VNF的用户效用u(x)是对单个虚拟网络功能VNF所产生的用户效益结果的衡量，选择sigmoid函数
Figure BDA0003315458580000092
进行表征，sigmoid函数可以很好地模拟准则值x和效用之间的关系。u(x)值在0到1之间，函数曲线的中心是(xm，0.5)，所以函数曲线可以通过调整xm向左或向右移动，则可以灵活选用准则值的范围。函数曲线的陡度可以由坡度系数k控制，可以模拟用户对接入网络特征变化的敏感性。在xm的左侧，函数曲线是凸的，而在右侧，函数曲线是凹的，也就是说当准则值较小时，随着准则值的增加，效用值会快速增加，而当准则值大于xm时，随着它的增加，效用值会缓慢增加，这些特性符合用户效能感知的实际情况。
步骤1032，依据每个所述虚拟网络功能VNF的用户效用，确定每个所述服务功能链SFC的用户效用，每个所述服务功能链SFC的用户效用表示为：
Figure BDA0003315458580000093
其中，
Figure BDA0003315458580000094
表示每个服务功能链SFC的用户效用；wi，表示每个虚拟网络功能VNF的用户效用相应的权重；Mk，表示每个服务功能链SFC中的虚拟网络功能VNF的数量。
在该步骤中，以每个虚拟网络功能VNF的用户效用幂次方乘积的形式表征每个服务功能链SFC的用户效用，考虑了虚拟网络功能VNF的用户效用之间相互融合、整体统一的影响，相比以每个虚拟网络功能VNF的用户效用累计加和的孤立表征，更能反应用户的实际效用。
步骤1033，依据每个所述服务功能链SFC的用户效用，确定总用户效用，所述总用户效用表示为：
Figure BDA0003315458580000101
其中，Ua，表示总用户效用；S表示服务功能链SFC集合；sk表示服务功能链SFC集合中的服务功能链SFC。
本申请的目标是在充分考虑用户偏好及服务功能链SFC请求优先级，根据用户特征计算用户请求优先级、资源挑剔性来获得效用收益，从而建立以用户为中心的架构，总用户效用的最大值求解被建模为：
maxUa
s.t.
C1：
Figure BDA0003315458580000102
C2：
Figure BDA0003315458580000103
C3：
Figure BDA0003315458580000104
C4：
Figure BDA0003315458580000105
C1，C2，C3以及C4，表示基于网络映射模型设置的约束条件，maxUa是基于约束条件求解总用户效用的最大值，求解的总用户效用的最大值，用于评估本申请基于SDN与NFV的服务功能链SFC资源分配方法的有效性。
C1，表示对每个虚拟网络功能VNF的用户效用相应权重的约束，使各个虚拟网络功能VNF的用户效用权重之和为1。
C2，表示部署在物理节点n上的所有的虚拟网络功能VNF计算资源需求总量不得超过此物理节点n可用资源总量。
C3，确保每个物理节点至少能够支持一种类型的虚拟网络功能VNF部署。
C4，确保每一种类型的虚拟网络功能VNFfp∈F都能够被部署。
此外，C1，C2，C3以及C4中具体字母的含义前述已有陈述，此处不在赘述。
构建每个虚拟网络功能VNF效用，依据每个虚拟网络功能VNF效用构建每条服务功能链SFC的效用，依据每条服务功能链SFC的效用构建网络长期运营过程中，总的服务功能链SFC的总效用，即总用户效用，实现总用户效用的量化，通过网络映射模型设立约束条件，借助约束条件，求解总用户效用值，可以直观的评估验证本申请资源分配方法的有效性。
在具体实施例中，步骤104具体包括：
步骤1041，基于所述网络映射模型，得到下一时刻的网络资源利用率与网络资源利用率阈值。
在该步骤中，网络资源利用率阈值为预先设定的。
步骤1042，比较所述下一时刻的网络资源利用率与网络资源利用率阈值的大小。
在该步骤中，通过比较下一时刻的网络资源利用率与网络资源利用率阈值的大小，预测网络映射模型的下一时刻的网络状态信息。
步骤1043，响应于确定所述下一时刻的网络资源利用率大于网络资源利用率阈值，所述SDN控制器将下一时刻的网络状态信息标记为不足。
在该步骤中，下一时刻的网络状态信息标记为不足，预示着下一时刻的网络状态信息紧缺，则有可能导致在该时刻到来的高优先级服务功能链SFC请求将被拒绝。
步骤1044，响应于确定所述下一时刻的网络资源利用率小于等于网络资源利用率阈值，所述SDN控制器将下一时刻的网络状态信息标记为充足。
