[发明专利]一种空天地一体化场景下的服务功能链部署方法

权利要求书

1.一种空天地一体化场景下的服务功能链部署方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)读取网络状态和当前时刻到达的服务请求，初始化卫星权值λ，并根据服务请求的数据速率要求，判断该流量的类型为大象流或老鼠流；

2)由步骤1)所判断得到的流量类型，构建服务请求所对应的辅助逻辑功能图；

3)若请求类型为大象流，设定计算h值的函数；

4)若请求类型为大象流，执行A-Star算法得到一条辅助逻辑功能图上从源节点到目的节点的最短路径；若请求类型为老鼠流，执行Dijkstra算法得到一条辅助逻辑功能图上从源节点到目的节点的最短路径；

5)根据最短路径所得出的部署决策在物理网络中进行部署，若满足所有约束，则成功部署，进入步骤6)，否则进入步骤7)；

6)分配该请求所需的节点资源和带宽资源，更新网络状态；

7)根据不满足的约束条件，更新辅助逻辑功能图中的节点的惩罚值与卫星的权值，若卫星权值λ大于0，返回步骤2)，否则拒绝该服务请求。

2.根据权利要求1所述的一种空天地一体化场景下的服务功能链部署方法，其特征在于，步骤2)中，构建辅助逻辑功能图的具体过程为：

1)为SFC中每一个VNF寻找可为其提供所需资源的候选节点集；VNF i的候选节点集构成辅助逻辑功能图中的第i+1列节点；在所构建的图中，第一列的节点只有一个，为SFC的源节点，最后一列的节点也只有一个，为SFC的目的节点；

2)除最后一列节点外，其余每一列的节点都与后一列的各个节点通过有向边相连，当前列的节点是弧尾，后一列的节点是弧头；每一条连线都有权重，权重cost_n′m′计算如下：

其中，m′和n′表示辅助逻辑功能图中的节点，n表示物理拓扑中的节点，和分别表示节点n的CPU资源上限和RAM资源上限，和分别表示节点m′所映射的物理节点的CPU资源上限和RAM资源上限，和分别表示节点m′所映射的物理节点的可用CPU资源与CPU资源上限的比值和可用RAM资源与RAM资源上限的比值，β_i^cpu和β_i^ram分别表示VNF i所对应实例的初始化所需要的CPU资源和RAM资源，和分别表示一条SFC中VNF i请求使用该实例所需要的CPU资源和RAM资源，D_n′m′表示两个节点之间通过Dijkstra算法得出的最短链路时延；若当前列为SFC的最后一个VNF的候选节点列，当前列的节点与目的节点的连线权重只考虑链路的时延，即

3)除了对连线计算权重，还对节点计算惩罚值，惩罚值初始设为0；当发现连线两端的节点n′和m′映射相同的物理节点时，也就是相邻的两个VNF中拥有相同的候选节点，更新列数靠后的节点m′的惩罚值：

其中，i表示当前列序号，j表示前一列序号，k表示可调整的系数；如果请求为大象流，则辅助逻辑功能图构建完毕；如果请求为老鼠流，则为每条连线的权重加上连线末端节点的惩罚值，即老鼠流的辅助逻辑功能图的连线权重计算公式为：

4)如果某个候选节点为卫星节点，所有连接到该节点的连线权重都要乘以一个卫星权值λ。

3.根据权利要求1所述的一种空天地一体化场景下的服务功能链部署方法，其特征在于，步骤3)中，h值的具体计算过程为：

获取封闭列表中所有已经加入最短路径的节点，如果当前所计算的节点n′所映射的物理节点已经包含在封闭列表中，那么h值加上封闭列表中该节点的节点惩罚值；之后，再判断以n′为起点的连线另一端的节点m′是否与n′映射同一个物理节点，如果所有以n′为起点的连线另一端的节点m′与n′映射的都不是同一个物理节点，则h值计算完毕；反之，如果存在m′与n′映射同一个物理节点，那么计算该连线的权重在所有以n′为起点的连线的权重之和中的比重：

其中，Ω_i表示VNF i对应的候选节点集；最后，当前第i列的节点n′的h值计算如下：

4.根据权利要求1所述的一种空天地一体化场景下的服务功能链部署方法，其特征在于，步骤7)中，根据不满足的约束条件，更新辅助逻辑功能图中的节点的惩罚值与卫星的权值的方法如下：

(1)如果由于节点资源不足导致部署失败，那么将当前部署决策中使用次数最多的节点的惩罚值加上其使用次数，并将卫星权值λ减去δ₁；

(2)如果由于链路带宽不足导致部署失败，那么在当前部署决策中随机选择一个节点，为该节点的惩罚值加上其使用次数，并将卫星权值λ减去δ₁；

(3)如果由于超出规定时延导致部署失败，那么将卫星权值λ减去δ₂；

其中，0＜δ₁＜δ₂＜λ。