[发明专利]一种面向服务的虚拟网中业务聚类方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种虚拟路由器组成的虚拟网，尤其涉及一种针对差异化业务构建虚拟网之前的聚类方法。

背景技术

虚拟网是一种分层的网络，主要可分为多类型用户网络接入层、物理基础设施提供层、虚拟网提供层以及差异化服务提供层。参见图1，其中多类型用户网络接入层可支持包括互联网用户、电信网用户和广电网用户等多用户类型，他们统一连接至物理基础设施提供层；物理基础设施提供层把资源映射为虚拟网提供层；差异化服务提供层是各种用户业务的实际承载实体，由多个虚拟网络抽象而成，每个虚拟网可以承载一种或者多种具有相似特征的业务，比如IPTV、视频点播等，物理基础设施提供层中的所有资源均可以根据各种业务的特定要求，统一分配到各虚拟网中。物理基础设施提供层是由可编程路由交换节点所组成的核心网络，它既为多种网络用户提供灵活的接入服务，还通过平台化、组件化、构件化等技术实现整个路由器功能的可重构以及性能可编程调整，为虚拟网提供灵活的构建运行平台，它可提供IPv4、IPv6、MPLS/VPN、IPTV、FPBN和真实地址等多种虚拟网。一个路由器可以支持多类业务，即在不同端口上运行不同协议的业务，在同一端口上也可以运行同一协议的不同类型业务。虚拟网结构可以为下一代网络提供更加灵活、有服务保障的业务，用户不需要了解网络构建的Qos（Quality of Service）特征值细节，只需要提出用户需求，通过业务聚类把需求映射到相应的业务类型中，通过业务类型所设定的参数构建相应的虚拟网得到用户满意的服务质量。因此用户需求与业务类型的对应就显得格外的重要，因为下一代网络业务类型的多样性、不确定性都要求我们设计聚类模型时能抽象出本质的特性并考虑其兼容性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：本发明面向服务的虚拟网中业务聚类方法，结合虚拟网建网需求，采用二次聚类的方法对目前各种业务进行统一划分，实现简便，业务聚类的结果具有动态普适性，该方法效率高，灵活性好。

本发明所采用的技术方案：

一种面向服务的虚拟网中业务聚类方法，针对用户业务聚类定义层次化网络服务，从而完成面向业务的虚拟网网络服务的生成，其包括如下步骤：

首先，针对用户不同业务需求呈现出的业务特征参数进行分析、抽象，选定感知网络性能的参数； 

其次，通过一次聚类计算特定时间范围内的业务带宽随时间的波动率来判断该资源的动态特性，确定业务是否需要进行资源动态调整；

最后, 通过二次聚类，对强动态资源的业务做第二次业务聚合，并把用户需求转换成聚类特征属性。

所述业务特征参数的分析过程包括以下方面：

用户业务接入的行为与时间段有很大的关联，参照ATM业务划分的依据，发现ATM网业务流是单业务流，而面向服务的虚拟网是多业务流。单业务流考虑单条链路的恒定或可变速率，多业务流可以从不同时段各类业务对链路的资源占用率变化的情况来划分业务类型。

为了提高面向服务的虚拟网的资源使用率，假设一种业务用户资源使用数是一条曲线f(x)的话，那么多条近似业务用户资源聚合能使得业务曲线拟合程度更佳,因此涉及到何种业务参数作为衡量近似业务的问题：

1) 结合底层物理网络类型等布局要求；

2) 结合服务质量要求的近似即QoS参数，但业务性质尽可能不同，业务曲线f(x)波峰波谷落在不同的时间范围内尽可能大,才能使得曲线拟合的更好；

3) 结合面向服务的虚拟网中业务的资源复用问题即考虑面向服务的虚拟网建立运行时间尽可能的接近作为聚类的一个参数，这样能保证创建的虚拟网的稳定特性。假设业务流带宽曲线f(x)与g(y),在0-24小时内取得最大值的时间点不同即Max[f(x)]在x₀处取得, Max[g(y)]在y₀处取得则满足x₀≠y₀,近似业务流带宽曲线拟合后的带宽将优于单独创建2个面向服务的虚拟网所耗费的带宽资源。

所述业务资源动态调整的过程第一次聚类包括以下步骤：

1) 根据公式（1）（2）计算特定时间范围内的业务带宽随时间的波动大小来判断该资源的动态特性。

如（2）所示,计算资源样本波动大小的公式为：

2）所有可达链路上第一次有业务构建网络时，计算特定时间范围内的业务带宽随时间的波动大小来判断该资源的动态特性，如果比较2段特定时间范围内业务资源带宽需求比小于门限值，我们认为资源是稳定的，第一次聚类结束，否则我们认为资源不稳定；