在该步骤中，下一时刻的网络状态信息标记为充足，预示着下一时刻的网络状态信息充足，能够为该时刻到来的所有服务功能链SFC请求分配资源。
通过比较下一时刻的网络资源利用率与网络资源利用率阈值的大小，来预测下一时刻的网络状态信息是否充足，以便预测该时刻下某些高优先级服务功能链SFC请求是否可能被拒绝。
在具体实施例中，步骤106具体包括：
步骤106A1，获取标记的所述下一时刻的网络状态信息。
步骤106A2，响应于确定所述SDN控制器将下一时刻的网络状态信息标记为不足，根据服务功能链SFC的服务级别从所述服务功能链SFC中来确定待分配服务功能链SFC；利用所述SDN控制器按照所述资源分配算法，对所述待分配服务功能链SFC进行资源分配。
在该步骤中，选用服务功能链SFC请求的服务级别(COS)，作为确定待分配服务功能链SFC的依据。COS可以根据程序类型(语音、视频或文件传输)、用户类型(盈利或非盈利)等对用户进行服务级别的定义，服务级别位于网络二层参数的COS标志位。不同服务级别的用户对网络服务质量要求不同，对其进行资源分配的后，得到的用户效用不同。
步骤106A3，响应于确定所述SDN控制器将下一时刻的网络状态信息标记为充足，利用所述SDN控制器按照所述资源分配算法，对所述服务功能链SFC进行资源分配。
在具体实施例中，步骤106具体包括：
步骤1061，获取标记的所述下一时刻的网络状态信息。
步骤1062，响应于确定所述SDN控制器将下一时刻的网络状态信息标记为不足，根据服务功能链SFC的时延性从所述服务功能链SFC中来确定待分配服务功能链SFC；利用所述SDN控制器按照所述资源分配算法，对所述待分配服务功能链SFC进行资源分配。
在该步骤中，通过服务功能链SFC的时延性来表征用户特征，用户特征不同，则对于网络服务质量要求不同，对其进行资源分配的后，得到的用户效用不同。
步骤1063，响应于确定所述SDN控制器将下一时刻的网络状态信息标记为充足，利用所述SDN控制器按照所述资源分配算法，对所述服务功能链SFC进行资源分配。
在该步骤中，下一时刻的网络状态信息标记为充足时，当前时刻下则对接收到的所有服务功能链SFC进行资源分配。
通过预测下一时刻的网络状态信息是否充足，来指导当前时刻下的服务功能链SFC的分配。下一时刻的网络状态信息标记为不足，从所述服务功能链SFC中确定待分配服务功能链SFC进行资源分配，且该待分配服务功能链SFC依据服务功能链SFC的时延性进行确定。下一时刻的网络状态信息标记为充足，对所述服务功能链SFC进行分配。
在具体实施例中，步骤1062具体包括：
步骤10621，选取所述服务功能链SFC中的时延性小于等于预定时延性阈值的服务功能链SFC作为待分配服务功能链SFC。
在该步骤中，用户服务功能链SFC请求对网络时延性要求高，称为高优先级用户，将高优先级用户的服务功能链SFC的时延性定义为小于等于预定时延性阈值。
步骤10622，选取所述服务功能链SFC中的时延性大于预定时延性阈值的服务功能链SFC进行标记，得到标记后的服务功能链SFC，所述标记后的服务功能链SFC在所述下一时刻的网络状态信息的资源分配过程中的同时延性竞争中被优先进行资源分配。
在该步骤中，用户服务功能链SFC请求对时延性要求低，称为低优先级用户，将低优先级用户的服务功能链SFC的时延性定义为大于预定时延性阈值。
总的来说，网络资源信息不足时，该时刻下的某些服务功能链SFC请求响应不及时甚至是不响应，尤其对高优先级的来说，会严重降低用户的满意度，使得用户效用低。当下一时刻的网络状态信息不足紧缺时，当前时刻下，对确定的高优先级的待服务功能链SFC进行资源分配，则保证当前时刻下高优先级服务功能链资源分配；取舍某些低优先级的服务功能链SFC暂不分配资源，则尽可能的减少网络资源消耗，以保证下一时刻的网络状态信息有充足的网络资源能够承载该时刻到来的高优先级服务功能链SFC请求。需要说明的是，对这些暂不分配资源的某些低优先级的服务功能链SFC进行标记，使其在下一时刻的网络状态信息的同等级竞争队列中被优先分配。当下一时刻的网络状态信息充足时，当前时刻下则对所有服务功能链进行资源分配。
更具体地：如果下一时刻的网络状态信息繁忙，可用资源少，那么在当前时刻下若为某些低优先级的服务功能链SFC请求分配了资源，则有可能在下一时刻的网络状态信息下，该时刻内到来的高优先级服务功能链SFC请求将被拒绝。因此，设置在当前时刻下暂不处理一个或多个低优先级的服务请求，从而尽可能减少网络信息资源消耗，以保证下一时刻的网络状态信息高优先级服务功能链SFC的接受率。
