专利名称：虚拟网络资源分配方法
技术领域：
本发明涉及计算机网络技术领域，特别涉及一种虚拟网络资源分配方法。
背景技术：
在网络虚拟化环境中，传统的网络服务提供商被分为两部分基础设施提供商(InP)和服务提供商(SP)。InP负责部署和管理底层网络，即底层物理资源；SP通过向InP租用资源构建自己的虚拟网络，为终端用户(EU)提供服务。为了能够充分有效利用物理网络的资源，为虚拟网络的用户提供方便和有质量保障的服务，虚拟网络的资源分配成了一个不可避免的重要问题。现有技术中，虚拟网络资源分配方法主要分为两种类型，静态分配和动态分配静态分配为虚拟网络分配了资源之后在其生命周期结束之前不允许所分配的资源变化；通常的静态分配方式会在初始化时进行映射，比如采取就近原则选择底层物理网络节点。而动态分配则可以在虚拟网络生命周期内根据运行状态和需求变化动态对所分配资源进行调整，通常的动态分配方式会根据动态资源需求，进一步考虑动态网络模型、周期性重分配或公平原则等进行资源配置。但是，静态资源分配的不灵活显然影响到了网络的性能和效率，其通常并未考虑各个虚拟网络的资源需求可能动态变化，导致初始的虚拟网络映射结果无法满足虚拟网络的动态需求，可能导致虚拟网络无法正常运行。而动态分配的算法相较静态分配更为灵活和高效，但是通常更为复杂和难以部署实现，比如，基于网络模型的需要频繁更新模型中虚拟网络的拓扑结构，周期性重分配的未考虑自私虚拟网络贪婪行为给整个网络环境带来的危害，而公平原则无法适用于服务类别较多的复杂环境。
发明内容
(一)要解决的技术问题针对现有技术的缺点，本发明为了解决现有技术中虚拟网络资源分配方式不灵活或难以实现的问题，提供了一种新型的动态进行虚拟网络资源分配方法。(二)技术方案为此解决上述技术问题，本发明具体采用如下方案进行首先，本发明提供一种虚拟网络资源分配方法，所述方法包括步骤101)对网络资源分配参与者进行建模，构建动态资源分配模型；102)参与资源竞争的多个服务提供商向基础设施提供商提交一维的竞争需求信息，该竞争需求代表本次竞争时该服务提供商对资源的需求量；103)基础设施提供商接收到所有参与资源竞争的服务提供商的需求信息，计算服务提供商所能获得的资源量和所需承担的损耗；104)各服务提供商获得基础设施提供商分配的网络资源，承担损耗并计算自身效用改善的收益；
105)各服务提供商根据损耗和收益分别调整其竞争策略；106)各服务提供商采用调整后的竞争策略等待进行下一轮资源竞争。优选地，步骤103中，所述资源量的计算方式为
权利要求
1.一种虚拟网络资源分配方法，其特征在于，所述方法包括步骤 101)对网络资源分配参与者进行建模，构建动态资源分配模型； 102)参与资源竞争的多个服务提供商向基础设施提供商提交一维的竞争需求信息，该竞争需求代表本次竞争时该服务提供商对资源的需求量； 103)基础设施提供商接收到所有参与资源竞争的服务提供商的需求信息，计算服务提供商所能获得的资源量和所需承担的损耗； 104)各服务提供商获得基础设施提供商分配的网络资源，承担损耗并计算自身效用改善的收益； 105)各服务提供商根据损耗和收益分别调整其竞争策略； 106)各服务提供商采用调整后的竞争策略等待进行下一轮资源竞争。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤103中，所述资源量的计算方式为 其中，向量X表示所有服务提供商被分配的网络带宽，Xi表示提供服务i的服务提供商SPi被分配的网络带宽，m表示服务提供商数目，向量C表示所有链路的容量，矩阵A中的元素Ali表示SPi所在的路径是否包含链路LFi(Xi)为SPi的效用函数，巧=，其中，h表示SPi本次竞争时的竞争需求信息,Ki表示订购服务i的用户集合，a k是用户k的权重，Uk表示用户k的满意度函数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤103中，SPi所需承担的损耗为 其中，^为方程s. t.Ax^C的最优解为服务i未参与带宽分配时，该方程的最优解。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤104中，SPi自身效用改善的收益为 其中，Θ i为SPi的真实需求，函数R⑷=IteJA。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤105中，竞争策略的调整算法为 201)初始化状态-动作表SA，设置算法参数； 202)感知当前网络环境，根据感知到的资源供给量、自身占用资源的情况和终端用户订阅该服务的情况来表示服务提供商当前所处状态s ； 203)基于所处状态，服务提供商采用ε-贪婪算法从竞争策略集中选取一个策略构成服务提供商的动作a ； 204)计算服务提供商从在状态s完成动作a后获得的立即奖励； 205)更新状态-动作表中当前状态-动作(s，a)对所对应的值SA(s，a)； 206)执行动作a进入下一状态s’； 207)判断算法是否收敛，若算法收敛，则得到最优策略值，向基础设施提供商提交其最优竞争策略；若算法未收敛，则继续进行下一次动作选择。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤204中，所述立即奖励为状态s下服务提供商所得收益与状态V下服务提供商所得收益之差。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤205中，所述值SA(s，a)为 SA (s, a) = SA (s, a) + β · (R(s, a) + y · E (s，)-SA (s, a)) 其中，s’为服务提供商在状态s执行完动作a后的状态；E(s’)为状态s’的效用，E(s’)= maxaSA(s,,a) ； Y为延时回报E (s’)的折扣率，Y e [O, I] ; β为学习率，指明了给改善的更新部分赋予的信任度，β e [O, l]o
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤207中，根据确定状态-动作表更新前后差值是否小于一定阈值来判断算法是否收敛。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤207中，所述阈值为10_4。
10.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤106中，若竞争策略有调整则跳转至步骤102参与下一次竞争；否则继续等待。
全文摘要
本发明涉及计算机网络技术领域，提供了一种虚拟网络资源分配方法。所述方法包括步骤建立资源分配模型；各SP向InP提交竞争需求；InP计算资源量和损耗；各SP获得资源，承担损耗并计算收益；各SP调整竞争策略；根据调整的竞争策略等待参与下次竞争。在本发明的方案中，提供了一种新型的虚拟网络资源分配方法，针对虚拟网络资源需求的动态性，周期性地分配资源给多个服务提供商，使得资源分配按需进行，提高网络整体性能。由于本发明中还同时提出了一种有效选择竞争策略的方案，通过该方案，指导服务提供商选择竞争策略，快速获得真实网络需求，提高网络性能，有效降低算法复杂度。
文档编号H04L12/46GK102710508SQ20121015445
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月17日 优先权日2012年5月17日
发明者吕霞, 孟洛明, 李文璟, 熊翱, 王智立, 邱雪松, 高志鹏 申请人:北京邮电大学