[發明專利]一種面向智能配電業務的虛擬網絡資源分配方法

有效

• 申請號: 202110633073.4
• 申請日: 2021-06-07
• 公開（公告）號: CN113347589B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 李慧;李一鳴;劉堅;紀越峰
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;H04W4/35;H04W72/04;H04W72/08;G06K9/62
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 易卜

本發明公開了一種面向智能配電業務的虛擬網絡資源分配方法，涉及通信技術領域；首先、針對基礎設施層的每條鏈路，分別計算鏈路相關的四個評價指標并輸入隨機森林分類器模型中，輸出各鏈路的可靠度；并利用各鏈路的故障率指標，計算所有鏈路對應的風險方差和；然后，對各鏈路的可靠度和所有鏈路的風險方差和進行加權求和，建立目標函數，并在滿足目標函數最小的情況下，基于主鏈路映射算法求解，按照優先級從高到低的順序為各業務分配從大到小的可靠度對應的主鏈路。最后，針對已分配主鏈路的各請求業務，通過帶寬資源共享的輔鏈路映射算法，為其分別選擇對應的輔鏈路；本發明保障了高可靠性業務的傳輸可靠，降低了輔鏈路映射帶來的資源浪費。

技術領域

本發明涉及通信技術領域，具體是一種面向智能配電業務的虛擬網絡資源分配方法。

背景技術

隨著智能配電網的高速發展以及用戶需求的增加，導致配電網業務的種類和數量日漸增多，傳統的單一組網結構逐漸失去了對數量較高、種類繁多業務的承載能力，如帶寬等因素。為了適配智能配電網發展帶來的業務挑戰，對傳統網絡升級或組建新的網絡無疑提高了成本。

基于此，研究工作者提出網絡虛擬化技術，使得邏輯隔離的多個虛擬網絡共享底層物理網絡的數據資源，實現網絡資源的彈性管理。傳統的虛擬映射算法是：為每一個業務在底層基礎設施層都分配了一條路徑，而當底層基礎設施網絡出現故障時，傳統的虛擬映射算法難以保證為業務提供所需的網絡資源傳輸的穩定性。

目前，已經有大量的文獻對虛擬網絡資源分配問題進行了研究，主要是考慮底層網絡節點或鏈路失效時虛擬網絡的可靠性問題。結合不同的機制，相應的出現了基于節點可靠性感知和共享路徑保護的虛擬網映射算法RVNM，以及基于完全冗余機制的虛鏈路映射算法SVNE等。但是，智能配電網業務流量傳輸具有事件性、動態性，使得網絡運行狀態等可靠性指標頻繁變化，虛擬業務往往難以映射到較為可靠的網絡資源上。

考慮到虛鏈路的請求和實際路徑的情況，從復雜的指標衡量得到可靠鏈路是極其重要的。針對這樣的數據特點，結合隨機森林的可靠性評估模型可以進一步提高業務映射到的網絡資源的可靠性，同時通過神經網路模型預測基礎設施層網絡中各鏈路故障率，在此基礎上建立業務風險均衡模型，可滿足不同種類業務對傳輸質量的需求，同時降低了單點網絡故障影響較多業務的風險。

此外，對于傳統輔鏈路1:1映射帶來的帶寬冗余，提出主、輔鏈路不相交，以及共享帶寬資源的輔鏈路其主鏈路在一定條件不相交等約束條件，同時最小化網絡資源開銷，構建輔鏈路帶寬資源共享模型，可提高業務傳輸可靠性，同時降低業務映射的阻塞率。

發明內容

本發明針對虛擬網絡業務的資源分配問題，為了保障高可靠性業務的傳輸可靠和降低輔鏈路映射的資源浪費，提出了一種面向智能配電業務的虛擬網絡資源分配方法；通過搭建基礎設施層、虛擬網絡提供層以及虛擬業務請求層的虛擬資源分配網絡模型，并在映射階段包含基于網絡狀態感知和業務優先級的主鏈路映射算法，以及基于資源共享的輔鏈路映射算法，滿足了各類業務對傳輸階段的差異性需求。

所述的虛擬網絡資源分配方法，具體步驟如下：

步驟一、針對基礎設施層的當前鏈路l_s，計算鏈路故障率，鏈路剩余帶寬，鏈路帶寬利用率和鏈路業務阻塞率的四個評價指標；

鏈路的故障率：使用神經網絡模型對當前鏈路l_s進行下一時刻故障率的預測；

具體為：

首先，收集樣本鏈路在不同時刻的故障率，共得到n個故障率樣本；

然后，對每個樣本分別進行歸一化處理；將歸一化后的樣本數據按時間先后順序排序后分成n-k組，每組樣本集合都包括k+1個樣本；前k個樣本作為神經網絡模型的輸入，最后一個樣本作為輸出；最后，對輸出的各組樣本結果進行反歸一化計算，反歸一化值即為下一時刻的故障率η_fault；