在具体实施例中，在步骤1041之前还包括；
步骤A，根据所述网络映射模型，确定所述虚拟网络功能VNF的映射方案。
步骤B，依据所述虚拟网络功能VNF的映射方案，进行所述虚拟网络功能VNF的计算资源预映射。
通过虚拟网络功能VNF映射规则，形成虚拟网络功能VNF物理节点的匹配，该步骤中的虚拟网络功能VNF的计算资源预映射并不通过SDN控制器执行实际的资源分配，只是进行资源分配方案的初制定。
在具体实施例中，步骤A具体包括：
步骤A1，从所述网络映射模型中，获取每个所述虚拟网络功能VNF的类型以及计算资源需求量。
在该步骤中，遍历当前时刻内的服务功能链SFC请求队列，再遍历服务功能链SFC请求队列中的虚拟网络功能VNF，从而获取每个所述虚拟网络功能VNF的类型以及资源需求。
步骤A2，根据每个所述虚拟网络功能VNF的类型以及计算资源需求量，获取与每个所述虚拟网络功能VNF相匹配的物理节点。
在该步骤中，通过考虑虚拟网络功能VNF的类型、计算资源需求量，从网络映射模型中的确定能满足虚拟网络功能VNF类型、资源需求的物理节点以及物理链路。
步骤A3，依据与每个所述虚拟网络功能VNF相匹配的物理节点，得到同一类型虚拟网络功能VNF的物理节点集合。
步骤A4，根据所述网络映射模型，获得同一类型虚拟网络功能VNF的物理节点集合的可用资源总量。
步骤A5，根据每个所述虚拟网络功能VNF的计算资源需求量，获得同一类型虚拟网络功能VNF的计算资源需求总量。
步骤A6，比较所述同一类型虚拟网络功能VNF的物理节点集合的可用资源总量与所述同一类型虚拟网络功能VNF的计算资源需求总量的大小。
步骤A7，响应于确定所述同一类型虚拟网络功能VNF的物理节点集合的可用资源总量小于所述同一类型虚拟网络功能VNF的计算资源需求总量，对包含所述同一类型虚拟网络功能VNF的服务功能链SFC不分配资源。
步骤A8，响应于确定所述同一类型虚拟网络功能VNF的物理节点集合的可用资源总量大于所述同一类型虚拟网络功能VNF的计算资源需求总量，再比较与每个所述虚拟网络功能VNF相匹配的物理节点的可用资源总量是否大于该所述虚拟网络功能VNF的计算资源需求总量。
步骤A9，响应于确定每个所述虚拟网络功能VNF相匹配的物理节点的可用资源总量大于该所述虚拟网络功能VNF的计算资源需求总量，利用所述SDN控制器进行所述虚拟网络功能VNF的计算资源预映射。
通过获取拟网络功能VNF的类型、计算资源需求量，寻找与其相匹配的物理节点进行资源分配。需要说明的是，由于服务功能链SFC由一个个虚拟网络功能VNF编排成链，对虚拟网络功能VNF进行资源分配，即对每个服务功能链SFC进行资源分配。
在具体实施例中，步骤1041具体包括：
步骤10411，根据所述网络映射模型，设定所述服务功能链SFC的平均到达概率。
在该步骤中，预测的下一时刻的新增服务功能链SFC请求的到达概率，可近似等于一定时间内服务功能链SFC请求的平均到达概率。
步骤10412，依据所述服务功能链SFC的平均到达概率，预测下一时刻的新增服务功能链SFC的到达概率。
步骤10413，依据所述下一时刻的新增服务功能链SFC的到达概率，预测下一时刻的网络可用资源总量。
步骤10414，依据所述下一时刻的网络可用资源总量，确定下一时刻的网络资源利用率。
借助服务功能链SFC的平均到达概率，新增服务功能链SFC请求的到达概率，网络可用资源总量，来确定网络资源利用率，用于表征网络状态信息。
在具体实施例中，步骤10414具体包括：
步骤104141，根据所述网络映射模型，确定下一时刻的物理节点n的可用资源总量，所述下一时刻的物理节点n的可用资源总量表示为：
Figure BDA0003315458580000151
CN(n)，表示物理节点n的可用资源总量；c(n)，表示物理节点n提供的计算资源总量；
Figure BDA0003315458580000152
所有映射在物理节点n上的所有虚拟节点nv的计算能力总和；
Figure BDA0003315458580000153
所有映射在物理节点n上的所有虚拟节点nv中释放的资源总和。
在该步骤中，所有映射在物理节点n上的所有虚拟节点nv的计算能力总和，即所有映射在物理节点n上的虚拟网络功能VNF节点计算能力总和。
步骤104142，依据所述下一时刻的物理节点n的可用资源总量，确定下一时刻的网络可用资源总量，所述下一时刻的网络可用资源总量表示为：∑n∈NCN(n)；其中，N，表示物理节点集合。
