基于丢包率优化的服务功能链部署方法与流程

文档序号:20437777发布日期:2020-04-17 22:11阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于丢包率优化的服务功能链部署方法,其特征在于包含步骤如下:

(1)对物理网络进行无向图模型转化,对不同功能的vnf即虚拟网络功能的处理能力需求以及多个vnf所组成的sfc即服务功能链进行建模;

(2)采用蚁群算法进行初始化:设置初始信息素pheinit,设定算法最大迭代次数t,设定蚂蚁数量为m;算法一次迭代每只蚂蚁都会找到一种vnf部署方案,即一次迭代形成m种vnf部署方案;并将其随机放置在m个地点,不同的地点代表不同的服务器,若蚂蚁选择了该地点,即这种部署方案的第一个vnf被部署在该服务器上,最后设定最佳解集sb为空集;

(3)开始迭代,每次迭代蚂蚁根据状态传输规则寻找下一个落脚地点,直到sfc中的所有vnf都找到一个地点即服务器进行部署,该部署方案寻找完成;算法迭代一次,m只蚂蚁构造规则构造m个解,即m种部署方案;

(4)通过约束条件对这m种部署方案进行可行性判定,对满足约束条件的部署方案的目标函数值进行最优化判定,选择丢包率最小的部署方案对该方案路径上所有两两连接的服务器依据局部信息素更新规则进行局部信息素更新;

(5)比较通过蚁群算法每次迭代的局部最优化部署方案与之前迭代时的局部最优化方案,留下当前的最佳局部解决方案sc并将其加入全局最优部署方案sb

(6)根据全局信息素更新规则执行全局信息素更新,以得到本次迭代时的全局最优部署方案的全局信息素;迭代次数加一;

(7)如果达到最大迭代次数,则从全局最优部署方案sb中找出最终的最优解,并输出最优解;否则,返回到步骤(2)继续算法迭代。

2.根据权利要求1所述的一种基于丢包率优化的服务功能链部署方法,其特征是:所述步骤(3)的状态传输规则为一种随机比例规则,由公式(1)计算,得出服务器r中的蚂蚁k选择移动到服务器s的概率;

上式中,jk(r)为服务器r上的蚂蚁k可进行选择的物理服务器集,β为启发式信息的权值;τ(r,s)为服务器r与s之间的局部信息素,μ(r,s)为服务器r与s之间的信息传递率,由公式(2)计算得出;

其中,pr,s是服务器r与s之间的最短路径,它由几个连续的物理链路组成;表示物理链路的丢包率。

3.根据权利要求1所述的一种基于丢包率优化的服务功能链部署方法,所述步骤(4)的约束条件规则如下:

—该变量表示第q个sfc所需要的第m个vnf是否放置在对应的服务器上;如果是,则否则为0;

—该变量表示是否使用物理链路(i,j)来承载第q个sfc的流量;如果是,则否则为0;

表示sfc对m个vnf的处理能力的需求数量;如果sfc对某个vnf的处理能力有需求,则加1;

表示服务器的容量;

表示物理链路(i,j)的带宽;

表示物理链路的延迟时间;

通过约束公式(3)确保从vnf的集合映射到服务器i的vnf所需的总处理能力不超过服务器i的可用处理能力;通过约束公式(4)确保sfc第q个请求中的每个vnf必须实例化,且仅实例化一次;通过约束公式(5)确保物理链路(i,j)的带宽能够满足它所承载的所有sfc请求的带宽要求;通过约束公式(6)确保放置结果满足sfc请求的延迟约束;通过约束公式(7)确保对于每个sfc请求q,最多只能选择一次相同类型的vnf;通过约束公式(8)确保对于每个sfc请求q,对于相同的物理服务器只能选择一次;通过约束公式(9)确保相同的物理链路(i,j)最多只可能被相同的sfc请求选择一次。

4.根据权利要求1所述的一种基于丢包率优化的服务功能链部署方法,所述步骤(4)中的目标函数值判定方法如下:

目标函数值是最小化sfc请求q的端到端丢包率,就是最大化sfc请求q的端到端传递率;其公式如下:

表示物理链路(i,j)的丢包率。

5.根据权利要求1所述的一种基于丢包率优化的服务功能链部署方法,所述步骤(4)中的局部信息素更新规则如下:

τ(r,s)=(1-σ)·τ(r,s)+σ·pheinit(11)

其中σ为信息素更新参数,0<σ<1。

6.根据权利要求1所述的一种基于丢包率优化的服务功能链部署方法,所述步骤(6)中的全局信息素更新规则如下:

τ(r,s)=(1-ρ)·τ(r,s)+ρ·δτ(r,s)(12)

其中ρ为信息素衰减参数,且0<ρ<1,使用时指定为具体值;pheinit为在两个节点之间设置的初始信息素;δτ(r,s)表示加强全局最优解的系数;


技术总结
一种基于丢包率优化的服务功能链部署方法,步骤如下:对物理网络进行无向图模型转化;采用蚁群算法进行初始化;开始迭代,每次迭代蚂蚁根据状态传输规则寻找下一个落脚地点;通过约束条件对这m种部署方案进行可行性判定;比较通过蚁群算法每次迭代的局部最优化部署方案与之前迭代时的局部最优化方案,留下当前的最佳局部解决方案SC并将其加入全局最优部署方案Sb;根据全局信息素更新规则执行全局信息素更新,以得到本次迭代时的全局最优部署方案的全局信息素;如果达到最大迭代次数,则从全局最优部署方案Sb中找出最终的最优解,并输出最优解。该方法能够降低SFC部署到物理网络后的端到端丢包率,同时确保SFC端到端的延迟和带宽需求。

技术研发人员:王兴;赵涛;赵梦晴;文禹琪;王颖;李子凡
受保护的技术使用者:国网辽宁省电力有限公司锦州供电公司;国家电网有限公司
技术研发日:2019.11.29
技术公布日:2020.04.17
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