CN114745750A - 网络切片下拥塞链路检测方法、装置和电子设备 - Google Patents

网络切片下拥塞链路检测方法、装置和电子设备 Download PDF

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CN114745750A CN202210323433.5A CN202210323433A CN114745750A CN 114745750 A CN114745750 A CN 114745750A CN 202210323433 A CN202210323433 A CN 202210323433A CN 114745750 A CN114745750 A CN 114745750A
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张伟剑
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Abstract

本发明提供一种网络切片下拥塞链路检测方法、装置和电子设备，其中方法包括：对各虚拟路径进行探测，得到各虚拟路径的丢包率、及各虚拟路径与各底层链路间的承载关系；承载关系用于指示虚拟路径是否包含底层链路；基于各虚拟路径与各底层链路间的承载关系确定各底层链路的拥塞贡献度；基于拥塞贡献度确定至少一个参考拥塞底层链路；基于各虚拟路径的通过率、各虚拟路径与各参考拥塞底层链路之间的承载关系、以及虚拟路径中包含的参考拥塞底层链路的通过率构建丢包率矩阵模型；基于各参考拥塞底层链路的拥塞贡献度和丢包率矩阵模型，从至少一个参考拥塞底层链路中确定目标拥塞底层链路，可以实现网络切片下拥塞链路的检测。

Description

网络切片下拥塞链路检测方法、装置和电子设备
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下拥塞链路检测方法、装置和电子设备。
背景技术
随着5G网络的建设和应用，电力公司对电力通信网的需求量快速增加。为解决通信网资源需求快速增加的问题，网络切片技术已成为电力公司使用的关键网络技术。在网络切片后，底层网络负责为虚拟网络提供网络资源。虚拟网络的可靠性是底层网络服务质量的重要内容。为提升虚拟网络的可靠性，底层网络运营商需要准确快速的定位到发生拥塞的底层链路。而底层链路的丢包率是衡量底层链路拥塞程度的重要指标。
现有技术中，在传统网络的链路丢包率计算方面已经取得较多的研究成果。但是，在网络切片下，虚拟网络和底层网络的关系更加复杂，上述现有技术无法解决网络切片下丢包率计算的问题，也就无法推断拥塞底层链路。因此，本发明提出一种网络切片下拥塞底层链路的检测方法。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种网络切片下拥塞链路检测方法、装置和电子设备。
本发明提供一种网络切片下拥塞链路检测方法，包括：
对各虚拟路径进行探测，得到各虚拟路径的丢包率、以及各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系；所述各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系用于指示虚拟路径是否包含底层链路；
基于各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系确定各底层链路的拥塞贡献度；
基于各底层链路的拥塞贡献度确定至少一个参考拥塞底层链路；
基于各虚拟路径的通过率、各虚拟路径与各参考拥塞底层链路之间的承载关系、以及虚拟路径中包含的参考拥塞底层链路的通过率构建丢包率矩阵模型；
基于各参考拥塞底层链路的拥塞贡献度和所述丢包率矩阵模型，从所述至少一个参考拥塞底层链路中确定目标拥塞底层链路。
根据本发明提供的一种网络切片下拥塞链路检测方法，所述基于各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系确定各底层链路的拥塞贡献度，包括：
基于各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系确定第一路由矩阵；所述第一路由矩阵中的每个元素用于指示虚拟路径是否包含底层链路；
基于所述第一路由矩阵确定各底层链路的拥塞贡献度。
根据本发明提供的一种网络切片下拥塞链路检测方法，所述第一路由矩阵的行数表示虚拟路径的数量，所述第一路由矩阵的列数表示底层链路的数量；
所述基于所述第一路由矩阵确定各底层链路的拥塞贡献度，包括：
删除所述第一路由矩阵中的重复列和/或零列，并基于各虚拟路径的丢包率删除所述第一路由矩阵中不丢包的虚拟路径经过的底层链路，得到第二路由矩阵；
基于所述第二路由矩阵确定各底层链路的拥塞贡献度。
根据本发明提供的一种网络切片下拥塞链路检测方法，所述基于所述第二路由矩阵确定各底层链路的拥塞贡献度，包括：
基于公式(1)确定各底层链路的拥塞贡献度；
Figure BDA0003571007550000021
其中，
Figure BDA0003571007550000031
表示底层链路的拥塞贡献度，α表示包含当前底层链路ej∈ES的虚拟路径
Figure BDA0003571007550000032
的数量，
Figure BDA0003571007550000033
表示包含当前底层链路ej∈ES的虚拟路径
Figure BDA0003571007550000034
