5G网络下资源感知的服务功能链协同构建和映射算法

发布时间：2021-01-18 00:04

　　为了充分发挥网络功能虚拟化带来的灵活性优势,实现5G场景下定制化服务的高效部署,提出了一种资源感知的服务功能链协同构建和映射算法。该算法首先根据服务请求构建出服务功能链集合,然后对集合中的服务链进行映射,最终求解出资源优化的服务链部署方案。在服务功能链构建阶段,采用基于广度优先搜索的服务功能链构建算法,得到服务功能链所有的构建方案;在服务链映射阶段,采用双层编码方法,将服务功能链构建方案和映射方案进行混合编码,然后利用改进的遗传粒子群算法对问题进行求解,计算出符合当前底层网络状态的服务功能链构建方案和映射方案。仿真结果表明,与TASAR算法相比,所提出的协同构建和映射算法服务请求接受率提高了9%,带宽资源开销降低了13%,节点资源开销提高了9%。 

【文章来源】：西安交通大学学报. 2020,54(08)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

服务请求及其对应的服务功能链

采用十进制整数编码的方式对服务功能链的构建和映射方案进行编码，长度为2|Freq|。图3为个体编码示意图，以图1中的服务功能链SFC3为例，前4位为服务链构建编码，不同的序号代表不同的服务功能类型，由左至右的顺序代表服务功能之间的逻辑先后顺序，后4位为服务链映射编码，分别对应前4位不同服务功能所映射的节点位置，如VNF1映射在底层网络6号节点。在解码过程中，首先根据服务链构建编码计算每个服务功能所需要的计算资源数量以及服务功能之间所需链路带宽，然后根据映射编码在路径集合Pshortest中查找服务功能映射节点之间流量转发路径，判断路径上链路是否满足带宽需求，若不满足，则利用最短路径算法重新计算转发路径。这种服务功能路径的计算方式能够减少节点之间路径的计算次数，提高算法效率。2.2.2适应度值计算

为了验证算法性能，使用MATLAB 2018b软件在配置为Intel Core i7-6700CPU、16GB RAM台式计算机上进行仿真。借鉴文献[15,19]的研究，仿真拓扑采用SNDlib上pdh拓扑[22]，包含11个点和34条边，每个节点初始处理资源为256个处理单元，实验中该拓扑每条无向边设置为两条有向边，每个方向链路带宽为700Mb/s。实验中VNF类型如表2所示，每个节点从中随机选取3种作为承载类型。借鉴文献[9]中表1，本文在表2中规定了不同服务功能流量改变率和每1 Mb/s带宽所需处理单元数量。实验中不同服务请求类型如图4所示，每个服务请求的源节点和目的节点随机选择。权重因子α和β分别为1和0.05。3.2实验分析

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于联合备份的服务功能链可靠性保障的部署方法[J]. 汤红波,邱航,游伟,季新生.  电子与信息学报. 2019(12)
[2]基于强化学习的服务链映射算法[J]. 魏亮,黄韬,张娇,王泽南,刘江,刘韵洁.  通信学报. 2018(01)
[3]基于Q-learning算法的vEPC虚拟网络功能部署方法[J]. 袁泉,汤红波,黄开枝,王晓雷,赵宇.  通信学报. 2017(08)



本文编号：2983857