[发明专利]一种基于SVRA算法的自适应资源调节方法

权利要求书

1.一种基于SVRA算法的自适应资源调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)构建基于SDN环境下切片资源分配的系统模型，系统模型为：VNO从InP中租用的网络设备和无线资源形成虚拟网络资源；然后，为属于不同切片的SP提供切片资源；通过向SP收取相应的服务费用而获取网络收益；其中，VNO为虚拟运营商，InP为基础设施提供商，SP为服务提供商；

2)当为新虚拟网络分配资源时，如果当前VNO能够直接满足需求，直接分配相应资源；

当新虚拟网络请求的资源无法被当前VNO直接满足的情况下，请求其他VNO的协助；

当新虚拟网络请求的资源，既不能直接由当前VNO提供，也不能由其他VNO直接提供的情况下；如果多个VNO的物理资源总和大于或等于新请求的资源时，申请不同VNO的虚拟网络资源进行协同调节；

当新虚拟网络请求的资源，经不同VNO间资源协调后，仍不能满足需求，采用资源自适应调整策略进行优化，实现自适应调节；

其中，以切片产出和切片投入成本的差值为目标，通过最小化成本和最大化收益，确定资源自适应调节方法的优化目标；

资源自适应调节方法的优化目标为：

式中：L_i表示第i个切片；表示是否为切片L_i分配资源，如果分配取值为1，否则取值为0；表示在的条件下，如果重复操作该切片，取值为0，否则取值为1；表示切片在t时刻的收益,其中R(ΔR)为切片产出，C(ΔR)为切片投入成本；表示切片L_i的优先级；表示切片L_i是否存在可回收资源，如果资源可被回收取值为1，否则取值为0；L_s表示网络中的回收切片集合；R_b(c)表示需求资源的成本；C_t表示t时刻剩余资源的做功成本；R_s(c)表示回收资源的做功成本；γ表示资源回收强度，取值[0,1]；R(Δp)表示可用资源成本；P_t表示t时刻剩余资源的投入成本；R_min表示最小服务速率；表示切片速率；

采用资源自适应调整策略进行优化，实现自适应调节的过程为：(1)VNO1向VNO2请求协同调节；(2)VNO2返回资源调配失败的信号；(3)VNO1、VNO2向虚网管理切片发送请求虚网资源调整的信号，从而激活探测因子；(4)虚网管理切片向各个与其相关联的切片发送探测因子，目的是探测切片的资源状况，包括资源利用情况与用户体验效果；根据探测情况，有的切片的探测因子会发生转换，转换成回收因子；有的切片的探测因子则不会发生转换；(5)各切片将探测结果反馈到虚网管理切片，虚网管理切片对不同的切片重新调整虚拟网络资源的分配结果；(6)虚网管理切片将虚拟网络资源的更新信息反馈给不同VNO，并同步资源管理，从而使网络能够自适应调节；具体过程为：

(1)探测切片资源变化情况，以掌握当前网络的可用资源量；

假设当前网络支持L个切片，在t时刻，第i个切片L_i的资源到期量记作资源请求量记作那么，切片L_i在周期t内的队列增量为而资源可用量的递推关系表示为

为当前资源可用量，为下一资源可用量；

在t时刻，切片L_i的资源变化量记作ΔR，满足下式：

式中：Q_b表示资源请求阈值；Q_m表示切片队列容量上限；Q_s表示资源回收阈值；ΔL_i(t)表示切片需要的资源；若队列增量ΔL_i(t)0表示请求的资源量，否则当时，-ΔL_i(t)表示可以收回的资源；

(2)计算切片评估值，以掌握切片资源利用情况；

假设当前网络的切片数量记作N_l＝{1,2,…,N}，新业务接入切片记作N^new，那么网络预留资源表示成|N_l-N^new|；切片评估值表示为：

式中：ζ_l表示切片l的资源总到期率；表示底层网络服务于切片l的资源数；μ_b表示新接入切片请求的时间服从参数为μ_b的指数分布；表示切片l的最大服务率；

(3)根据当前可用资源量，获取切片实时优先级；

已部署切片优先级的初始值均为0，通过分析这些切片的紧急程度用户时延要求和处理速率要求，计算出切片的实时优先级；切片实时优先级计算式如下；

式中：表示求解用户时延，表示切片的用户时延，表示切片t时刻时延需求的集合；表示求解处理速率，表示切片t时刻速率需求的集合，表示所有不属于切片t-1时刻速率需求集合的速率；

(4)根据切片实时优先级和切片评估值，回收切片中未被利用的资源，并进行资源预分配；

在切片集合中，根据实时优先级将切片由高至低排序；从高优先级切片开始，探测切片可回收的资源；再根据切片的评估值，回收空闲资源块，更新切片资源变化量和切片资源量；根据新业务切片对资源的需求大小以及资源集合，为请求切片预分配资源；资源预分配过程中优先分配现存资源，更新物理资源余量；

(5)预分配策略失效后，采取资源调整分配策略；

当预分配无法满足业务切片的需求时，根据切片速率为新业务切片分配资源，更新物理资源集合、切片优先级和运营收益；

(6)进行步骤(4)或步骤(5)后，均更新切片在t时刻的收益使资源的需求成本降低，收益达到最大化，最终保存运营收益最大的分配结果。