步骤104143，依据所述下一时刻的网络可用资源总量，确定下一时刻的网络资源利用率，所述下一时刻的网络资源利用率表示为：
Figure BDA0003315458580000154
U，表示下一时刻的网络资源利用率；∑n∈Nc(n)，表示物理节点集合提供的计算资源总量。
依据网络映射模型，借用数学表达式，量化网络资源利用率，使其更为直观。
参考图4，总的来说，本申请基于SDN与NFV的服务功能链SFC资源分配方法在SDN控制器由接收到服务功能链SFC请求到为各虚拟网络功能VNF组件分配实际资源的过程中，优先考虑以用户为单位的SFC需求，充分考虑包括优先级和资源偏好在内的决策因子，确定该时间片内的资源分配方案，从而向在目标节点生成的用户代理发出控制指令，整个过程主要由状态采集、决策和下达指令三部分组成。具体地：
在做出任何决定之前，SDN控制器会收集并更新底层网络状态信息，包括可用的虚拟资源和用户的偏好。然后，控制器将执行决策组件，该组件确定每个时间片内的虚拟资源分配方案。一旦分配方案确定，控制器就会向用户代理发出控制指令，用户代理将根据控制器的控制指令占用虚拟网络功能VNF持有的底层虚拟资源。
基于上述实施例，为了评估本申请的基于SDN与NFV的服务功能链SFC资源分配方法有效性，对本申请的基于SDN与NFV的服务功能链SFC资源分配方法进行仿真模拟，得出仿真模拟结果。
仿真模拟过程中，选择使用Python 3.6.9、Mininet 2.3.0模拟SDN控制器，运行在同一个具有4.0GB RAM和2核处理器的Ubuntu 18.04虚拟机上。仿真设置新增服务功能链SFC请求的到达概率遵循泊松分布P，不同优先级服务功能链SFC请求的λ取值不同。选择根据高优先级服务功能链SFC请求的泊松分布到达概率估计下一时刻的网络状态信息，其中
Figure BDA0003315458580000161
本申请仿真数据如表1所示：
表1基于SDN与NFV的服务功能链SFC资源分配方法仿真数据表
参数 数值
节点数 12
节点可部署功能数 2
节点计算能力 U(300，500)
虚拟网络功能VNF类型数 3
虚拟网络功能VNF资源需求 U(1，8)
CPU需求系数 U(0.8，1.2)
服务功能链SFC生命周期 180
高优先级请求到达率 P(λ<sub>1</sub>＝1.0)
低优先级请求到达率 P(λ<sub>h</sub>＝2.0)
总时长 1500
为了验证本申请的基于SDN与NFV的服务功能链SFC资源分配方法的有效性，考虑以下四个性能指标：
(1)高优先级服务功能链SFC请求的接受率：根据达到总用户效用最大化的目的，为了增加网络中接受的高优先级服务功能链SFC请求的数量，计算接受的高优先级服务功能链SFC请求与总高优先级服务功能链SFC请求的比率。
(2)网络资源利用率：测量在时间单元内网络的已利用资源之和与总可用资源的平均比率。
(3)总用户效用：总用户效用的测量可以直观的服务功能链SFC资源分配方法对于用户感知质量的提升和优势所在。
(4)效用负载比：为了更好的评估服务功能链SFC资源分配方法对单位负载的利用价值，实时计算和测量效用和负载强度之间的比率。
基于上述四个性能指标，对本申请的基于SDN与NFV的服务功能链SFC资源分配方法的主动接纳控制式资源分配方法的网络，以及现有技术中基于SDN与NFV的被动接受服务功能链SFC请求资源分配方法的网络，进行仿真结果对比，具体为：
1.1高优先级服务功能链SFC请求的接受率。
参照图5可知，对于高优先级服务功能链SFC请求的接受率，本申请的主动接纳控制式资源分配方法的网络，在部署准入控制的情况下高优先级服务功能链SFC请求的接受率提高，可以趋近于1，并且随着时间的推移一直趋于稳定。相比较，现有技术被动接受服务功能链SFC请求资源分配方法的网络的抗拥塞程度较差，只能维持在0.8-1.0之间。高优先级服务功能链SFC请求的接受率显著提高，证实了本申请的基于SDN与NFV的服务功能链SFC资源分配方法的主动接纳控制式资源分配方法的有效性。
1.2网络资源利用率。
参照图6可知，本申请的主动接纳控制式资源分配方法的网络的网络资源利用率接近于现有技术被动接受服务功能链SFC请求资源分配方法的进行网络资源分配的情况。也就是说，本申请的主动接纳控制式资源分配方法可以有效利用网络资源，既不会因为强调以用户为中心的框架而进行资源的浪费，也不会因为本申请的主动接纳控制式资源分配方法在预测映射阶段进行的资源预留而降低对资源的有效利用。
1.3总用户效用。
