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专利号: 2018103578632
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:

1.一种虚拟化网络中映射策略的决策方法,其特征在于,包括:

S1、根据映射资源,建立马尔科夫决策过程优化模型;

S2、采用马尔科夫决策过程,根据虚拟网络请求的随机性和底层网络的动态变化,求解出集中式最优映射策略。

2.根据权利要求1所述的一种虚拟化网络中映射策略的决策方法,其特征在于,所述步骤S2后还包括:S3、将各个虚拟网络请求者定义为买方,底层网络定义为卖方,建立斯塔克尔伯格Stackelberg买卖模型;

S4、根据所述买卖模型,求出斯塔克尔伯格Stackelberg博弈的当前均衡解,预测斯塔克尔伯格Stackelberg博弈的未来均衡解;

S5、根据步骤S4得出的当前均衡解和未来均衡解,评估出买方与卖方的映射关系,也即是判断买卖双方的当前映射动作是立即映射还是等待映射,从而确定分布式最优映射策略。

3.根据权利要求1或2所述的一种虚拟化网络中映射策略的决策方法,其特征在于,所述映射资源包括:虚拟网络请求数量、映射收益函数、映射成本函数、等待成本函数和系统回报函数;

所述虚拟网络请求数量包括:Nt=Nt,r+Nt,a;Nt表示在阶段t时VNR的数量;Nt,r表示阶段t剩余的VNR数量;Nt,a表示阶段t新到达VNR数量;VNR表示虚拟网络请求;

所述映射收益函数包括:Ui,t(xi,t)=ai,tηilog(1+xi,t);Ui,t表示阶段t时VNRi的映射收益函数;ηi表示VNRi收益的权重系数;xi,t表示在阶段t为VNRi分配的资源容量;VNRi表示第i个虚拟网络请求;ai,t表示在第i个虚拟网络请求在阶段t的映射动作;

所述映射成本函数包括:Ci,m(xi,t,βt)=ai,txi,tβt;Ci,m表示VNRi的映射成本函数;βt表示阶段t的单位映射成本, kt表示阶段t的单位映射成本权重系数;Xt表示在阶段t底层网络能够提供的资源容量;Xt,m表示在阶段t已经占用的资源容量总和;

所述等待成本函数包括:Ci,w(t)=Ci,w(t-1)+(1-ai,t)ci,w;Ci,w(t)表示在阶段t时VNRi的等待成本函数;Ci,w(t-1)表示阶段t-1时VNRi的等待成本;ci,w表示单位等待成本;

所述系统回报函数包括: R(At)表示At的系

统回报函数;i∈{1,2,...,Nt};At表示VNR在阶段t的映射动作。

4.根据权利要求3所述的一种虚拟化网络中映射策略的决策方法,其特征在于,所述马尔科夫决策过程优化模型包括:以四元组 分别表示系统状态空间 动作空间系统状态的转移概率P和系统回报函数R;

所述系统状态空间 包括: St表示阶段t的系统状态;Nt表示在阶段t时VNR的数量;βt表示阶段t的单位映射成本;

所述动作空间 包括: ai,t表示在VNRi在阶段t的映射动作;i

∈{1,2,...,Nt};

所述系统状态的转移概率P包括:P(St+1|St,At)=P(Nt+1|Nt,At)P(βt+1|βt,At);P(St+1|St,At)表示阶段t采取映射动作At,系统将从状态St转移到状态St+1的概率。

5.根据权利要求4所述的一种虚拟化网络中映射策略的决策方法,其特征在于,所述集中式最优映射策略的计算公式为:其中,φ*(St)表示V(St)对应的φ(St,At);φ(St,At)表示在系统状态St采取映射动作At的映射策略; γ表示折扣因子。

6.根据权利要求3所述的一种虚拟化网络中映射策略的决策方法,其特征在于,所述步骤S4具体包括:基于所述斯塔克尔伯格Stackelberg买卖模型,根据买卖双方的映射动作,分别定义买方回报函数和卖方回报函数;以买方回报函数和卖方回报函数均衡最大为目标,求出斯塔克尔伯格Stackelberg博弈的当前均衡解,并将所述当前均衡解分别作为当前阶段的最优资源容量和最优卖价;预测出斯塔克尔伯格Stackelberg博弈的未来均衡解,并将所述未来均衡解分别作为未来阶段的最优容量资源和最优卖价。

7.根据权利要求6所述的一种虚拟化网络中映射策略的决策方法,其特征在于,所述买方回报函数包括:其中, 表示买方bi在t阶段的买方回报函数,买方bi也即是第i个虚拟网络请求者;

ai,t表示在VNRi在阶段t的映射动作;ηi表示VNRi收益的权重系数;xi,t表示在阶段t为VNRi分配的资源容量;πi,t表示阶段t时底层网络对第i个虚拟网络请求者提供的卖价;ci,w表示单位等待成本;Ci,w(t-1)表示阶段t-1时VNRi的等待成本;γ表示折扣因子;

表示在阶段t+1的价值函数;βt+1表示阶段t+1的单位映射成本; 表示在阶段t+1的预测单位映射成本; 表示满足VNRi的最小资源容量需求;

所述卖方回报函数包括:

其中,Us,t表示卖方s在t阶段的卖方回报函数;Nt表示在阶段t时VNR的数量;Xt表示在阶段t底层网络能够提供的资源容量;βt表示阶段t的单位映射成本。

8.根据权利要求1所述的一种虚拟化网络中映射策略的决策方法,其特征在于,所述斯塔克尔伯格Stackelberg博弈的当前均衡解包括:当买卖双方的映射动作在当前阶段是立即映射时,求出当前均衡解其中, 表示阶段t时第i个虚拟网络请求者可向所述底层网络租赁的最优容量资源;

ηi表示第i个虚拟网络请求收益的权重系数;πi,t表示阶段t时底层网络对第i个虚拟网络请求者提供的卖价; 表示资源容量最优的拉格朗日乘子; 表示阶段t时底层网络对第i个虚拟网络请求者提供的最优卖价; 表示关于 βt以及 之间的第一相关函数; 表示 对πi,t的偏导数;βt表示阶段t的单位映射成本; 表示卖价最优的拉格朗日乘子。

9.根据权利要求8所述的一种虚拟化网络中映射策略的决策方法,其特征在于,所述预测出斯塔克尔伯格Stackelberg博弈的未来均衡解包括:当买卖双方的当前阶段的映射动作是等待映射时,预测买卖双方未来阶段的映射动作,从而得到未来均衡解其中, 表示预测的阶段t+1时第i个虚拟网络请求者可向所述底层网络租赁的最优容量资源; 表示阶段t+1时底层网络对第i个虚拟网络请求者提供的卖价; 表示预测的阶段t+1时 底层网络对第i个虚拟网 络请求者提供的最优卖价 ;

表示关于 以及 之间的第二相关函数;

表示 对 的偏导数; 表示阶段t+1的预测单位映射成本。

10.根据权利要求1所述的一种虚拟化网络中映射策略的决策方法,其特征在于,所述分布式最优映射策略的计算公式为:其中, 表示当 取得最大值时,对应的βt和ai,t;φ(βt,ai,t)表示在βt采取映射动作ai,t的映射策略; 表示阶段t时VNRi的映射收益函数;βt表示阶段t的单位映射成本;

ai,t表示在第i个虚拟网络请求在阶段t的映射动作。