中包含的底层链路的数量，r表示包含当前底层链路ej∈ES的第r个虚拟路径
Figure BDA0003571007550000035
根据本发明提供的一种网络切片下拥塞链路检测方法，所述基于各底层链路的拥塞贡献度确定至少一个参考拥塞底层链路，包括：
将大于预设阈值的拥塞贡献度对应的底层链路确定为参考拥塞底层链路。
根据本发明提供的一种网络切片下拥塞链路检测方法，所述基于各虚拟路径的通过率、各虚拟路径与各参考拥塞底层链路之间的承载关系、以及虚拟路径中包含的参考拥塞底层链路的通过率构建丢包率矩阵模型，包括：
基于各虚拟路径的通过率、各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系、以及虚拟路径中包含的参考拥塞底层链路的通过率构建公式(2)；
Figure BDA0003571007550000036
其中，
Figure BDA0003571007550000037
表示每条虚拟路径
Figure BDA0003571007550000038
的通过率，
Figure BDA0003571007550000039
表示虚拟路径
Figure BDA00035710075500000310
中包含的参考拥塞底层链路ej∈ES的通过率，E表示虚拟路径
Figure BDA00035710075500000311
中包含的参考拥塞底层链路的数量，Mkj表示路由矩阵中第k行、第j列的元素的取值；
基于公式(2)确定每条虚拟路径
Figure BDA00035710075500000312
的通过率的对数值和虚拟路径
Figure BDA00035710075500000313
中包含的参考拥塞底层链路ej∈ES的通过率的对数值；
基于每条虚拟路径
Figure BDA00035710075500000314
的通过率的对数值、虚拟路径
Figure BDA00035710075500000315
中包含的底层链路ej∈ES的通过率的对数值、以及所述第二路由矩阵构建所述丢包率矩阵模型。
根据本发明提供的一种网络切片下拥塞链路检测方法，所述基于各参考拥塞底层链路的拥塞贡献度和所述丢包率矩阵模型，从所述至少一个参考拥塞底层链路中确定目标拥塞底层链路，包括：
确定各参考拥塞底层链路的拥塞贡献度中的最小拥塞贡献度；
在所述第二路由矩阵中删除所述最小拥塞贡献度对应的参考拥塞底层链路；
确定当前第二路由矩阵是否为满秩矩阵；
在确定所述当前第二路由矩阵为所述满秩矩阵时，确定所述当前第二路由矩阵的值，基于所述当前第二路由矩阵的值和虚拟路径的通过率确定虚拟路径包含的参考拥塞底层链路的通过率；
基于所述虚拟路径包含的参考拥塞底层链路的通过率确定目标拥塞底层链路；
在确定所述当前第二路由矩阵不为所述满秩矩阵时，返回至所述确定各参考拥塞底层链路的拥塞贡献度中的最小拥塞贡献度的步骤。
本发明还提供一种网络切片下拥塞链路检测装置，包括：
探测单元，用于对各虚拟路径进行探测，得到各虚拟路径的丢包率、以及各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系；所述各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系用于指示虚拟路径是否包含底层链路；
第一确定单元，用于基于各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系确定各底层链路的拥塞贡献度；
第二确定单元，用于基于各底层链路的拥塞贡献度确定至少一个参考拥塞底层链路；
构建单元，用于基于各虚拟路径的通过率、各虚拟路径与各参考拥塞底层链路之间的承载关系、以及虚拟路径中包含的参考拥塞底层链路的通过率构建丢包率矩阵模型；
第三确定单元，用于基于各参考拥塞底层链路的拥塞贡献度和所述丢包率矩阵模型，从所述至少一个参考拥塞底层链路中确定目标拥塞底层链路。
本发明还提供一种电子设备，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述任一种所述网络切片下拥塞链路检测方法。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述网络切片下拥塞链路检测方法。
本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述网络切片下拥塞链路检测方法。
本发明提供的一种网络切片下拥塞链路检测方法、装置和电子设备，基于探测得到的各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系确定各底层链路的拥塞贡献度，进一步确定至少一个参考拥塞底层链路；并基于各虚拟路径的通过率、各虚拟路径与各参考拥塞底层链路之间的承载关系、以及虚拟路径中包含的参考拥塞底层链路的通过率构建丢包率矩阵模型，再基于各参考拥塞底层链路的拥塞贡献度和丢包率矩阵模型，确定目标拥塞底层链路，从而实现了网络切片下拥塞链路的检测。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的网络切片下拥塞链路检测方法的流程示意图之一；
图2是本发明提供的网络切片下拥塞链路检测方法的流程示意图之二；
图3是本发明提供的网络切片下拥塞链路检测方法的流程示意图之三；
图4是本发明提供的第一路由矩阵的示意图；
图5是本发明提供的网络切片下拥塞链路检测装置的结构示意图；