计算长期实现的总用户效用需进行累加计算分配K个服务功能链SFC计算资源的总效用，参照图7可知，本申请的主动接纳控制式资源分配方法的创造的总用户效用价值明显高于现有技术被动接受服务功能链SFC请求资源分配方法创造的总用户效用价值，且随着时间线的拉长差距更加显著。表明长期运营过程中，在保证物理网络资源消耗的情况下，本申请的主动接纳控制式资源分配方法能够尽可能多的满足用户侧的需求和偏好，以达到网络对用户服务质量最大化的目的。
1.4效用负载比。
效用和负载强度之间的比率可以更好的评估算法对单位负载的利用价值，参照图8可知，与现有技术被动接受服务功能链SFC请求资源分配方法相比，本申请的主动接纳控制式资源分配方法在对单位负载的利用价值提升方面有很大的优势。
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本申请还提供了一种基于SDN与NFV的服务功能链SFC资源分配的装置。
参考图9，所述装置包括：
映射模型构建模块21，用于基于软件定义网络SDN与网络功能虚拟化技术NFV构建网络映射模型。
编排模块22，用于根据所述网络映射模型，将用户服务请求编排成服务功能链SFC。
总效用确定模块23，用于根据所述网络映射模型确定总用户效用。
网络状态预测模块24，用于预测所述网络映射模型的下一时刻的网络状态信息。
算法确定保存模块25，用于按照所述总用户效用的最大化的原理和所述下一时刻的网络状态信息确定资源分配算法，将所述资源分配算法运行在所述网络映射模型中的SDN控制器上。
确定分配模块26，用于利用所述SDN控制器按照所述资源分配算法，从所述服务功能链SFC中确定待分配服务功能链SFC，对所述待分配服务功能链SFC进行资源分配。
在具体实施例中，总用户效用确定模块23具体包括：
VNF效用获取单元231，用于获取所述服务功能链SFC中的每个虚拟网络功能VNF的用户效用。
SFC效用获取单元232，用于依据每个所述虚拟网络功能VNF的用户效用，确定每个所述服务功能链SFC的用户效用。
总效用确定单元233，用于依据每个所述服务功能链SFC的用户效用，确定总用户效用。
在具体实施例中，网络状态预测模块24具体包括：
利用率获得单元241，用于基于所述网络映射模型，得到下一时刻的网络资源利用率与网络资源利用率阈值。
大小比较单元242，用于比较所述下一时刻的网络资源利用率与网络资源利用率阈值的大小。
标记单元242，用于响应于确定所述下一时刻的网络资源利用率大于网络资源利用率阈值，所述SDN控制器将下一时刻的网络状态信息标记为不足；响应于确定所述下一时刻的网络资源利用率小于等于网络资源利用率阈值，所述SDN控制器将下一时刻的网络状态信息标记为充足。
在具体实施例中，利用率获得单元241，具体包括：
到达率设定子单元2411，用于根据所述网络映射模型，设定所述服务功能链SFC的平均到达概率。
到达率预测子单元2412，用于依据所述服务功能链SFC的平均到达概率，预测下一时刻的新增服务功能链SFC的到达概率。
资源总量预测子单元2413，用于依据所述下一时刻的新增服务功能链SFC的到达概率，预测下一时刻的网络可用资源总量。
利用率确定子单元2414，用于依据所述下一时刻的网络可用资源总量，确定下一时刻的网络资源利用率。
在具体实施例中，利用率确定子单元2414具体包括，根据所述网络映射模型，确定下一时刻的物理节点n的可用资源总量，所述下一时刻的物理节点n的可用资源总量表示为：
Figure BDA0003315458580000201
CN(n)，表示物理节点n的可用资源总量；c(n)，表示物理节点n提供的计算资源总量；
Figure BDA0003315458580000202
所有映射在物理节点n上的所有虚拟节点nv的计算能力总和；
Figure BDA0003315458580000203
所有映射在物理节点n上的所有虚拟节点nv中释放的资源总和。
依据所述下一时刻的物理节点n的可用资源总量，确定下一时刻的网络可用资源总量，所述下一时刻的网络可用资源总量表示为：∑n∈NCN(n)；其中，N，表示物理节点集合。
依据所述下一时刻的网络可用资源总量，确定下一时刻的网络资源利用率，所述下一时刻的网络资源利用率表示为：
Figure BDA0003315458580000204
U，表示下一时刻的网络资源利用率；∑n∈Nc(n)，表示物理节点集合提供的计算资源总量。
在具体实施例中，确定分配模块26具体包括：
标记信息获取单元261，用于获取标记的所述下一时刻的网络状态信息。
