[發(fā)明專利]時(shí)延、資源和能耗感知的虛擬網(wǎng)絡(luò)在線遷移方法和裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110055302.9
• 申請(qǐng)日: 2021-01-15
• 公開（公告）號(hào): CN112910960A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡穎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄭州輕工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L29/08
• 分類號(hào): H04L29/08;G06F9/455
• 代理公司: 北京眾合誠成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 張心龍

1.一種時(shí)延、資源和能耗感知的虛擬網(wǎng)絡(luò)在線遷移方法，其特征在于，包括：

步驟A1：檢測(cè)當(dāng)前時(shí)間區(qū)間的持續(xù)計(jì)時(shí)器是否已經(jīng)持續(xù)預(yù)設(shè)時(shí)間間隔，若是，轉(zhuǎn)步驟A2；若不是，轉(zhuǎn)步驟A3；

步驟A2：進(jìn)入下一個(gè)時(shí)間區(qū)間，重置持續(xù)計(jì)時(shí)器，并使用所述下一個(gè)時(shí)間區(qū)間的最大流速率計(jì)算所有流的節(jié)點(diǎn)和鏈路帶寬資源需求量，同時(shí)計(jì)算流延遲；

步驟A3：檢測(cè)是否存在節(jié)點(diǎn)資源需求量高于節(jié)點(diǎn)資源總?cè)萘康墓?jié)點(diǎn)，若存在，轉(zhuǎn)步驟A7，若不存在，轉(zhuǎn)步驟A4；

步驟A4：檢測(cè)是否存在鏈路帶寬資源需求量高于鏈路帶寬資源總?cè)萘康逆溌罚舸嬖冢D(zhuǎn)步驟A8，若不存在，轉(zhuǎn)步驟A5；

步驟A5：檢測(cè)是否存在時(shí)延高于預(yù)設(shè)時(shí)延要求的流，若存在，轉(zhuǎn)步驟A9，若不存在，轉(zhuǎn)步驟A6；

步驟A6：檢測(cè)是否存在節(jié)點(diǎn)資源利用率低于預(yù)設(shè)節(jié)點(diǎn)資源利用率最小值的節(jié)點(diǎn)，若存在且流量變化趨勢(shì)為下降，轉(zhuǎn)步驟A10，否則，轉(zhuǎn)步驟A1；

步驟A7：對(duì)映射所述節(jié)點(diǎn)資源需求量高于節(jié)點(diǎn)資源總?cè)萘康墓?jié)點(diǎn)資源需求量最高的流應(yīng)用預(yù)設(shè)的流遷移算法進(jìn)行遷移，轉(zhuǎn)步驟A4；

步驟A8：對(duì)映射所述鏈路帶寬資源需求量高于鏈路帶寬資源總?cè)萘康逆溌返膸捫枨罅孔罡叩牧鲬?yīng)用所述預(yù)設(shè)的流遷移算法進(jìn)行遷移，轉(zhuǎn)步驟A5；

步驟A9：對(duì)所述時(shí)延高于預(yù)設(shè)時(shí)延要求的流應(yīng)用所述預(yù)設(shè)的流遷移算法進(jìn)行遷移，轉(zhuǎn)步驟A6；

步驟A10：對(duì)所述節(jié)點(diǎn)資源利用率低于預(yù)設(shè)節(jié)點(diǎn)資源利用率最小值的節(jié)點(diǎn)內(nèi)所有NFV實(shí)例所在的流應(yīng)用所述預(yù)設(shè)的流遷移算法進(jìn)行遷移，轉(zhuǎn)步驟A1。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)延、資源和能耗感知的虛擬網(wǎng)絡(luò)在線遷移方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的流遷移算法的過程包括：

步驟B1：初始化程序，讀取當(dāng)前底層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜头?wù)功能鏈請(qǐng)求，置標(biāo)志變量allmapped＝0；

步驟B2：按預(yù)設(shè)順序取出服務(wù)功能鏈中待映射的節(jié)點(diǎn)，若不存在未映射的節(jié)點(diǎn)，置allmapped＝1，跳轉(zhuǎn)至步驟B4；若存在，跳轉(zhuǎn)至步驟B3；

步驟B3：選擇遷移獎(jiǎng)勵(lì)值最大的節(jié)點(diǎn)來映射；若能找到可映射節(jié)點(diǎn)，記錄新的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌^續(xù)步驟B4；若不能，跳轉(zhuǎn)至步驟B6；

步驟B4：取出已映射兩端頂點(diǎn)的虛擬鏈路，若不存在未映射的鏈路，且allmapped值為1，則接受服務(wù)請(qǐng)求，更新網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌Y(jié)束；否則，轉(zhuǎn)步驟B5；

步驟B5：使用Dijistra算法，為已映射兩端頂點(diǎn)的虛擬鏈路在物理網(wǎng)絡(luò)上選擇跳數(shù)最少的路徑；若能找到可映射的路徑，記錄新的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌祷夭襟EB2；若不能，跳轉(zhuǎn)至步驟B6；

步驟B6：拒絕服務(wù)請(qǐng)求，結(jié)束。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的時(shí)延、資源和能耗感知的虛擬網(wǎng)絡(luò)在線遷移方法，其特征在于，根據(jù)遷移獎(jiǎng)勵(lì)算法得到節(jié)點(diǎn)的遷移獎(jiǎng)勵(lì)值，所述遷移獎(jiǎng)勵(lì)算法的過程包括：

節(jié)點(diǎn)上其它NFV實(shí)例所在流延遲增量為：

其中，t表示流；R表示服務(wù)功能鏈請(qǐng)求，每一個(gè)屬于R的映射的請(qǐng)求成功映射后，將以流的方式運(yùn)行；每個(gè)流均有一個(gè)源節(jié)點(diǎn)、一個(gè)目的節(jié)點(diǎn)和一組有序VNFs的N_v(t)序列；當(dāng)虛擬節(jié)點(diǎn)將NFV實(shí)例從節(jié)點(diǎn)遷移到節(jié)點(diǎn)后，每個(gè)NFV實(shí)例的排隊(duì)時(shí)延是遷移前，每個(gè)NFV實(shí)例的排隊(duì)時(shí)延是

節(jié)點(diǎn)上原有NFV實(shí)例延遲增量為：

實(shí)施遷移的流延遲增量為：

Δla(t)＝D_tran(t)+D_mig(t)-D′_tran(t)

其中，D_tran(t)為遷移后流端到端總延遲，D_mig(t)為流的遷移延遲，D′_tran(t)為遷移前流端到端總延遲；

延遲增量越小，獎(jiǎng)勵(lì)值越大；

定義延遲相關(guān)的獎(jiǎng)勵(lì)部分為：

遷移后的能耗增量為：

為當(dāng)前時(shí)間區(qū)間內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的總能耗，為在上一個(gè)時(shí)間區(qū)間向當(dāng)前時(shí)間區(qū)間過渡時(shí)，所有流的遷移總能耗，為上一個(gè)時(shí)間區(qū)間內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的總能耗；

能耗增量越小，獎(jiǎng)勵(lì)值越大；

定義運(yùn)行消耗的獎(jiǎng)勵(lì)為：

r_e＝-ΔE

定義對(duì)流遷移產(chǎn)生的獎(jiǎng)勵(lì)如下：

r＝γ·r_d+r_e

其中，γ為常系數(shù)。

4.一種時(shí)延、資源和能耗感知的虛擬網(wǎng)絡(luò)在線遷移裝置，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的時(shí)延、資源和能耗感知的虛擬網(wǎng)絡(luò)在線遷移方法的步驟。