图6是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
本发明的执行主体可以为具有计算功能的电子设备。
下面结合图1-图4描述本发明的网络切片下拥塞链路检测方法。
图1是本发明提供的网络切片下拥塞链路检测方法的流程示意图之一，如图1所示，该网络切片下拥塞链路检测方法包括以下步骤：
步骤101、对各虚拟路径进行探测，得到各虚拟路径的丢包率、以及各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系；所述各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系用于指示虚拟路径是否包含底层链路。
具体地，本发明使用端到端的探测技术获得每条虚拟路径的丢包率。
其中，在网络切片环境下，运营商的网络称为底层网络，底层网络包括底层节点和底层链路，底层网络使用GS(NS，ES)表示，底层节点使用ni∈NS表示，底层链路使用ej∈ES表示。为了部署各种业务，业务提供商需要租用底层网络的资源。将承载业务的切片网络称为虚拟网络，使用GV(NV，EV)表示虚拟网络，虚拟网络包括虚拟节点和虚拟链路，虚拟节点使用
Figure BDA0003571007550000071
表示，虚拟链路使用
Figure BDA0003571007550000072
表示。其中，虚拟节点和底层节点之间存在一一对应的关系。虚拟链路和底层链路之间不存在一对一关系。因为每条虚拟链路的两个节点在映射到底层节点时，两个底层节点之间的距离可能比较长。
使用
Figure BDA0003571007550000073
表示虚拟路径。例如，
Figure BDA0003571007550000074
表示从虚拟节点
Figure BDA0003571007550000075
到虚拟节点
Figure BDA0003571007550000076
的端到端的第K条虚拟路径；例如，路径
Figure BDA0003571007550000077
包括
Figure BDA0003571007550000078
组成的一条端到端的路径，该路径的通过率为[0，1]的数值。
为了推断每条虚拟路径的拥塞状况，需要首先分析虚拟路径涉及哪些底层链路。因此可以先确定各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系，使用Mapping(GV，GS)表示虚拟网络GV(NV，EV)和底层网络GS(NS，ES)之间的承载关系，也就是各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系，可以使用以下公式(3)进行计算：
Figure BDA0003571007550000079
其中，PS表示底层路径集合，↓表示承载关系，
Figure BDA00035710075500000710
表示经过虚拟节点i和虚拟节点j的虚拟链路，eij∈PS表示经过底层节点i和底层节点j的底层链路。
步骤102、基于各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系确定各底层链路的拥塞贡献度。
具体地，基于上述虚拟路径与各底层链路之间的承载关系，可以获取包含当前底层链路的虚拟路径的数量及包含当前底层链路的虚拟路径中包含的底层链路的数量。并基于包含当前底层链路的虚拟路径的数量及包含当前底层链路的虚拟路径中包含的底层链路的数量，确定各底层链路的拥塞贡献度。
步骤103、基于各底层链路的拥塞贡献度确定至少一个参考拥塞底层链路。
具体地，本发明在计算出每条底层链路的拥塞贡献度后，将大于预设阈值的拥塞贡献度所对应的底层链路确定为参考拥塞底层链路。
其中，预设阈值可以是技术人员根据经验确定，也可以是根据其他方法确定。
步骤104、基于各虚拟路径的通过率、各虚拟路径与各参考拥塞底层链路之间的承载关系、以及虚拟路径中包含的参考拥塞底层链路的通过率构建丢包率矩阵模型。
具体地，由网络管理理论可知，路径的通过率和路径的丢包率之和为1。本发明通过端到端的探测技术可以获得每条虚拟路径的丢包率。根据网络运营经验可知，虚拟路径的通过率是通过计算虚拟路径中每条底层链路的通过率的乘积获得。
在获取到各虚拟路径的通过率和各虚拟路径与各参考拥塞底层链路之间的承载关系时，可以基于各虚拟路径的通过率、各虚拟路径与各参考拥塞底层链路之间的承载关系、以及虚拟路径中包含的参考拥塞底层链路的通过率构建丢包率矩阵模型。
步骤105、基于各参考拥塞底层链路的拥塞贡献度和所述丢包率矩阵模型，从所述至少一个参考拥塞底层链路中确定目标拥塞底层链路。
具体地，在得到丢包率矩阵模型和各参考拥塞底层链路的拥塞贡献度时，可以将各参考拥塞底层链路按照各参考拥塞底层链路的拥塞贡献度进行排序，基于排序结果调整丢包率矩阵模型中的矩阵，进而基于调整后的矩阵的值和各虚拟路径的通过率确定虚拟路径中包含的参考拥塞底层链路的通过率，最终基于虚拟路径中包含的参考拥塞底层链路的通过率推理出目标拥塞底层链路；该目标拥塞底层链路可以是一条拥塞底层链路，也可以是多条拥塞底层链路的集合。
本发明提供的网络切片下拥塞链路检测方法，基于探测得到的各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系确定各底层链路的拥塞贡献度，进一步确定至少一个参考拥塞底层链路；并基于各虚拟路径的通过率、各虚拟路径与各参考拥塞底层链路之间的承载关系、以及虚拟路径中包含的参考拥塞底层链路的通过率构建丢包率矩阵模型，再基于各参考拥塞底层链路的拥塞贡献度和丢包率矩阵模型，确定目标拥塞底层链路，从而实现了网络切片下拥塞链路的检测。
