[发明专利]一种基于空天地一体化信息网络的虚拟网络映射方法、装置、设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种基于空天地一体化信息网络的虚拟网络映射方法、装置、设备及存储介质，本发明通过对空天地一体化异构融合网络的多维物理网络资源抽象，以整数线性规划为研究工具，联合最小化能耗与费用开销为总体优化目标，借助提出的资源立方体分类模型，判断用户虚拟网络请求业务倾向，采取个性化映射策略完成虚拟网络映射，旨在提高基础实施提供商(InP)虚拟网络映射收益的同时降低映射能耗开销并节省映射费用代价，实现资源的合理利用。

【技术领域】

本发明属于空天地一体化信息网络虚拟化领域，具体涉及一种基于空天地一体化信息网络的虚拟网络映射方法、装置、设备及存储介质。

【背景技术】

由于传统的地面网络通信用户量和服务类型爆炸式增长，未来的网络需灵活提供更多网络底层物理资源，以满足不同服务质量要求的新兴网络应用需求。同时，卫星通信在全球迎来新一轮发展热潮，地面第五代移动通信(5G)进入商用。利用现代信息网络技术，融合卫星网络、5G地面网络等空空天地一体化综合网络(SAGIN)成为学术和商业讨论新热点。空天地一体化信息网络旨在通过将陆海空等多维异构网络融合，提供全球覆盖范围的无缝信息服务，已成为未来网络领域的关键技术之一。

但现有网络技术在天、地各领域发展情况不一，且网络结构差异较大，面临卫星网络覆盖面广、移动性高，拓扑时变性强但资源受限，地面网络资源丰富但覆盖范围小、移动性差等网络僵化问题。网络虚拟化技术借助其不改变底层物理网络结构，实现资源动态部署和重配置,满足用户个性化服务需求的优势，成为空天地一体化网络应用场景下的研究热点。在网络虚拟化中，如何有效地为虚拟网络分配资源是虚拟网络映射(VirtualNetwork Embedding)面临的主要挑战之一。

在传统虚拟网络映射问题中，一种典型算法是以虚拟网络映射收益和底层网络映射开销的比值作为映射方法优化目标，将映射分为节点映射和和链路映射两个阶段。在对底层节点资源排序的基础上实施节点映射，链路映射阶段多采用最短路径算法或多商品流算法。该类算法执行中往往仅考虑CPU资源和带宽两类资源，忽视了空天地一体化信息网络异构特性带来的资源差异性，且映射中首先对资源排序，优先抢占计算资源和带宽资源丰富的节点和链路的策略，易导致网络资源碎片化从而引起网络利用率低、能耗开销大等一系列问题。此外，一般仅考虑由于具体映射策略性能差异性带来的被动映射开销，完全忽视基础设施供应商构建底层网络不同网络域费用差异的主动开销。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于空天地一体化信息网络的虚拟网络映射方法、装置、设备及存储介质，以解决现有技术中在虚拟网络映射过程中，没有考虑空天地一体化网络，同时没有考虑基础设施供应商因构建底层网络不同网络域费用差异的主动开销的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种基于空天地一体化信息网络的虚拟网络映射方法，包括：

步骤1，集中空天地一体化信息网络中的多维资源组成逻辑资源池，划分逻辑资源池中所有资源为总体算力资源、总体传输资源和总体能耗资源；

步骤2，构建虚拟网络请求为资源向量；

步骤3，以总体算力资源、总体传输资源和总体能耗资源为指标建立多维资源立方体模型，所述多维资源立方体模型被划分为六个区域，不同区域具备对应的业务倾向；

步骤4，将步骤2获得的资源向量投影到步骤3的多维资源立方体模型中，所述多维资源向量的业务倾向为其投影位置所在区域对应的业务倾向；

步骤5，所述虚拟网络请求采用其所在区域业务特征的网络资源片，建立底层网络映射能耗和费用代价的最小化目标函数；

步骤6，向虚拟网络实施最小化的目标函数，完成虚拟网络的映射。

本发明的进一步改进在于：