[發明專利]一種空天地一體化網絡資源映射方法及系統

有效

• 申請號: 202110350699.4
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113193984B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 趙季紅;曲樺;馬偉;劉建生
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H04L41/12
• 分類號: H04L41/12;H04L41/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 范巍

本發明公開了一種空天地一體化網絡資源映射方法及系統，所述方法包括以下步驟：獲取虛擬網絡請求以及空天地一體化網絡拓撲；將虛擬網絡請求按照業務類型進行分類，判斷分類后的虛擬網絡請求所映射時間內的物理網絡拓撲是否發生變化；其中，如無變化則采用離散粒子群算法、最短路徑算法分別對虛擬網絡節點、鏈路進行映射，獲得映射結果；如有變化，則構建虛擬網絡請求的物理拓撲候選集，基于物理拓撲候選集采用離散粒子群算法、最短路徑算法分別對虛擬網絡節點、鏈路進行映射，獲得鏈路映射結果；基于映射結果，更新空天地一體化網絡拓撲的CPU以及帶寬資源。本發明可以提高底層物理網絡資源利用率以及虛擬網絡請求接收率。

技術領域

本發明屬于軟件定義空天地一體化網絡的虛擬網絡映射技術領域，特別涉及一種空天地一體化網絡資源映射方法及系統。

背景技術

隨著通信技術的進步，地面網絡對于多種問題的解決具有局限性；例如，在地震、洪水等應急場景下，隨著地面基站破壞，會出現通信障礙問題。因此，未來的網絡發展需要實現空、天、地等多維網絡之間信息共享與利用的目標。

由于互聯網用戶以及各種新應用的不斷增加，傳統互聯網架構的弊端也在不斷顯露。傳統互聯網架構的不靈活性以及管理困難等特征使得其不能很好的服務于用戶，在未來的空天地一體化網絡中，同樣存在相應的問題。

為解決空天地一體化網絡物理資源的高效利用問題，可以采用網絡虛擬化技術從物理資源中抽象出邏輯資源，動態的執行虛擬網絡資源與物理網絡資源的映射。網絡虛擬化技術將物理網絡資源功能池化，達到資源任意的分割或者合并的目的，用以構建滿足上層服務需求的虛擬網絡。

鑒于空天地一體化網絡相較于傳統網絡具有異構型、時變性、資源多維等特征，目前尚沒有應用在空天地一體化網絡中的虛擬網絡資源映射方法，將現有的傳統的網絡虛擬等方法直接應用到空天地一體化網絡場景下會導致映射請求接受率低，資源利用率低等問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種空天地一體化網絡資源映射方法及系統，以解決上述存在的一個或多個技術問題。本發明具體針對空天地一體化網絡環境下虛擬網絡映射所面臨的多維網絡資源特征、網絡拓撲時變性等技術問題，提供了一種基于粒子群優化算法的動態多維資源映射方法。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明公開的一種空天地一體化網絡資源映射方法，包括以下步驟：

獲取虛擬網絡請求以及空天地一體化網絡拓撲；其中，所述空天地一體化網絡拓撲包括空天地一體化網絡的物理網絡拓撲和資源；

將所述虛擬網絡請求按照業務類型進行分類，判斷分類后的虛擬網絡請求所映射時間內的物理網絡拓撲是否發生變化；其中，如無變化則采用離散粒子群算法、最短路徑算法分別對虛擬網絡節點、鏈路進行映射，獲得映射結果；如有變化，則構建虛擬網絡請求的物理拓撲候選集，基于物理拓撲候選集采用離散粒子群算法、最短路徑算法分別對虛擬網絡節點、鏈路進行映射，獲得鏈路映射結果；基于所述映射結果，更新空天地一體化網絡拓撲的CPU以及帶寬資源；

其中，在采用離散粒子群算法前，使用初始化策略初始化粒子速度與位置。

本發明的進一步改進在于，所述獲取虛擬網絡請求以及空天地一體化網絡拓撲的步驟具體包括：在空天地一體化網絡的虛擬網絡映射中，底層物理網絡拓撲由加權無向圖表示，表達式為：

式中，N^S、L^S表示物理網絡的節點集合、鏈路集合，表示物理網絡中節點和鏈路的屬性集合；

虛擬網絡拓撲由加權無向圖表示，表達式為：

式中，N^V、L^V分別表示虛擬網絡的節點集合和鏈路集合，分別表示虛擬網絡節點約束集合和鏈路的約束集合；