可选地，图2是本发明提供的网络切片下拥塞链路检测方法的流程示意图之二，如图2所示，图1中的步骤102具体可通过以下方式实现：
步骤1021、基于各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系确定第一路由矩阵。
其中，所述第一路由矩阵中的每个元素用于指示虚拟路径是否包含底层链路。
示例地，图4是本发明提供的第一路由矩阵的示意图，如图4所示，基于虚拟路径的探测结果构成的第一路由矩阵M，例如，第一路由矩阵M包含6行、10列。第一路由矩阵M的行数代表虚拟路径的数量，列数代表底层链路的数量。使用Mkj∈M表示第一路由矩阵M中第k行、第j列的元素取值。当Mkj＝1时，表示虚拟路径k包含底层链路j；当Mkj＝0时，表示虚拟路径k不包含底层链路j。
在图4中，P1-P7分别代表7条虚拟路径，e1-e12分别代表7条虚拟路径经过的12条底层链路。
需要说明的是，第一路由矩阵M的行数可以代表底层链路的数量，列数可以代表虚拟路径的数量。
步骤1022、基于所述第一路由矩阵确定各底层链路的拥塞贡献度。
示例地，基于第一路由矩阵M确定包含当前底层链路的虚拟路径的数量，及确定包含当前底层链路的虚拟路径中包含的底层链路的数量，并基于包含当前底层链路的虚拟路径的数量及包含当前底层链路的虚拟路径中包含的底层链路的数量，确定各底层链路的拥塞贡献度。
本发明提供的网络切片下拥塞链路检测方法，基于第一路由矩阵可以得到包含当前底层链路的虚拟路径的数量及包含当前底层链路的虚拟路径中包含的底层链路的数量，从而确定准确的底层链路的拥塞贡献度。
可选地，所述第一路由矩阵的行数表示虚拟路径的数量，所述第一路由矩阵的列数表示底层链路的数量；图3是本发明提供的网络切片下拥塞链路检测方法的流程示意图之三，如图3所示，图2中的步骤1022具体可通过以下方式实现：
步骤10221、删除所述第一路由矩阵中的重复列和/或零列，并基于各虚拟路径的丢包率删除所述第一路由矩阵中不丢包的虚拟路径经过的底层链路，得到第二路由矩阵。
示例地，如图4所示，若虚拟路径P1为不丢包的虚拟路径，则说明该虚拟路径经过的底层链路都不是丢包的底层链路，删掉第一路由矩阵中虚拟路径P1对应的整行元素；e7和e8的元素完全相同，则说明是同一条底层链路，删掉其中一列；若某一列的元素均为零，则说明该底层链路不存在，删掉整列的元素，得到第二路由矩阵。
步骤10222、基于所述第二路由矩阵确定各底层链路的拥塞贡献度。
示例地，在得到第二路由矩阵时，可以基于第二路由矩阵确定包含当前底层链路的虚拟路径的数量，及确定包含当前底层链路的虚拟路径中包含的底层链路的数量，并基于包含当前底层链路的虚拟路径的数量及包含当前底层链路的虚拟路径中包含的底层链路的数量，确定各底层链路的拥塞贡献度。
本发明提供的网络切片下拥塞链路检测方法，通过简化第一路由矩阵得到第二路由矩阵，从而基于第二路由矩阵确定各底层链路的拥塞贡献度，可以减少计算量，提高效率。
可选地，本发明提供的网络切片下拥塞链路检测方法，所述基于所述第二路由矩阵确定各底层链路的拥塞贡献度，包括：
基于公式(1)确定各底层链路的拥塞贡献度；
Figure BDA0003571007550000111
其中，
Figure BDA0003571007550000112
表示底层链路的拥塞贡献度，α表示包含当前底层链路ej∈ES的虚拟路径
Figure BDA0003571007550000113
的数量，
Figure BDA0003571007550000114
表示包含当前底层链路ej∈ES的虚拟路径
Figure BDA0003571007550000115
中包含的底层链路的数量，r表示包含当前底层链路ej∈ES的第r个虚拟路径
Figure BDA0003571007550000116
考虑到每个底层链路上会同时承载多个虚拟链路，本发明根据底层链路上承载的拥塞虚拟链路的数量来评价底层链路的拥塞可能性。将每条底层链路ej∈ES上拥塞的虚拟链路的数量定义为底层链路ej∈ES的拥塞贡献度
Figure BDA0003571007550000117
从公式(1)可知，每条底层链路ej∈ES的拥塞贡献度
Figure BDA0003571007550000118
的取值越大，说明包含当前底层链路的拥塞虚拟路径经过的底层链路数越少，当前底层链路属于拥塞链路的概率越大。
本发明提供的网络切片下拥塞链路检测方法，基于实际的各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系确定各底层链路的拥塞贡献度，可以快速的得到可靠性较高的拥塞贡献度的值。
可选地，本发明提供的网络切片下拥塞链路检测方法，所述基于各底层链路的拥塞贡献度确定至少一个参考拥塞底层链路，包括：
将大于预设阈值的拥塞贡献度对应的底层链路确定为参考拥塞底层链路。
本发明提供的网络切片下拥塞链路检测方法，通过将大于预设阈值的拥塞贡献度对应的底层链路确定为参考拥塞底层链路，可以进一步简化模型，减少计算量。
可选地，本发明提供的网络切片下拥塞链路检测方法，所述基于各虚拟路径的通过率、各虚拟路径与各参考拥塞底层链路之间的承载关系、以及虚拟路径中包含的参考拥塞底层链路的通过率构建丢包率矩阵模型，包括：
