[發(fā)明專利]服務(wù)于眾智計算環(huán)境的服務(wù)鏈部署方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010099639.5
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111343651B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 舒暢;張杰;趙志為;閔革勇;高偉峰
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W24/06;H04L29/08;G06F9/50;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 林菲菲

本發(fā)明公開了服務(wù)于眾智計算環(huán)境的服務(wù)鏈部署方法及系統(tǒng)，本發(fā)明包括：基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行路由器模型的構(gòu)建，明確服務(wù)鏈的服務(wù)流程；根據(jù)拓?fù)浯_定與用戶相連的AP節(jié)點的部署，并且確定AP節(jié)點復(fù)用的情況下復(fù)用用戶個數(shù)對傳輸時延的函數(shù)；將模型以及路由器的傳輸時延以及部署開銷的參數(shù)傳入模型，根據(jù)深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的方法，從一個路由節(jié)點開始，對整體網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，迭代到時延整體達(dá)到最低；根據(jù)最低策略生成的部署方案進(jìn)行服務(wù)鏈的部署。本發(fā)明能夠顯著提高物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算的資源利用率，同時不犧牲物聯(lián)網(wǎng)任務(wù)的計算效率。本發(fā)明有效地適應(yīng)了物聯(lián)網(wǎng)的地理和無線多樣性，提高了大規(guī)模邊緣物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的資源利用率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體的，涉及服務(wù)于眾智計算環(huán)境的服務(wù)鏈部署方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

邊緣計算作為一項重要的技術(shù)，它通過提供遠(yuǎn)程邊緣網(wǎng)絡(luò)的額外處理能力來增強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)的能力，在遠(yuǎn)程邊緣網(wǎng)絡(luò)中，物聯(lián)網(wǎng)任務(wù)被卸載到邊緣服務(wù)器以實現(xiàn)高效計算。為了便于管理和提高邊緣服務(wù)器的資源利用率，網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)經(jīng)常被用來快速部署為物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的各種網(wǎng)絡(luò)功能鏈。

當(dāng)一個新的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備到達(dá)網(wǎng)絡(luò)時，傳統(tǒng)的技術(shù)首先考慮重用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)功能，如果失敗，則建立一個新的SFC(Service Function Chain，服務(wù)鏈)來提供附近的服務(wù)，而重新建立新的SFC就需要重新進(jìn)行布線等，造成極大的資源浪費；同時考慮到物聯(lián)網(wǎng)通信資源有限，NFC部署在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備附近，目標(biāo)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的地理分布對邊緣網(wǎng)絡(luò)的資源利用率有著重要影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種服務(wù)于眾智計算環(huán)境的服務(wù)鏈部署方法，該方法通過考慮物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的地理分布、接入點節(jié)點選擇和現(xiàn)有服務(wù)交換，得出增加工作負(fù)載所需的最小資源，產(chǎn)生一個最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點部署方案。本發(fā)明顯著提高物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算的資源利用率，同時不犧牲物聯(lián)網(wǎng)任務(wù)的計算效率。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

服務(wù)于眾智計算環(huán)境的服務(wù)鏈部署方法，該方法包括以下步驟：

步驟1，基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行路由器模型的構(gòu)建，明確服務(wù)鏈的服務(wù)流程；

步驟2，根據(jù)步驟1的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浯_定與用戶相連的AP節(jié)點的部署，并確定AP節(jié)點在復(fù)用情況下復(fù)用用戶個數(shù)對傳輸時延的函數(shù)；

步驟3，將模型的參數(shù)、路由器的傳輸時延參數(shù)以及部署開銷的參數(shù)傳入路由器模型，采用深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的方法，從一個路由節(jié)點開始，對整個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，迭代到時延整體達(dá)到最低；

步驟4，根部步驟3生成的部署方案進(jìn)行服務(wù)鏈的部署。

本發(fā)明的工作原理為：首先確定VNF在邊緣網(wǎng)絡(luò)中的初始部署模型，然后再綜合考慮物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的地理分布、接入點節(jié)點選擇等因素，利用深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)技術(shù)對該模型進(jìn)行迭代優(yōu)化，使得欲優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)時延和開銷收斂到最低，此時得到的優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)部署模型，即為實際的網(wǎng)絡(luò)部署模型。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的步驟2中確定的傳輸時延和用戶個數(shù)的函數(shù)關(guān)系如下：

Delay＝e^0.1*x

式中：Delay表示傳輸時延，x表示AP節(jié)點接入用戶個數(shù)。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的步驟3的優(yōu)化迭代過程中采用但不限于貝爾曼方程，通過前幾輪迭代中路由節(jié)點的產(chǎn)生延遲和衰減系數(shù)相乘作為權(quán)重影響當(dāng)前節(jié)點部署的選擇，且當(dāng)前狀態(tài)的節(jié)點選擇概率為：

V(s)＝max_α(R(s，a)+γV(s′))

式中，V(s)表示當(dāng)前狀態(tài)s的節(jié)點選擇概率，R(s，a)表示選擇當(dāng)前狀態(tài)s導(dǎo)致的延遲的相反數(shù)加上一個常數(shù)，其中γ表示衰減系數(shù)，s′表示當(dāng)前狀態(tài)s的下一狀態(tài)，a表示當(dāng)前模型執(zhí)行的下一步操作。