申请/专利权人：北京中电飞华通信有限公司;国网信息通信产业集团有限公司;国网上海市电力公司;国家电网有限公司;北京邮电大学

申请日：2022-04-24

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN115190021B

主分类号：H04L41/0893

分类号：H04L41/0893;H04L41/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2022.11.01#实质审查的生效;2022.10.14#公开

摘要：本申请提供一种面向确定性时延业务的切片部署方法，包括：量化确定性时延业务的底层物理网络资源以及切片请求资源，得到多个量化值；利用量化值定义底层物理网络节点的节点重要度；利用量化值以及节点重要度构建切片部署模型；利用切片部署模型生成多个初始部署方案，并利用改进的粒子群优化算法在多个初始部署方案中确定最优部署方案，最优部署方案被配置为为确定性时延业务部署切片。本申请提供的方法综合考虑整体业务时延、网络资源利用率等因素，完成对切片资源分配的优化，有效提高了确定性时延业务的可靠性、稳定性、实时性与安全性，解决了现有技术中的切片部署方法时延感知能力差、关键业务时延难以保证的问题。

主权项：1.一种面向确定性时延业务的切片部署方法，其特征在于，包括：量化确定性时延业务的底层物理网络资源以及切片请求资源，得到多个量化值；利用所述量化值定义底层物理网络节点的节点重要度；利用所述量化值以及所述节点重要度构建切片部署模型；利用所述切片部署模型生成多个初始部署方案，并利用改进的粒子群优化算法在所述多个初始部署方案中确定最优部署方案，所述最优部署方案被配置为为所述确定性时延业务部署切片；所述利用所述量化值定义底层物理网络节点的节点重要度，包括：利用所述量化值定义所述底层物理网络节点的网络特征以及拓扑特征；利用所述网络特征以及所述拓扑特征定义所述节点重要度；所述量化值包括：底层物理网络节点容量、底层物理网络链路带宽以及邻接链路集合；所述利用所述量化值定义所述底层物理网络节点的网络特征以及拓扑特征，包括：利用所述底层物理网络节点容量、底层物理网络链路带宽以及邻接链路集合定义所述底层物理网络节点的所述网络特征；利用归一化的所述底层物理网络节点的节点度以及归一化的所述底层物理网络节点的介数中心性定义所述拓扑特征；所述切片部署模型包括目标优化函数以及条件约束函数；所述利用所述量化值以及所述节点重要度构建切片部署模型，包括：利用所述量化值，并根据切片总处理时延需求上限与切片总处理时延需求下限构建所述目标优化函数；利用所述量化值以及所述节点重要度构建所述条件约束函数；所述改进的粒子群优化算法包括迭代公式；在利用改进的粒子群优化算法在所述多个初始部署方案中确定最优部署方案之前，还包括：将部署方案作为所述迭代公式的目标更新值，以得到所述改进的粒子群优化算法；所述利用改进的粒子群优化算法在所述多个初始部署方案中确定最优部署方案，包括：根据所述多个初始部署方案确定所述迭代公式中的初始全局最优值以及初始局部最优值；利用所述改进的粒子群优化算法迭代更新所述初始全局最优值、所述初始局部最优值以及所述多个初始部署方案；响应于所述迭代更新次数达到第一阈值和或更新后的初始部署方案满足第一条件函数，停止所述迭代更新，并输出所述最优部署方案，所述第一阈值以及所述第一条件函数为预先设置的；所述部署方案包括映射方案以及映射方案的调整，所述迭代公式包括： 其中，分别为第i个底层物理网络节点的第k、k+1次迭代所得到的映射方案，分别为第i个底层物理网络节点的第k、k+1次迭代所得到的映射方案的调整，w为惯性权重，c1为个体认知加速度系数，c2为社会加速度系数，为第k次迭代所得到的局部最优值，PG为全局最优值，表示对于映射方案若其对应的映射方案的调整在维度t的值为1，则不变，否则需在k+1次迭代时将替换为其他所述映射方案；表示差异性计算；表示加权运算；所述节点重要度表示为： 其中，NFi为所述网络特征，为所述拓扑特征；d′i为归一化的所述底层物理网络节点i的节点度，b′i为归一化的所述底层物理网络节点i的介数中心性；所述网络特征表示为： Ci为底层物理网络节点i的所述底层物理网络节点容量，为所述底层物理网络节点i的所述邻接链路集合，为所述底层物理网络链路l的带宽，为所述底层物理网络节点i的所述邻接链路集合的链路带宽资源的总和；d′i表示为： 其中，N为底层物理网络的节点总数，di为底层物理网络节点i的节点度；b′i表示为： 其中，bi为底层物理网络节点i的介数中心性，s→t为底层物理网络节点s到底层物理网络节点t的路径，σsti表示s→t的路径中经过底层物理网络节点i的的最短路径数；所述利用所述量化值，并根据切片总处理时延需求上限与切片总处理时延需求下限构建所述目标优化函数，包括：引入二进制变量描述切片到底层物理网络的映射关系； 表示如果切片中的u节点映射到底层物理网络的s节点上，则为1，否则为0； 表示如果切片中的虚拟链路u,v映射至底层物理网络链路s,t上，则否则为0； 表示切片中虚拟链路u,v映射到底层物理网络中的链路s,t的总处理时延，表示为： 其中，表示为切片中虚拟链路u,v的带宽需求；为物理链路s,t的链路容量；表示物理链路i,j的链路长度，其中物理链路i,j为物理链路s,t的一段最小子链路；为物理链路i,j被分配的链路带宽；变量θ为权重因子，用于平衡网络特性；基于的时延公式，得到面向确定性时延业务需求的切片部署模型的目标优化函数： 其中，Np为所述底层物理网络节点的集合，Nv为所述切片中虚拟节点的集合，Tmax为所述切片总处理时延需求上限，Tmin为所述切片总处理时延需求下限；所述条件约束函数包括： 其中，保证了链路映射与相应节点映射的一一对应关系；保证了物理链路s,t的带宽能够满足在其上映射的虚拟链路u,v的带宽需求；保证了物理节点s的计算资源能够满足其上映射的虚拟节点u的资源需求；保证了流量守恒，中间物理节点v的流入流量等于其流出流量；保证了切片部署总时延介于时延需求上限与下限之间；用于利用节点重要度评估部署虚拟节点u相应的物理节点s是否可用，NIth为预先设定的节点重要度阈值；为变量约束；所述利用所述切片部署模型生成多个初始部署方案，包括：基于上述目标优化函数，得到适应度函数fXi： 其中表示切片中相邻的虚拟节点k,k+1所映射到底层物理网络中的节点对xi,k,xi,k+1之间的链路总时延；所述第一阈值为15～30次，所述第一条件函数为上述更新局部最优值Pi的过程具体为：基于适应度函数fXi，当fXifPi，令Pi＝Xi；上述更新全局最优值PG的过程具体为：基于适应度函数fXi，使PG＝Pi|mini{fXi}；所述更新多个初始部署方案为利用上述改进的粒子群优化算法的迭代公式进行更新。

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百度查询： 北京中电飞华通信有限公司;国网信息通信产业集团有限公司;国网上海市电力公司;国家电网有限公司;北京邮电大学 面向确定性时延业务的切片部署方法及相关设备

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