[發(fā)明專利]一種基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)遷移的虛擬機(jī)服務(wù)質(zhì)量動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110286598.5
• 申請(qǐng)日: 2021-03-17
• 公開（公告）號(hào): CN112882917B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郝佳;甘健侯;周菊香;王俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 云南師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F11/34
• 分類號(hào): G06F11/34;H04L41/147;G06F9/455;G06F11/30;H04L43/55;G06N7/01
• 代理公司: 昆明人從眾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 53204
• 代理人: 王娟

1.一種基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)遷移的虛擬機(jī)服務(wù)質(zhì)量動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)方法，其特征在于：

首先獲取動(dòng)態(tài)改變的虛擬機(jī)QoS數(shù)據(jù)集，并基于前向采樣法獲取一組輔助遷移數(shù)據(jù)集；再利用當(dāng)前貝葉斯網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)上述兩個(gè)數(shù)據(jù)集中各實(shí)例的QoS，并根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)各實(shí)例權(quán)重進(jìn)行更新，從而得到兩個(gè)帶權(quán)數(shù)據(jù)集；然后，基于帶權(quán)數(shù)據(jù)集和當(dāng)前貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，計(jì)算貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)值，并根據(jù)參數(shù)值來(lái)評(píng)估動(dòng)態(tài)改變的虛擬機(jī)QoS數(shù)據(jù)是否與當(dāng)前貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)擬合；若是，則僅需根據(jù)貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)值來(lái)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行更新；若否，則通過爬山法來(lái)更新貝葉斯網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，并計(jì)算其相應(yīng)參數(shù)值；最后，根據(jù)遷移后的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)服務(wù)質(zhì)量的動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)；

具體步驟為：

Step1：首先利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的前向采樣法，模擬得到一組擬合原有貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)的輔助數(shù)據(jù)集T_a，其包含n條數(shù)據(jù)實(shí)例；再利用隨機(jī)采樣法從新增數(shù)據(jù)集中得到一組包含多條數(shù)據(jù)實(shí)例的數(shù)據(jù)集T_b，其包含m條數(shù)據(jù)實(shí)例，將輔助數(shù)據(jù)集T_a與數(shù)據(jù)集T_b合并，得到數(shù)據(jù)集T；

Step2：基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)集T中各數(shù)據(jù)實(shí)例對(duì)應(yīng)的QoS值，并將預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率記為Acc；

Step3：根據(jù)QoS的預(yù)測(cè)結(jié)果，更新數(shù)據(jù)集T中數(shù)據(jù)實(shí)例的權(quán)重，得到帶權(quán)數(shù)據(jù)集T^new；

Step4：根據(jù)帶權(quán)數(shù)據(jù)集T^new計(jì)算得到當(dāng)前貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)值θ^new，再根據(jù)參數(shù)值θ^new求得當(dāng)前貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的貝葉斯信息準(zhǔn)則評(píng)分，然后通過貝葉斯信息準(zhǔn)則評(píng)分判斷數(shù)據(jù)集T^new是否能夠與貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行擬合；

若能夠擬合，則貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)無(wú)需更改，僅需將其參數(shù)更改為θ^new；

若不能擬合，則更新貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，根據(jù)更新后的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)來(lái)重復(fù)執(zhí)行Step2，直至準(zhǔn)確率Acc大于閾值α；

所述Step3具體為：

Step3.1：為數(shù)據(jù)集T中的每一條數(shù)據(jù)實(shí)例賦予一個(gè)初始的權(quán)重值w_i，如式(3)所示：

數(shù)據(jù)集T中共有(n+m)條數(shù)據(jù)實(shí)例，其中第1至n條數(shù)據(jù)實(shí)例來(lái)自數(shù)據(jù)集Ta，第(n+1)至(n+m)條數(shù)據(jù)實(shí)例來(lái)自數(shù)據(jù)集T_b；

式(3)中，為數(shù)據(jù)集T中前n條數(shù)據(jù)實(shí)例的初始權(quán)重值，為數(shù)據(jù)集T中第n至(n+m)條數(shù)據(jù)實(shí)例的權(quán)重值；

Step3.2：根據(jù)QoS的預(yù)測(cè)結(jié)果，分別更新T_a和T_b中每一條數(shù)據(jù)實(shí)例的權(quán)重；

若輔助數(shù)據(jù)集T_a中數(shù)據(jù)實(shí)例真實(shí)的QoS值被貝葉斯網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)錯(cuò)誤，則降低該條數(shù)據(jù)實(shí)例在整個(gè)數(shù)據(jù)集中的權(quán)重值，降低權(quán)重的方式如式(4)所示：

式中，i∈{1，2，...，n}，為數(shù)據(jù)實(shí)例權(quán)重的更新值，為數(shù)據(jù)實(shí)例的原有權(quán)重值；當(dāng)?shù)谝淮蔚鷷r(shí)，為符號(hào)函數(shù)，且當(dāng)q_BN＞q_i時(shí)，該函數(shù)的結(jié)果為1；當(dāng)q_BN＝q_i時(shí)，該函數(shù)結(jié)果為0；當(dāng)q_BN＜q_i時(shí)，該函數(shù)的結(jié)果為-1；β為一個(gè)常數(shù)，其中R為貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和參數(shù)更新的次數(shù)，且β≤1，q_BN為該條數(shù)據(jù)實(shí)例真實(shí)的QoS值；

若數(shù)據(jù)集T_b中數(shù)據(jù)實(shí)例真實(shí)的QoS值被貝葉斯網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)錯(cuò)誤，則增加其權(quán)重值，增加權(quán)重的方式如式(5)所示：

式中，i∈{n+1，n+2，...，n+m}，E表示QoS被貝葉斯網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)錯(cuò)誤的錯(cuò)誤率，且E的計(jì)算方式如式(6)所示：

Step3.3：重復(fù)執(zhí)行Step3.2，直至數(shù)據(jù)集T中的所有數(shù)據(jù)實(shí)例的權(quán)重都被更新，得到帶權(quán)數(shù)據(jù)集T^new。