待分配单元262，用于响应于确定所述SDN控制器将下一时刻的网络状态信息标记为不足，根据服务功能链SFC的时延性从所述服务功能链SFC中来确定待分配服务功能链SFC；利用所述SDN控制器按照所述资源分配算法，对所述待分配服务功能链SFC进行资源分配。
分配单元263，用于响应于确定所述SDN控制器将下一时刻的网络状态信息标记为充足，利用所述SDN控制器按照所述资源分配算法，对所述服务功能链SFC进行资源分配。
在具体实施例中，待分配单元262具体包括：
小时延性子单元2621，用于选取所述服务功能链SFC中的时延性小于等于预定时延性阈值的服务功能链SFC作为待分配服务功能链SFC。
大时延性子单元2622，用于选取所述服务功能链SFC中的时延性大于预定时延性阈值的服务功能链SFC进行标记，得到标记后的服务功能链SFC，所述标记后的服务功能链SFC在所述下一时刻的网络状态信息的资源分配过程中的同时延性竞争中被优先进行资源分配。
在具体实施例中，装置还包括：
方案确定模块C，用于根据所述网络映射模型，确定所述虚拟网络功能VNF的映射方案。
预映射模块D，用于依据所述虚拟网络功能VNF的映射方案，进行所述虚拟网络功能VNF的计算资源预映射。
在具体实施例中，方案确定模块C具体包括：
需求获取单元C1，用于从所述网络映射模型中，获取每个所述虚拟网络功能VNF的类型以及计算资源需求量。
物理节点获取单C2，用于根据每个所述虚拟网络功能VNF的类型以及计算资源需求量，获取与每个所述虚拟网络功能VNF相匹配的物理节点。
节点集合获取单元C3，用于依据与每个所述虚拟网络功能VNF相匹配的物理节点，得到同一类型虚拟网络功能VNF的物理节点集合。
资源总量获得单元C4，用于根据所述网络映射模型，获得同一类型虚拟网络功能VNF的物理节点集合的可用资源总量。
同类资源获得单元C5，用于根据每个所述虚拟网络功能VNF的计算资源需求量，获得同一类型虚拟网络功能VNF的计算资源需求总量。
总量比较单元C6，用于比较所述同一类型虚拟网络功能VNF的物理节点集合的可用资源总量与所述同一类型虚拟网络功能VNF的计算资源需求总量的大小。
响应单元C7，用于响应于确定所述同一类型虚拟网络功能VNF的物理节点集合的可用资源总量小于所述同一类型虚拟网络功能VNF的计算资源需求总量，对包含所述同一类型虚拟网络功能VNF的服务功能链SFC不分配资源；响应于确定所述同一类型虚拟网络功能VNF的物理节点集合的可用资源总量大于所述同一类型虚拟网络功能VNF的计算资源需求总量，再比较与每个所述虚拟网络功能VNF相匹配的物理节点的可用资源总量是否大于该所述虚拟网络功能VNF的计算资源需求总量。
单个预映射单元C8，用于响应于确定每个所述虚拟网络功能VNF相匹配的物理节点的可用资源总量大于该所述虚拟网络功能VNF的计算资源需求总量，利用所述SDN控制器进行所述虚拟网络功能VNF的计算资源预映射。
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，在实施本申请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任一实施例中相应的指针式仪表读数识别方法，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，与上述任意实施例方法相对应的，本申请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上任意一实施例所述的指针式仪表读数识别方法。
图10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(RandomAccessMemory，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。
上述实施例的电子设备用于实现前述任一实施例中相应的指针式仪表读数识别方法，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，与上述任意实施例方法相对应的，本申请还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，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如上任一实施例所述的指针式仪表读数识别方法。
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。
