[发明专利]一种基于边缘网络的虚拟网络功能迁移方法

权利要求书

1.一种基于边缘网络的虚拟网络功能迁移方法，其特征在于，包括：

S1：当虚拟网络功能VNF需要进行迁移时，向控制器发送信号；

S2：控制器接收信号后，实时监测边缘服务器节点的信息，根据该信息生成节点列表；边缘服务器节点的信息包括该节点的空闲资源和负载状态；

S3：采用空闲资源和负载阈值机制对节点列表中的各个节点进行筛选，得到候选节点；具体的步骤包括：

S31：当VNF需要复制副本时，估计待复制VNF所需的资源E_need，将该资源作为第一级阈值；

S32：依次判断当前服务器节点周围的服务器列表N_near中是否满足条件若不满足条件，则将该节点删除，其余节点继续进行判断；若满足条件，则执行步骤S33；

S33：依次计算服务器节点列表中的负载状态，并将负载状态与设置的第二级阈值进行比较，若负载状态大于设置的第二阈值，则将该负载节点移除节点列表中；否则进行下一轮判断；

S34：节点短期内的资源、链路使用的历史数据，将历史数据输入到支持向量回归模型SVR中，预测未来节点的负载状态；

S35：将未来节点的负载状态与第三级阈值进行比较，若大于第三级阈值，则将该节点移除列表，否则执行下一步；

S36：将所有满足要求的节点按照空闲资源大小进行排序，选取前三个节点作为候选节点；

S4：构建马尔科夫决策，根据马尔科夫决策对候选节点进行策略选择；

S5：在进行策略选择过程中，采用深度Q学习训练构建最优选择策略模型，输出最优选择结果；

S6：根据选出的最优结果进行VNF迁移。

2.根据权利要求1所述的一种基于边缘网络的虚拟网络功能迁移方法，其特征在于，设置的三级阈值包括：第一级阈值为待复制VNF所需的资源E_need，第二级阈值为0.6，第三级阈值为0.75。

3.根据权利要求1所述的一种基于边缘网络的虚拟网络功能迁移方法，其特征在于，构建马尔科夫决策的过程包括：根据当前服务器节点的运行状态制定VNF复制策略；根据制定的VNF复制策略对目标模型进行优化；根据目标模型优化结果制定马尔科夫决策。

4.根据权利要求3所述的一种基于边缘网络的虚拟网络功能迁移方法，其特征在于，制定VNF复制策略的过程包括：当前服务器节点中不同网络服务对应的VNF不满足当前需求时，导致服务功能链SFC的端到端时延增大，此时，利用网络资源进行VNF复制；服务功能链SFC依次对经过第一节点上的VNF1和第二节点VNF2进出处理，即在第一节点负载时通过容器或虚拟机技术在第三节点上复制VNF1的副本，实现负载均衡。

5.根据权利要求3所述的一种基于边缘网络的虚拟网络功能迁移方法，其特征在于，对目标模型进行优化的过程包括：VNF复制迁移过程中的产生的总时延为复制迁移过程中的成本为C_copy；根据VNF复制迁移过程中的总时延和成本确定优化目标；对优化目标进行优化，求出服务器实现负载均衡时的最小成本，完成模型优化。

6.根据权利要求5所述的一种基于边缘网络的虚拟网络功能迁移方法，其特征在于，优化目标为：

s.t.

g₃:u_e≤U_x,e＝1,2,3…

其中，表示VNF迁移过程中消耗的带宽资源，C_copy表示VNF复制过程复制副本需要消耗的资源，g₁表示从i到j的虚拟链路带宽不能大于映射的物理链路带宽，表示从i到j的虚拟链路带宽，表示映射的物理链路带宽，g₂表示网络中各条服务功能链端到端时延需要满足相应基本需求，表示第k条服务功能链的端到端时延，表示第k条服务功能链的最大容忍延迟，g₃表示系统中各个服务器节点的利用率不能大于过载阈值，u_e表示系统中各个服务器节点的利用率，U_x表示过载阈值。