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专利号: 2017114355633
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种软件定义网络联合路由选择及网络功能部署方法,其特征在于:该方法为:针对一个控制器和多个交换机组成的SDN场景,设每个交换机均附着一个网络功能虚拟化(Network Function Virtualization,NFV)服务器,支持以软件实现的特定网络功能,在满足用户流业务需求特性条件下,建模用户流传输总时延为优化目标,实现联合路由选择及网络功能部署策略;该方法具体步骤为:S1:建模用户流业务需求特性;

S2:建模用户流链路选择变量;

S3:建模交换机网络功能部署变量;

S4:建模用户流传输总时延;

S5:建模路由选择及网络功能部署限制条件;

S6:基于用户流传输总时延最小化,确定路由选择及网络功能部署策略。

2.如权利要求1中所述的一种软件定义网络联合路由选择及网络功能部署方法,其特征在于:所述步骤S1具体为:设每个用户流传输时需要经过一个或多个网络功能,且网络中需要部署的功能集合为ξ,ξ={ξ1,ξ2,...,ξM},其中,M为网络功能的数量,ξm表示第m个网络功能,令Fm为网络功能ξm的计算资源需求,所述用户流业务需求包括用户流网络功能需求、流量需求及速率需求;令δm,k∈{0,1}表示第k个用户流对网络功能ξm的需求变量,δm,k=1表示第k个用户流请求网络功能ξm,反之δm,k=0,令fk和Rk分别表示第k个用户流的流量需求和最小速率需求,1≤k≤K,K为用户流的数目。

3.如权利要求1中所述的一种软件定义网络联合路由选择及网络功能部署方法,其特征在于:所述步骤S2具体为:令Vi表示第i个交换机,1≤i≤N,其中,N为交换机的数目;令Ei,j表示交换机Vi和交换机Vj之间的链路,1≤i,j≤N,i≠j;令xi,j,k∈{0,1}表示第k个用户流的链路选择标识,xi,j,k=1表示第k个用户流选择链路Ei,j进行数据传输,否则xi,j,k=0。

4.如权利要求1中所述的一种软件定义网络联合路由选择及网络功能部署方法,其特征在于:所述步骤S3具体为:令yi,m∈{0,1}表示网络功能部署标识,yi,m=1表示网络功能ξm连接到交换机Vi,否则yi,m=0。

5.如权利要求1中所述的一种软件定义网络联合路由选择及网络功能部署方法,其特征在于:在步骤S4中,所述用户流传输总时延为所有用户流传输的时延之和,即其中,Dk表示第k个用户流传输的时延,建模 其中, 表示第k个用户流在链路Ei,j上的传输时延, 表示第k个用户流在交换机Vi处的排队时延, 表示第k个用户流执行网络功能ξm所需处理时延。

6.如权利要求5中所述的一种软件定义网络联合路由选择及网络功能部署方法,其特征在于:所述第k个用户流在链路Ei,j上的传输时延的计算公式为 αi,j,k>0,其中,αi,j,k∈[0,1]表示第k个用户流所分配链路速率资源标识,Ri,j为链路Ei,j的传输速率。

7.如权利要求5中所述的一种软件定义网络联合路由选择及网络功能部署方法,其特征在于:所述第k个用户流在交换机Vi处的排队时延的计算方法为:设SDN交换机处的用户流处理遵循M/M/1排队模型,根据公式 βi,k>0计算第k个用户流在交换机Vi处的排队时延,其中,μi和λi分别表示交换机Vi处的业务服务率和到达率,βi,k∈[0,1]表示交换机Vi为第k个用户流所分配处理资源标识。

8.如权利要求5中所述的一种软件定义网络联合路由选择及网络功能部署方法,其特征在于:所述第k个用户流执行网络功能ξm所需处理时延的计算方法为:若根据公式 计算第k个用户流执行网络功能ξm所需处理时延;若

建模 其中, 表示第k个用户流请求部署在交换机

Vi上的网络功能ξm时,服务器上的处理时延,建模为 ηi,m,k>0,其中,Cm为网络功能ξm所需计算资源量,ηi,m,k∈[0,1]交换机Vi所关联的服务器为第k个用户流所需网络功能ξm所分配计算资源标识。

9.如权利要求1中所述的一种软件定义网络联合路由选择及网络功能部署方法,其特征在于:在步骤S5中,所述路由选择限制条件建模为:若βi,j,k>0,则βi,j,kRi,j≥Rk,其中, 为第k个用户流最高时延容忍值;所述网络功能部署限制条件建模为:若 容量限制条件建模

为 其中,φi为交换机Vi的TCAM转发表

容量,Fimax为交换机Vi所关联服务器的计算资源容量;资源分配限制条件建模为

10.如权利要求1中所述的一种软件定义网络联合路由选择及网络功能部署方法,其特征在于:所述步骤S6具体为:在满足路由选择及网络功能部署限制条件下,以用户流传输总时延最小化为目标,优化确定路由选择及网络功能部署策略,即