[發明專利]NFV資源分配方法

有效

• 申請號: 201911108149.0
• 申請日: 2019-11-13
• 公開（公告）號: CN110971451B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 張正文;鐘成;郭少勇;賀文晨;馬濤;馬慧卓;胡杏
• 申請（專利權）人: 國網河北省電力有限公司雄安新區供電公司;北京郵電大學
• 主分類號: H04L41/14
• 分類號: H04L41/14;H04L41/0896;H04L41/0894;H04L41/0895;H04L12/46
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 張睿

本發明提供一種NFV資源分配方法，方法包括：對NFV網絡進行建模，構建網絡模型，對所述NFV網絡中的流量進行建模，構建流量模型；根據所述網絡模型和流量模型對所述流量中數據包的處理過程和傳輸過程進行建模，根據所述處理過程和傳輸過程的建模結果，對所述數據包在處理過程和傳輸過程中的延時進行建模；根據預設約束條件和效用函數對所述延時的建模結果進行求解，獲取所述流量的資源分配結果，以使所述延時最小。本發明基于排隊理論對處理過程和傳輸過程中的延時進行建模，以評估數據包穿越嵌入式NFV鏈時端到端延遲，將與延遲相關的效用函數定義為分配策略的環境反饋，從而獲取延時最小的資源分配結果。

技術領域

本發明屬于網絡功能虛擬化技術領域，尤其涉及一種NFV資源分 配方法。

背景技術

隨著資源虛擬化帶來的發展，網絡功能虛擬化(Network FunctionsVirtualization，NFV)在網絡基礎設施的發展中發揮了核心作用。NFV 支持將網絡功能(Network Functions，NF)與專有硬件設備分離，并 在最佳共享的物理基礎架構之上靈活地配置虛擬網絡功能(Virtual Network Functions，VNF)。一組VNF通過虛擬鏈接在一起以形成服 務功能鏈(Service Function Chaining，SFC)。通過在SFC中縮放VNF， NFV支持服務之間更靈活的資源分配方法。

由于對延遲敏感的服務，例如音頻，視頻和游戲服務的快速增長， 網絡需要保證良好的延遲性能以保證可靠的網絡服務。資源分配策略 直接影響網絡延遲。對于嵌入式VNF鏈，CPU(Central Processing Unit， 中央處理器)和帶寬資源在多個流之間的共享方法確定處理和傳輸速 率，從而影響平均E2E(End to End，端到端)數據包延遲。因此，最 小化延遲(Minimum Delay，MD)是NFV資源分配中值得考慮的問 題。但是，由于現代網絡的復雜性和服務請求的隨機到達，網絡狀態 和流量很難準確建模。在NFV網絡中，資源分配問題仍然是一個挑戰。 因此，需要一種動態的自適應分配方法來處理網絡和服務請求的變化。

事實證明，深度強化學習(Deep Reinforcement Learning，DRL) 框架在解決此類動態問題方面具有很大優勢，因為它能夠根據與環境 交互的經驗來確定最佳策略。在基于DRL的資源分配框架下，通過使 用端到端延遲功能作為環境反饋，可以獲得具有最佳延遲性能的最優 資源分配策略。但是，由于資源分配空間屬于連續域，因此基本DRL 技術不起作用。盡管已經提出了一種先進的方法，即異步優勢參與者 評論(AsynchronousAdvantage Actor-Critic，A3C)用于連續控制，但 它在學習速度和魯棒性方面仍然存在缺陷。

發明內容

為克服上述在NFV資源分配中考慮最小延遲時，網絡狀態和流量 建模困難，解決動態分配問題的學習速度慢和魯棒性差的問題或者至 少部分地解決上述問題，本發明實施例提供一種NFV資源分配方法。

本發明實施例提供一種NFV資源分配方法，包括：

對NFV網絡進行建模，構建網絡模型，對所述NFV網絡中的流 量進行建模，構建流量模型；

根據所述網絡模型和流量模型對所述流量中數據包的處理過程和 傳輸過程進行建模，根據所述處理過程和傳輸過程的建模結果，對所 述數據包在處理過程和傳輸過程中的延時進行建模；

根據預設約束條件和效用函數對所述延時的建模結果進行求解， 獲取所述流量的資源分配結果，以使所述延時最小。

優選地，對NFV網絡進行建模，構建網絡模型的步驟包括：

將所述NFV網絡用無向圖進行表示；

其中，將所述NFV網絡中的物理節點作為所述無向圖的頂點；

將每個所述物理節點用于處理所述數據包的資源總量作為所述頂 點對應的數據；