[发明专利]面向底层节点失效的5G网络切片拓扑设计及可靠映射方法

权利要求书

1.一种面向底层节点失效的5G网络切片拓扑设计及可靠映射方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

S1：建立5G网络切片可靠映射模型，并且虚拟网络运营商(Virtual NetworkOperation,VNO)周期性检测底层节点的资源和可靠性信息；

S2：针对每个网络切片(Network Slice,NS)，基于可靠性分配理论，根据网络切片的整体可靠性要求获得单个虚拟网络功能实例的可靠性目标；根据实时节点信息，判断切片的映射方案；

S3：若存在满足资源限制而单节点可靠性无法达到要求时，则重构网络切片；

S4：若资源与可靠性均达到要求，根据最小化需求可靠性与可实现可靠性的差值的同时最小化带宽资源消耗的准则，确定最优的映射方案；否则，直接拒绝切片请求；

其中，最小化NS映射方案P^g的实际可靠性与NS需求可靠性之间的差距R_gap，阻止用户以低价享受高质量的网络服务；

所述5G网络切片可靠映射模型是利用有效度定量分析服务器的可靠性，由服务器平均修复时间(Mean Time To Repair，MTTR)和平均故障间隔时间(Mean Time BetweenFailures，MTBF)来衡量，所述的有效度为：

其中，表示物理节点n_i的平均故障间隔时间，表示物理节点n_i的平均修复时间；

所述的NS映射方案P^g的实际可靠性为：其中，为物理节点n_i的可靠性，P(V_g)表示部署的VNF功能节点的映射方案；

找到既满足用户可靠性要求又降低资源消耗成本的网络切片映射方案模型，及目标函数为：

min w_rR_gap+w_cb^g

其中，b^g表示选择映射方案P^g时带宽资源消耗；w_r,w_c为权重因子，实现用户体验与带宽资源之间平衡；所述目标函数前半部分表示：最小化NS所要求的可靠性与实际实现的可靠性的差值；所述目标函数后半部分表示：最小化映射方案的底层网链路带宽消耗；

所述的基于可靠性分配理论，根据网络切片的整体可靠性要求获得单个虚拟网络功能实例的可靠性目标具体为：切片可靠性需求给定为分配给每个子系统的可靠性为：

其中，表示切片g分配给子系统i的可靠性指标；表示切片g子系统i的标准化权重指标，定义为子系统i的得分值与切片g总得分的比值；

所述的可靠性分配理论为：当子系统有N_i个组件并联时，子系统i的第j个功能子组件的可靠性分配为：