[发明专利]一种空天地一体化网络资源映射方法及系统

说明书

本发明公开了一种空天地一体化网络资源映射方法及系统，所述方法包括以下步骤：获取虚拟网络请求以及空天地一体化网络拓扑；将虚拟网络请求按照业务类型进行分类，判断分类后的虚拟网络请求所映射时间内的物理网络拓扑是否发生变化；其中，如无变化则采用离散粒子群算法、最短路径算法分别对虚拟网络节点、链路进行映射，获得映射结果；如有变化，则构建虚拟网络请求的物理拓扑候选集，基于物理拓扑候选集采用离散粒子群算法、最短路径算法分别对虚拟网络节点、链路进行映射，获得链路映射结果；基于映射结果，更新空天地一体化网络拓扑的CPU以及带宽资源。本发明可以提高底层物理网络资源利用率以及虚拟网络请求接收率。

技术领域

本发明属于软件定义空天地一体化网络的虚拟网络映射技术领域，特别涉及一种空天地一体化网络资源映射方法及系统。

背景技术

随着通信技术的进步，地面网络对于多种问题的解决具有局限性；例如，在地震、洪水等应急场景下，随着地面基站破坏，会出现通信障碍问题。因此，未来的网络发展需要实现空、天、地等多维网络之间信息共享与利用的目标。

由于互联网用户以及各种新应用的不断增加，传统互联网架构的弊端也在不断显露。传统互联网架构的不灵活性以及管理困难等特征使得其不能很好的服务于用户，在未来的空天地一体化网络中，同样存在相应的问题。

为解决空天地一体化网络物理资源的高效利用问题，可以采用网络虚拟化技术从物理资源中抽象出逻辑资源，动态的执行虚拟网络资源与物理网络资源的映射。网络虚拟化技术将物理网络资源功能池化，达到资源任意的分割或者合并的目的，用以构建满足上层服务需求的虚拟网络。

鉴于空天地一体化网络相较于传统网络具有异构型、时变性、资源多维等特征，目前尚没有应用在空天地一体化网络中的虚拟网络资源映射方法，将现有的传统的网络虚拟等方法直接应用到空天地一体化网络场景下会导致映射请求接受率低，资源利用率低等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种空天地一体化网络资源映射方法及系统，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明具体针对空天地一体化网络环境下虚拟网络映射所面临的多维网络资源特征、网络拓扑时变性等技术问题，提供了一种基于粒子群优化算法的动态多维资源映射方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明公开的一种空天地一体化网络资源映射方法，包括以下步骤：

获取虚拟网络请求以及空天地一体化网络拓扑；其中，所述空天地一体化网络拓扑包括空天地一体化网络的物理网络拓扑和资源；

将所述虚拟网络请求按照业务类型进行分类，判断分类后的虚拟网络请求所映射时间内的物理网络拓扑是否发生变化；其中，如无变化则采用离散粒子群算法、最短路径算法分别对虚拟网络节点、链路进行映射，获得映射结果；如有变化，则构建虚拟网络请求的物理拓扑候选集，基于物理拓扑候选集采用离散粒子群算法、最短路径算法分别对虚拟网络节点、链路进行映射，获得链路映射结果；基于所述映射结果，更新空天地一体化网络拓扑的CPU以及带宽资源；

其中，在采用离散粒子群算法前，使用初始化策略初始化粒子速度与位置。

本发明的进一步改进在于，所述获取虚拟网络请求以及空天地一体化网络拓扑的步骤具体包括：在空天地一体化网络的虚拟网络映射中，底层物理网络拓扑由加权无向图表示，表达式为：

式中，N^S、L^S表示物理网络的节点集合、链路集合，表示物理网络中节点和链路的属性集合；

虚拟网络拓扑由加权无向图表示，表达式为：

式中，N^V、L^V分别表示虚拟网络的节点集合和链路集合，分别表示虚拟网络节点约束集合和链路的约束集合；