基于各虚拟路径的通过率、各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系、以及虚拟路径中包含的参考拥塞底层链路的通过率构建公式(2)；
Figure BDA0003571007550000121
其中，
Figure BDA0003571007550000122
表示每条虚拟路径
Figure BDA0003571007550000123
的通过率，
Figure BDA0003571007550000124
表示虚拟路径
Figure BDA0003571007550000125
中包含的参考拥塞底层链路ej∈ES的通过率，E表示虚拟路径
Figure BDA0003571007550000126
中包含的参考拥塞底层链路的数量，Mkj表示路由矩阵中第k行、第j列的元素的取值；
基于公式(2)确定每条虚拟路径
Figure BDA0003571007550000127
的通过率的对数值和虚拟路径
Figure BDA0003571007550000128
中包含的参考拥塞底层链路ej∈ES的通过率的对数值；
基于每条虚拟路径
Figure BDA0003571007550000129
的通过率的对数值、虚拟路径
Figure BDA00035710075500001210
中包含的底层链路ej∈ES的通过率的对数值、以及所述第二路由矩阵构建所述丢包率矩阵模型。
示例地，为了便于对公式(2)进行计算，对公式(2)等号两边同时取对数，得到以下公式(4)：
Figure BDA0003571007550000131
基于公式(4)可以得到第K条虚拟路径的丢包率的计算方法，将每条虚拟路径的丢包率均按照公式(4)的计算方法来计算，所有虚拟路径的丢包率的计算采用如下公式(5)表示：
Figure BDA0003571007550000132
其中，Z表示虚拟路径的数量。
为便于求解，根据线性代数理论，将公式(5)建模为丢包率矩阵模型，如公式(6)所示。
Y＝MX (6)
其中，
Figure BDA0003571007550000133
可以理解的是，如果能够计算出第二路由矩阵M的解，就可以得到每条底层链路的通过率，进而得到每条底层链路的丢包率。
为简化第二路由矩阵M的复杂度，便于第二路由矩阵M的分析，本发明采用高斯约旦消元法，将第二路由矩阵M划分为分块的阶梯矩阵。此时，求解公式(6)的过程将化简为求解多个分块矩阵的解的过程。由于分块矩阵的行数和列数都较小，所以求解的计算复杂度将显著降低。使用公式(7)表示简化后的每个分块矩阵构成的丢包率矩阵模型。其中，Mi表示第i个分块矩阵；Xi表示第i条底层链路通过率的对数值，Yi表示第i条虚拟路径通过率的对数值。
Yi＝MiXi (7)
本发明提供的网络切片下拥塞链路检测方法，基于各虚拟路径的通过率、各虚拟路径与各参考拥塞底层链路之间的承载关系、以及虚拟路径中包含的参考拥塞底层链路的通过率构建丢包率矩阵模型，并将丢包率矩阵模型中的当前第二路由矩阵M划分为多个分块的阶梯矩阵，不仅可以构建求解底层链路丢包率的矩阵模型，还可以进一步简化矩阵的复杂度，进而显著的降低计算复杂度。
可选地，本发明提供的网络切片下拥塞链路检测方法，所述基于各参考拥塞底层链路的拥塞贡献度和所述丢包率矩阵模型，从所述至少一个参考拥塞底层链路中确定目标拥塞底层链路，包括：
确定各参考拥塞底层链路的拥塞贡献度中的最小拥塞贡献度；
在所述第二路由矩阵中删除所述最小拥塞贡献度对应的参考拥塞底层链路；
确定当前第二路由矩阵是否为满秩矩阵；
在确定所述当前第二路由矩阵为所述满秩矩阵时，确定所述当前第二路由矩阵的值，基于所述当前第二路由矩阵的值和虚拟路径的通过率确定虚拟路径包含的参考拥塞底层链路的通过率；
基于所述虚拟路径包含的参考拥塞底层链路的通过率确定目标拥塞底层链路；
在确定所述当前第二路由矩阵不为所述满秩矩阵时，返回至所述确定各参考拥塞底层链路的拥塞贡献度中的最小拥塞贡献度的步骤。
示例地，由于虚拟路径的数量小于底层链路的数量，第二路由矩阵M的取值不是唯一解，不能有效分析底层链路的丢包状况，所以需要基于上述公式(7)将第二路由矩阵M转化为满秩矩阵。
首先根据底层链路ej∈ES的拥塞贡献度
Figure BDA0003571007550000141
对参考拥塞底层链路进行排序，具体地，根据底层链路的拥塞贡献度
Figure BDA0003571007550000142
对{M1，M2，…，Mc}的每个子集中的所有参考拥塞底层链路进行升序排序。其中，c表示分块矩阵的数量，Mc表示第c个分块矩阵。
其次，确定各参考拥塞底层链路的拥塞贡献度中的最小拥塞贡献度，并将最小拥塞贡献度对应的底层链路设置为不丢包链路，将其从第二路由矩阵中移除。
然后，确定当前第二路由矩阵是否为满秩矩阵，在确定当前第二路由矩阵为满秩矩阵时，使用线性方程组求解理论可以计算出满秩矩阵的唯一解，从而基于当前第二路由矩阵的值和虚拟路径的通过率计算得到虚拟路径包含的参考拥塞底层链路的通过率，进而得到每条底层链路的丢包率的值。
最后，基于虚拟路径包含的参考拥塞底层链路的通过率确定目标拥塞底层链路。
本发明提供的网络切片下拥塞链路检测方法，通过将最小拥塞贡献度对应的底层链路设置为不丢包链路，可以进一步简化矩阵减少计算量，直到当前第二路由矩阵为满秩矩阵时，可以求出当前第二路由矩阵的唯一解，进而确定底层链路的通过率及丢包率的值，最后确定出目标拥塞底层链路。
下面对本发明提供的网络切片下拥塞链路检测装置进行描述，下文描述的网络切片下拥塞链路检测装置与上文描述的网络切片下拥塞链路检测方法可相互对应参照。
