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图 1 5G网络切片场景
Figure 1.
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图 2 不同算法平均成本比较
Figure 2.
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图 3 所提算法与3种算法的平均物理节点、链路资源利用率累计分布函数
Figure 3.
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图 4 不同算法NSR平均接受率比较
Figure 4.
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图 5 不同算法到达的可靠性比较
Figure 5.
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输入:NSR $G_v^{\rm{g}} = (V_{\rm{g}},E_{\rm{g}},R_{{\rm{req}}}^{\rm{g}})$,物理网络${G_{\rm{s}}} = \left( {{N_{\rm{s}}},{L_{\rm{s}}}} \right)$ (5) ${P_i} = P_{{\rm{next}}}^{\rm{g}}$, ${R_{{\rm{gap}}}} = \displaystyle\prod\limits_{{n_i} \in P_{{\rm{next}}}^{\rm{g}}} {{R_i}} - R_{{\rm{req}}}^{\rm{g}}$ 输出:NSE方案${P^{\rm{g}}} = \left[ {P^{\rm{g}}\left( {{v_k}} \right),P^{\rm{g}}\left( {{e_k}} \right)} \right]$ (6) 计算当前的带宽消耗为${b_{\rm{g}}}$ (1) 搜索空间$S$, $P_{{\rm{opt}}}^{\rm{g}} = {P_{{\rm{init}}}}$; ${P_i} = P_{{\rm{init}}}^{\rm{g}}$ (7) end if (2) while($0.5 \le { { {R_{ {\rm{gap} } } }} / { {R_{ {\rm{req} } } } } } + { {\left( { {b^{\rm{g} } } - b_{ {\rm{req} } }^{\rm{g} } } \right)} / {b_{ {\rm{req} } }^{\rm{g} } } } \le 1$), do (8) if $\left( {{\rm Obj}\left( {P_{ {\rm{next} } }^{\rm{g} } } \right) < {\rm Obj}\left( {P_{ {\rm{opt} } }^{\rm{g} } } \right)} \right)$ then (3) 在${P_i}$的邻域解中搜索当前更优的个体$P_{{\rm{next}}}^{\rm{g}}$ (9) $P_{{\rm{opt}}}^{\rm{g}} = P_{{\rm{next}}}^{\rm{g}}$ (4) if $\displaystyle\prod\limits_{ {n_i} \in P_{ {\rm{next} } }^{\rm{g} } } { {R_i} } \ge R_{ {\rm{req} } }^{\rm{g} }$ then (10) end if (11) end while 表 1 基于邻域搜索的网络切片映射算法
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输入:NSR $G_v^{\rm{g}} = (V_{\rm{g}},E_{\rm{g}})$,备份节点集${V_{{\rm{reconf}}}}$
输出:${P^{\rm{g}}} = \left[ {P_{}^{\rm{g}}\left( {{v_k}} \right),P_{}^{\rm{g}}\left( {{e_k}} \right)} \right]$
(1) for each $v_i^{\rm{g}} \in {V_{{\rm{reconf}}}}$
(2) 专有备份节点$v_i^b$, $C_k^b = C_i^{\rm{g}}$,
(3) 备份链路
(4) 基于式(23)得到$R\left( {G_{{\rm{backup}}}^{\rm{g}}} \right)$
(5) end for
(6) while($R\left( {G_{ {\rm{backup} } }^{\rm{g} } } \right) \le R_{ {\rm{req} } }^{\rm{g} }$), do
(7) for all $v_k^{\rm{g}} \in {V_{\rm{g}}}$, do
(8) 按照VNF可靠性递增,对节点进行排序(9) 选择相邻VNF对提供共享备份节点$v_i^b$, $C_k^b = \max \left\{ {C_i^{\rm g} ,C_j^{\rm{g}}} \right\}$
(10) 选择关键VNF对$v_i^{\rm{g}},v_j^{\rm{g}} = {\rm{arg}}\;{\rm{max}}\left\{ {{\theta _{ij}}|v_i^{\rm{g}},v_j^{\rm{g}} \in {V_{\rm{g}}}} \right\}$
(11) 根据$v_i^{\rm{g}},v_j^{\rm{g}} \in {V_{\rm{g}}}$的状态,选择共享备份可靠性估算模型得到
$R\left( {G_{{\rm{backup}}}^{\rm{g}}} \right)$
(12) end for
(13) 链路备份
(14) end while
(15) return表 2 关键VNF备份网络切片重构算法
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仿真参数 参数设置 仿真参数 参数设置 物理节点的数目 N=12, 25, 36 物理节点CPU资源容量 U[10, 20] 物理节点可靠性分布 U[0.95, 0.99] 物理链路带宽资源容量 U[20, 50] NSR的VNF个数 3 NSR生命周期 [4, 12, 24] 3种类型切片的可靠性需求 U[0.90, 0.98] VNF节点CPU资源需求 U[2, 6] VNF之间带宽资源需求 U[8, 16] 表 3 仿真参数设置表
图共
5 个 表共
3 个