[發(fā)明專利]一種可靠性高和負載均衡的虛擬網(wǎng)資源分配方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010832108.2
• 申請日: 2020-08-18
• 公開（公告）號: CN111935748B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫永亮;賀文晨;李雄;陸繼釗;李文萃;蔡沛霖;崔鵬;郭少勇;邵蘇杰;李永杰;袁寧澄
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)河南省電力公司信息通信公司;北京郵電大學;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W28/08;H04W28/16;H04W28/20
• 代理公司: 鄭州博派知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 41137
• 代理人: 鄧小穎

1.一種可靠性高和負載均衡的虛擬網(wǎng)資源分配方法，包括vEPC和網(wǎng)絡(luò)鏈路，所述vEPC將基礎(chǔ)硬件設(shè)備虛擬為通用的網(wǎng)絡(luò)資源，其特征在于，所述資源分配方法令通用的網(wǎng)絡(luò)資源中的基礎(chǔ)硬件資源作為底層網(wǎng)絡(luò)，并將底層網(wǎng)絡(luò)承載的虛擬業(yè)務(wù)稱為虛擬網(wǎng)，具體包括以下步驟：

S1、將底層網(wǎng)絡(luò)劃分為社團，包括社團的初始劃分、社團劃分優(yōu)化兩個子過程，其中社團的初始劃分具體步驟為：

X1、對底層節(jié)點的資源權(quán)重采用公式進行計算，其中表示與底層節(jié)點直連的鏈路集合，表示底層節(jié)點的度數(shù)；

X2、根據(jù)資源權(quán)重對底層節(jié)點進行降序排列，放入底層節(jié)點的集合

X3、依次取出節(jié)點集合中的底層節(jié)點及其鄰居節(jié)點

X4、判斷鄰居節(jié)點是否已放入其它社團，若無則將其放入包含底層節(jié)點的社團；

其中社團的劃分優(yōu)化具體步驟為：

Y1、對每個社團k，逐個取出底層節(jié)點

Y2、取出節(jié)點的鄰居節(jié)點并將不在社團的鄰居節(jié)點加入集合

Y3、將集合中的節(jié)點逐個放入底層節(jié)點所在的社團，利用公式計算社團的內(nèi)聚特征CC_k，其中，用于評價底層節(jié)點與鄰居節(jié)點是否在同一個社團，取值為0和1，當時，底層節(jié)點與鄰居節(jié)點在同一個社團，否則，不在同一社團；

Y4、當鄰居節(jié)點放入底層節(jié)點社團k后的內(nèi)聚特征CC_k的改變量ΔCC_k值大于指定閾值Γ時，將其放入底層節(jié)點所在的社團；

所述步驟S1中底層節(jié)點的帶寬資源利用公式(6)計算：

根據(jù)底層網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間的關(guān)聯(lián)分析底層網(wǎng)絡(luò)緊密程度將底層網(wǎng)絡(luò)劃分為多個社團，根據(jù)底層節(jié)點與鄰居節(jié)點之間路徑包含的鏈路利用公式(7)計算底層節(jié)點與鄰居節(jié)點之間路徑包含的帶寬資源

利用公式(8)計算底層網(wǎng)絡(luò)的任意兩個底層節(jié)點與鄰居節(jié)點之間路徑包含的帶寬資源與底層節(jié)點與底層網(wǎng)絡(luò)中所有底層節(jié)點之間路徑包含的鏈路之間的關(guān)系：

S2、將底層網(wǎng)絡(luò)和虛擬網(wǎng)進行排序，將已劃分為社團的底層網(wǎng)絡(luò)按照社團k中包含的節(jié)點數(shù)量降序排列，將虛擬網(wǎng)請求按照節(jié)點數(shù)量降序排列，其中虛擬網(wǎng)請求指請求為底層網(wǎng)絡(luò)為虛擬網(wǎng)分配資源的請求；

S3、逐個為虛擬網(wǎng)分配資源，包括為虛擬節(jié)點分配資源、為虛擬鏈路分配資源兩個子過程，其中為虛擬節(jié)點分配資源的具體步驟如下：

Z1、從底層社團中，選擇節(jié)點數(shù)量最多的且當前未給虛擬網(wǎng)請求分配資源的社團；

Z2、選擇虛擬網(wǎng)中資源需求量和度數(shù)之和最大的節(jié)點，將該虛擬節(jié)點映射到資源權(quán)重最大的底層節(jié)點上；

Z3、逐個為虛擬節(jié)點選擇滿足其CPU需求的底層節(jié)點并且滿足其底層節(jié)點的負載均衡系數(shù)其中為底層網(wǎng)絡(luò)中剩余的資源量最大的底層節(jié)點負載均衡系數(shù)，為底層網(wǎng)絡(luò)中剩余的資源量最小的底層節(jié)點負載均衡系數(shù)，B_N為底層節(jié)點負載均衡閾值，若兩者都滿足，返回步驟Z1；

Z4、計算聚類社團k周邊社團的可靠性其中rel_k表示社團k的全部外連鏈路構(gòu)成的鏈路集合，|rel_k|表示鏈路集合rel_k中的鏈路數(shù)量，M表示社團k的數(shù)量；

Z5、選擇可靠性REL(k)最大的社團k，返回步驟Z1；

其中為虛擬鏈路分配資源的具體步驟如下：

W1、使用最短路徑算法，為每條虛擬鏈路查找底層鏈路資源；

W2、判斷為虛擬鏈路分配的資源是否滿足虛擬網(wǎng)的帶寬需求，以及是否滿足底層鏈路的負載均衡系數(shù)若兩者都滿足，返回步驟W1；

W3、為當前虛擬鏈路尋找次優(yōu)最短路徑，返回步驟W2。