图5是本发明提供的网络切片下拥塞链路检测装置示意图，如图5所示，该网络切片下拥塞链路检测装置包括探测单元501、第一确定单元502、第二确定单元503、构建单元504和第三确定单元505；其中：
探测单元501，用于对各虚拟路径进行探测，得到各虚拟路径的丢包率、以及各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系；所述各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系用于指示虚拟路径是否包含底层链路；
第一确定单元502，用于基于各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系确定各底层链路的拥塞贡献度；
第二确定单元503，用于基于各底层链路的拥塞贡献度确定至少一个参考拥塞底层链路；
构建单元504，用于基于各虚拟路径的通过率、各虚拟路径与各参考拥塞底层链路之间的承载关系、以及虚拟路径中包含的参考拥塞底层链路的通过率构建丢包率矩阵模型；
第三确定单元505，用于基于各参考拥塞底层链路的拥塞贡献度和所述丢包率矩阵模型，从所述至少一个参考拥塞底层链路中确定目标拥塞底层链路。
本发明提供的网络切片下拥塞链路检测方法，基于探测得到的各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系确定各底层链路的拥塞贡献度，进一步确定至少一个参考拥塞底层链路；并基于各虚拟路径的通过率、各虚拟路径与各参考拥塞底层链路之间的承载关系、以及虚拟路径中包含的参考拥塞底层链路的通过率构建丢包率矩阵模型，再基于各参考拥塞底层链路的拥塞贡献度和丢包率矩阵模型，确定目标拥塞底层链路，从而实现了网络切片下拥塞链路的检测。
基于上述任一实施例，所述第一确定单元502具体用于：
基于各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系确定第一路由矩阵；所述第一路由矩阵中的每个元素用于指示虚拟路径是否包含底层链路；
基于所述第一路由矩阵确定各底层链路的拥塞贡献度。
基于上述任一实施例，所述第一路由矩阵的行数表示虚拟路径的数量，所述第一路由矩阵的列数表示底层链路的数量；所述第一确定单元502具体用于：
删除所述第一路由矩阵中的重复列和/或零列，并基于各虚拟路径的丢包率删除所述第一路由矩阵中不丢包的虚拟路径经过的底层链路，得到第二路由矩阵；
基于所述第二路由矩阵确定各底层链路的拥塞贡献度。
基于上述任一实施例，所述第一确定单元502具体用于：
基于公式(1)确定各底层链路的拥塞贡献度；
Figure BDA0003571007550000171
其中，
Figure BDA0003571007550000172
表示底层链路的拥塞贡献度，α表示包含当前底层链路ej∈ES的虚拟路径
Figure BDA0003571007550000173
的数量，
Figure BDA0003571007550000174
表示包含当前底层链路ej∈ES的虚拟路径
Figure BDA0003571007550000175
中包含的底层链路的数量，r表示包含当前底层链路ej∈ES的第r个虚拟路径
Figure BDA0003571007550000176
基于上述任一实施例，所述第二确定单元503具体用于：
将大于预设阈值的拥塞贡献度对应的底层链路确定为参考拥塞底层链路。
基于上述任一实施例，所述构建单元504具体用于：
基于各虚拟路径的通过率、各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系、以及虚拟路径中包含的参考拥塞底层链路的通过率构建公式(2)；
Figure BDA0003571007550000177
其中，
Figure BDA0003571007550000178
表示每条虚拟路径
Figure BDA0003571007550000179
的通过率，
Figure BDA00035710075500001710
表示虚拟路径
Figure BDA00035710075500001711
中包含的参考拥塞底层链路ej∈ES的通过率，E表示虚拟路径
Figure BDA00035710075500001712
中包含的参考拥塞底层链路的数量，Mkj表示路由矩阵中第k行、第j列的元素的取值；
基于公式(2)确定每条虚拟路径
Figure BDA00035710075500001713
的通过率的对数值和虚拟路径
Figure BDA00035710075500001714
中包含的参考拥塞底层链路ej∈ES的通过率的对数值；
基于每条虚拟路径
Figure BDA00035710075500001715
的通过率的对数值、虚拟路径
Figure BDA00035710075500001716
中包含的底层链路ej∈ES的通过率的对数值、以及所述第二路由矩阵构建所述丢包率矩阵模型。
基于上述任一实施例，所述第三确定单元505具体用于：
确定各参考拥塞底层链路的拥塞贡献度中的最小拥塞贡献度；
在所述第二路由矩阵中删除所述最小拥塞贡献度对应的参考拥塞底层链路；
确定当前第二路由矩阵是否为满秩矩阵；
在确定所述当前第二路由矩阵为所述满秩矩阵时，确定所述当前第二路由矩阵的值，基于所述当前第二路由矩阵的值和虚拟路径的通过率确定虚拟路径包含的参考拥塞底层链路的通过率；