上述实施例的存储介质存储的计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的指针式仪表读数识别方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。

Claims (10)

1.基于SDN与NFV的服务功能链SFC资源分配方法，其特征在于，包括：
基于软件定义网络SDN与网络功能虚拟化技术NFV构建网络映射模型；
根据所述网络映射模型，将用户服务请求编排成服务功能链SFC；
根据所述网络映射模型确定总用户效用；
预测所述网络映射模型的下一时刻的网络状态信息；
按照所述总用户效用的最大化的原理和所述下一时刻的网络状态信息确定资源分配算法，将所述资源分配算法运行在所述网络映射模型中的SDN控制器上；
利用所述SDN控制器按照所述资源分配算法，从所述服务功能链SFC中确定待分配服务功能链SFC，对所述待分配服务功能链SFC进行资源分配。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述网络映射模型确定总用户效用，具体包括：
获取所述服务功能链SFC中的每个虚拟网络功能VNF的用户效用，每个所述虚拟网络功能VNF的用户效用表示为：
Figure FDA0003315458570000011
其中，u(x)，表示每个虚拟网络功能VNF的用户效用；k，坡度系数，模拟用户对接入网络特征变化的敏感性；x，准则值，表示虚拟网络功能VNF资源分配的及时性；xm，表示准则值的偏移量，用于校准虚拟网络功能VNF资源分配的及时性；
依据每个所述虚拟网络功能VNF的用户效用，确定每个所述服务功能链SFC的用户效用，每个所述服务功能链SFC的用户效用表示为：
Figure FDA0003315458570000012
其中，
Figure FDA0003315458570000013
表示每个服务功能链SFC的用户效用；wi，表示每个虚拟网络功能VNF的用户效用相应的权重；Mk，表示每个服务功能链SFC中的虚拟网络功能VNF的数量；
依据每个所述服务功能链SFC的用户效用，确定总用户效用，所述总用户效用表示为：
Figure FDA0003315458570000021
其中，Ua，表示总用户效用；S表示服务功能链SFC集合；sk表示服务功能链SFC集合中的服务功能链SFC。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预测所述网络映射模型的下一时刻的网络状态信息，具体包括：
基于所述网络映射模型，得到下一时刻的网络资源利用率与网络资源利用率阈值；
比较所述下一时刻的网络资源利用率与网络资源利用率阈值的大小；
响应于确定所述下一时刻的网络资源利用率大于网络资源利用率阈值，所述SDN控制器将下一时刻的网络状态信息标记为不足；
响应于确定所述下一时刻的网络资源利用率小于等于网络资源利用率阈值，所述SDN控制器将下一时刻的网络状态信息标记为充足。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用所述SDN控制器按照所述资源分配算法，从所述服务功能链SFC中确定待分配服务功能链SFC，对所述待分配服务功能链SFC进行资源分配，具体包括：
获取标记的所述下一时刻的网络状态信息；
响应于确定所述SDN控制器将下一时刻的网络状态信息标记为不足，根据服务功能链SFC的服务级别从所述服务功能链SFC中来确定待分配服务功能链SFC；利用所述SDN控制器按照所述资源分配算法，对所述待分配服务功能链SFC进行资源分配；
响应于确定所述SDN控制器将下一时刻的网络状态信息标记为充足，利用所述SDN控制器按照所述资源分配算法，对所述服务功能链SFC进行资源分配。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用所述SDN控制器按照所述资源分配算法，从所述服务功能链SFC中确定待分配服务功能链SFC，对所述待分配服务功能链SFC进行资源分配，具体包括：
获取标记的所述下一时刻的网络状态信息；
响应于确定所述SDN控制器将下一时刻的网络状态信息标记为不足，根据服务功能链SFC的时延性从所述服务功能链SFC中来确定待分配服务功能链SFC；利用所述SDN控制器按照所述资源分配算法，对所述待分配服务功能链SFC进行资源分配；
