[发明专利]核心网切片端到端的时延优化方法、系统与存储介质

说明书

本发明公开一种核心网切片的端到端时延优化方法，包括在软件定义网络SDN或网络功能虚拟化NFV支持的软件化的网络上，获取业务流量需求和每条链路的容量；根据获取的业务流量需求，构建流量模型；将定义的网络切片模型、构建的流量模型和获取的每条链路的容量，输入链路拥塞因子目标函数中，对所述链路拥塞因子目标函数建立约束条件；在约束条件下对目标函数进行求解，求解得出优化方案并将链路拥塞因子作为端到端平均时延的评价指标；提出最小化最大链路拥塞因子，有效降低链路拥塞因子，大大优化端到端传输延迟。

技术领域

本发明涉及电力通信的服务性能指标优化领域，尤其涉及一种核心网切片端到端的时延优化方法、系统与存储介质。

背景技术

智能电网作为典型的垂直行业，多样化的电力业务所需的QoS要求也不同。智能电网中一些时间关键的机器对机器通信业务需要超高可靠性与低延迟的网络，实时控制类与动态过程自动化调度等业务需要这种时延能力极致的通信网络。我们可以将这些业务称为电网中的关键任务通信。例如，面向低时延需求的配电自动化，通过检测配电网线路或设备状态信息，可快速实现配网线路区段或配网设备的故障判断及准确定位，这在电力通信中起着举足轻重的作用，其可靠性要求达到99.999％，同时需要高精度的时间同步需求以及低时延需求，通信端到端传输时延要求小于10ms。

网络切片可以通过将物理网络基础设施动态划分为逻辑网络，来严格保证物联网设备通信的QoS端到端服务交付。端到端网络切片可以包括无线接入(RAN)部分与核心网络(CN)部分。在CN侧，使用软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)，可以使每个划分出的逻辑隔离的CN切片共享底层网络基础设施(如路由、交换机与有线链路等)。同时，核心网络中，VNFs(虚拟化网络功能)可以被灵活地放置在网络中，并且可以通过切片动态地请求和释放相应的资源。一组VNFs与连接他们的虚拟链路构成逻辑VNF链，称为服务功能链(SFC)，表示业务流需要遍历以进行E2E服务供应的特定网络功能序列。服务于关键任务业务流的SFC构成相应的网络切片，面对不同种类的关键任务将划分出不同的关键任务切片。对于关键任务切片来讲，历经SFC的延迟敏感业务流的E2E分组延迟是指示切片性能的主要度量。因此如何承接E2E不同服务需求时，最大限度的将端到端时延降低到最小，是极为关键的。

发明内容

本发明提供一种智能电网中核心网切片的端到端时延优化方法，用以解决现有技术中所存在的需要构建一种分析模型来评估业务流历经SFC时的平均分组延迟，以实现SFC构成的时延感知的关键任务切片的问题

本发明一方面提供一种核心网切片端到端的时延优化方法，包括：

在软件定义网络SDN或网络功能虚拟化NFV支持的软件化的网络上，获取业务流量需求和每条链路的容量；根据获取的业务流量需求，构建流量模型；

将定义的网络切片模型、构建的流量模型和获取的每条链路的容量，输入链路拥塞因子目标函数中，对所述链路拥塞因子目标函数建立约束条件；

在约束条件下对目标函数进行求解，求解得出优化方案。

优选的，在网络切片模型定义之前，采用SDN或NFV技术在底层网络上的NFV节点上创建虚拟网络功能VNFs实例。

在上述任意一项是实施例中优选的，所述网络切片模型采用下述集合定义：

其中，G^s表示切片s的资源，表示切片s使用的节点子集，ε^s表示切片使用的链路子集，表示划分给切片s的由若干接点和链路构成的虚拟路径，v^s表示分配给切片s内在NFV节点上部署的VNFs实例的处理容量，c^s表示分配给切片s的链路容量。

在上述任意一项是实施例中优选的，所述流量模型按照如下公式建立：