基于所述虚拟路径包含的参考拥塞底层链路的通过率确定目标拥塞底层链路；
在确定所述当前第二路由矩阵不为所述满秩矩阵时，返回至所述确定各参考拥塞底层链路的拥塞贡献度中的最小拥塞贡献度的步骤。
图6示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)610、通信接口(Communications Interface)620、存储器(memory)630和通信总线640，其中，处理器610，通信接口620，存储器630通过通信总线640完成相互间的通信。处理器610可以调用存储器630中的逻辑指令，以执行网络切片下拥塞链路检测方法，该方法包括：
对各虚拟路径进行探测，得到各虚拟路径的丢包率、以及各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系；所述各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系用于指示虚拟路径是否包含底层链路；
基于各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系确定各底层链路的拥塞贡献度；
基于各底层链路的拥塞贡献度确定至少一个参考拥塞底层链路；
基于各虚拟路径的通过率、各虚拟路径与各参考拥塞底层链路之间的承载关系、以及虚拟路径中包含的参考拥塞底层链路的通过率构建丢包率矩阵模型；
基于各参考拥塞底层链路的拥塞贡献度和所述丢包率矩阵模型，从所述至少一个参考拥塞底层链路中确定目标拥塞底层链路。
此外，上述的存储器630中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的网络切片下拥塞链路检测方法，该方法包括：
对各虚拟路径进行探测，得到各虚拟路径的丢包率、以及各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系；所述各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系用于指示虚拟路径是否包含底层链路；
基于各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系确定各底层链路的拥塞贡献度；
基于各底层链路的拥塞贡献度确定至少一个参考拥塞底层链路；
基于各虚拟路径的通过率、各虚拟路径与各参考拥塞底层链路之间的承载关系、以及虚拟路径中包含的参考拥塞底层链路的通过率构建丢包率矩阵模型；
基于各参考拥塞底层链路的拥塞贡献度和所述丢包率矩阵模型，从所述至少一个参考拥塞底层链路中确定目标拥塞底层链路。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的网络切片下拥塞链路检测方法，该方法包括：
对各虚拟路径进行探测，得到各虚拟路径的丢包率、以及各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系；所述各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系用于指示虚拟路径是否包含底层链路；
基于各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系确定各底层链路的拥塞贡献度；
基于各底层链路的拥塞贡献度确定至少一个参考拥塞底层链路；
基于各虚拟路径的通过率、各虚拟路径与各参考拥塞底层链路之间的承载关系、以及虚拟路径中包含的参考拥塞底层链路的通过率构建丢包率矩阵模型；
基于各参考拥塞底层链路的拥塞贡献度和所述丢包率矩阵模型，从所述至少一个参考拥塞底层链路中确定目标拥塞底层链路。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种网络切片下拥塞链路检测方法，其特征在于，包括：
对各虚拟路径进行探测，得到各虚拟路径的丢包率、以及各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系；所述各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系用于指示虚拟路径是否包含底层链路；
基于各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系确定各底层链路的拥塞贡献度；
基于各底层链路的拥塞贡献度确定至少一个参考拥塞底层链路；
基于各虚拟路径的通过率、各虚拟路径与各参考拥塞底层链路之间的承载关系、以及虚拟路径中包含的参考拥塞底层链路的通过率构建丢包率矩阵模型；
基于各参考拥塞底层链路的拥塞贡献度和所述丢包率矩阵模型，从所述至少一个参考拥塞底层链路中确定目标拥塞底层链路。
2.根据权利要求1所述的网络切片下拥塞链路检测方法，其特征在于，所述基于各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系确定各底层链路的拥塞贡献度，包括：
基于各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系确定第一路由矩阵；所述第一路由矩阵中的每个元素用于指示虚拟路径是否包含底层链路；
基于所述第一路由矩阵确定各底层链路的拥塞贡献度。
3.根据权利要求2所述的网络切片下拥塞链路检测方法，其特征在于，所述第一路由矩阵的行数表示虚拟路径的数量，所述第一路由矩阵的列数表示底层链路的数量；