响应于确定所述SDN控制器将下一时刻的网络状态信息标记为充足，利用所述SDN控制器按照所述资源分配算法，对所述服务功能链SFC进行资源分配。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据服务功能链SFC的时延性从所述服务功能链SFC中来确定待分配服务功能链SFC，具体包括：
选取所述服务功能链SFC中的时延性小于等于预定时延性阈值的服务功能链SFC作为待分配服务功能链SFC；
选取所述服务功能链SFC中的时延性大于预定时延性阈值的服务功能链SFC进行标记，得到标记后的服务功能链SFC，所述标记后的服务功能链SFC在所述下一时刻的网络状态信息的资源分配过程中的同时延性竞争中被优先进行资源分配。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在基于所述网络映射模型，得到下一时刻的网络资源利用率与网络资源利用率阈值之前，还包括：
从所述网络映射模型中，获取每个所述虚拟网络功能VNF的类型以及计算资源需求量；
根据每个所述虚拟网络功能VNF的类型以及计算资源需求量，获取与每个所述虚拟网络功能VNF相匹配的物理节点；
依据与每个所述虚拟网络功能VNF相匹配的物理节点，得到同一类型虚拟网络功能VNF的物理节点集合；
根据所述网络映射模型，获得同一类型虚拟网络功能VNF的物理节点集合的可用资源总量；
根据每个所述虚拟网络功能VNF的计算资源需求量，获得同一类型虚拟网络功能VNF的计算资源需求总量；
比较所述同一类型虚拟网络功能VNF的物理节点集合的可用资源总量与所述同一类型虚拟网络功能VNF的计算资源需求总量的大小；
响应于确定所述同一类型虚拟网络功能VNF的物理节点集合的可用资源总量小于所述同一类型虚拟网络功能VNF的计算资源需求总量，对包含所述同一类型虚拟网络功能VNF的服务功能链SFC不分配资源；
响应于确定所述同一类型虚拟网络功能VNF的物理节点集合的可用资源总量大于所述同一类型虚拟网络功能VNF的计算资源需求总量，再比较与每个所述虚拟网络功能VNF相匹配的物理节点的可用资源总量是否大于该所述虚拟网络功能VNF的计算资源需求总量；
响应于确定每个所述虚拟网络功能VNF相匹配的物理节点的可用资源总量大于该所述虚拟网络功能VNF的计算资源需求总量，利用所述SDN控制器进行所述虚拟网络功能VNF的计算资源预映射。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，得到下一时刻的网络资源利用率，具体包括：
根据所述网络映射模型，设定所述服务功能链SFC的平均到达概率；
依据所述服务功能链SFC的平均到达概率，预测下一时刻的新增服务功能链SFC的到达概率；
依据所述下一时刻的新增服务功能链SFC的到达概率，预测下一时刻的网络可用资源总量；
依据所述下一时刻的网络可用资源总量，确定下一时刻的网络资源利用率。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，依据所述下一时刻的网络可用资源总量，确定下一时刻的网络资源利用率，具体包括：
根据所述网络映射模型，确定下一时刻的物理节点n的可用资源总量，所述下一时刻的物理节点n的可用资源总量表示为：
Figure FDA0003315458570000041
CN(n)，表示物理节点n的可用资源总量；c(n)，表示物理节点n提供的计算资源总量；
Figure FDA0003315458570000042
所有映射在物理节点n上的所有虚拟节点nv的计算能力总和；
Figure FDA0003315458570000043
所有映射在物理节点n上的所有虚拟节点nv中释放的资源总和；
依据所述下一时刻的物理节点n的可用资源总量，确定下一时刻的网络可用资源总量，所述下一时刻的网络可用资源总量表示为：∑n∈NCN(n)，其中，N，表示物理节点集合；
依据所述下一时刻的网络可用资源总量，确定下一时刻的网络资源利用率，所述下一时刻的网络资源利用率表示为：
Figure FDA0003315458570000044
U，表示下一时刻的网络资源利用率；∑n∈Nc(n)，表示物理节点集合N提供的计算资源总量。
10.一种电子设备，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9任意一项所述的方法。
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