所述基于所述第一路由矩阵确定各底层链路的拥塞贡献度，包括：
删除所述第一路由矩阵中的重复列和/或零列，并基于各虚拟路径的丢包率删除所述第一路由矩阵中不丢包的虚拟路径经过的底层链路，得到第二路由矩阵；
基于所述第二路由矩阵确定各底层链路的拥塞贡献度。
4.根据权利要求3所述的网络切片下拥塞链路检测方法，其特征在于，所述基于所述第二路由矩阵确定各底层链路的拥塞贡献度，包括：
基于公式(1)确定各底层链路的拥塞贡献度；
Figure FDA0003571007540000021
其中，
Figure FDA0003571007540000022
表示底层链路的拥塞贡献度，α表示包含当前底层链路ej∈ES的虚拟路径
Figure FDA0003571007540000023
的数量，
Figure FDA0003571007540000024
表示包含当前底层链路ej∈ES的虚拟路径
Figure FDA0003571007540000025
中包含的底层链路的数量，r表示包含当前底层链路ej∈ES的第r个虚拟路径
Figure FDA0003571007540000026
5.根据权利要求1所述的网络切片下拥塞链路检测方法，其特征在于，所述基于各底层链路的拥塞贡献度确定至少一个参考拥塞底层链路，包括：
将大于预设阈值的拥塞贡献度对应的底层链路确定为参考拥塞底层链路。
6.根据权利要求1所述的网络切片下拥塞链路检测方法，其特征在于，所述基于各虚拟路径的通过率、各虚拟路径与各参考拥塞底层链路之间的承载关系、以及虚拟路径中包含的参考拥塞底层链路的通过率构建丢包率矩阵模型，包括：
基于各虚拟路径的通过率、各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系、以及虚拟路径中包含的参考拥塞底层链路的通过率构建公式(2)；
Figure FDA0003571007540000027
其中，
Figure FDA0003571007540000031
表示每条虚拟路径
Figure FDA0003571007540000032
的通过率，
Figure FDA0003571007540000033
表示虚拟路径
Figure FDA0003571007540000034
中包含的参考拥塞底层链路ej∈Es的通过率，E表示虚拟路径
Figure FDA0003571007540000035
中包含的参考拥塞底层链路的数量，Mkj表示路由矩阵中第k行、第j列的元素的取值；
基于公式(2)确定每条虚拟路径
Figure FDA0003571007540000036
的通过率的对数值和虚拟路径
Figure FDA0003571007540000037
中包含的参考拥塞底层链路ej∈ES的通过率的对数值；
基于每条虚拟路径
Figure FDA0003571007540000038
的通过率的对数值、虚拟路径
Figure FDA0003571007540000039
中包含的底层链路ej∈ES的通过率的对数值、以及所述第二路由矩阵构建所述丢包率矩阵模型。
7.根据权利要求6所述的网络切片下拥塞链路检测方法，其特征在于，所述基于各参考拥塞底层链路的拥塞贡献度和所述丢包率矩阵模型，从所述至少一个参考拥塞底层链路中确定目标拥塞底层链路，包括：
确定各参考拥塞底层链路的拥塞贡献度中的最小拥塞贡献度；
在所述第二路由矩阵中删除所述最小拥塞贡献度对应的参考拥塞底层链路；
确定当前第二路由矩阵是否为满秩矩阵；
在确定所述当前第二路由矩阵为所述满秩矩阵时，确定所述当前第二路由矩阵的值，基于所述当前第二路由矩阵的值和虚拟路径的通过率确定虚拟路径包含的参考拥塞底层链路的通过率；
基于所述虚拟路径包含的参考拥塞底层链路的通过率确定目标拥塞底层链路；
在确定所述当前第二路由矩阵不为所述满秩矩阵时，返回至所述确定各参考拥塞底层链路的拥塞贡献度中的最小拥塞贡献度的步骤。
8.一种网络切片下拥塞链路检测装置，其特征在于，包括：
探测单元，用于对各虚拟路径进行探测，得到各虚拟路径的丢包率、以及各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系；所述各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系用于指示虚拟路径是否包含底层链路；
第一确定单元，用于基于各虚拟路径与各底层链路之间的承载关系确定各底层链路的拥塞贡献度；
第二确定单元，用于基于各底层链路的拥塞贡献度确定至少一个参考拥塞底层链路；
构建单元，用于基于各虚拟路径的通过率、各虚拟路径与各参考拥塞底层链路之间的承载关系、以及虚拟路径中包含的参考拥塞底层链路的通过率构建丢包率矩阵模型；
第三确定单元，用于基于各参考拥塞底层链路的拥塞贡献度和所述丢包率矩阵模型，从所述至少一个参考拥塞底层链路中确定目标拥塞底层链路。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述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7任一项所述网络切片下拥塞链路检测方法。
10.一种非暂态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7任一项所述网络切片下拥塞链路检测方法。
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