一种虚拟子网资源分配方法及虚拟子网系统与流程

本发明涉及虚拟网络，具体涉及一种虚拟子网资源分配方法和一种虚拟子网系统。

背景技术：

1、网络虚拟化是指在一个共享的物理网络资源之上创建多个虚拟网络，同时每个虚拟网络可以独立部署和管理。通过网络进行虚拟化，可以推动异构网络的融合和升级、网络环境、简化网络管理、保证服务质量这几个目标。

2、虚拟网络是指在物理网络基础架构上，利用交换机和路由器的功能，配置网络的逻辑拓扑结构，从而允许网络管理员任意地将一个用网区域内的任何数量网段聚合成一个用户组，就好像它们是一个单独的用网区域。在公共的网络基础设施上通过抽象、重构、隔离等方法能实现多个并行存在虚拟网络络。随着用户需求以及无线网络的发展，为了提升网络容量、满足日益增长的数据流量需求，运营商密集部署了大量无线接入点和基站。然而，由于用户流量在地理和时间上不均匀分布，且无线网络资源分配各自独立进行，从而导致密集部署的无线网络资源的整体利用率呈现下降的趋势。从而，现有技术中，虚拟网络的资源难以合理分配到用户，从而无法满足服务质量要求。从而，本发明提出一种虚拟子网资源分配方法及虚拟子网系统，旨在提高虚拟网络资源向用户分配的合理性。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提供一种虚拟子网资源分配方法和一种虚拟子网系统，旨在解决现有的虚拟网络的资源难以合理分配到请求网络的用户，从而无法满足服务质量要求的弊端。

2、为实现上述目的，本发明提出的一种虚拟子网资源分配方法中，用网区域中包含多个用户端，每个用户端分别与虚拟网络服务器通信连接，虚拟网络服务器用于将用网区域内的物理网络节点映射成为虚拟网络；所述方法包括如下步骤：

3、检测用网区域内的用户端的用网共性，将同一用网共性的用户端置于同一用户组，根据不同用户组之间的用网共性区别，生成不同用户组的组间网络分配策略；

4、根据同一用户组的各用户端的用网差异，生成同一用户组内的各用户端的组内网络分配策略；

5、获取用网区域内的所有物理网络节点，根据组间网络分配策略和组内网络分配策略构建虚拟网络，并利用物理网络节点映射成虚拟网络的虚拟节点和虚拟子节点；

6、根据组间网络分配策略将虚拟节点预分配至各个用户组，根据组内网络分配策略将虚拟子节点预分配至各个用户端。

7、优选地，所述方法，还包括：

8、获取每一用户组的用户端向虚拟网络发出的资源分配请求，并获取每一用户组的各用户端的当前状态数据；

9、根据虚拟网络中虚拟节点向用户组的预分配、每一用户组的各用户端向虚拟网络发送的资源分配请求、每一用户组中各用户端的当前状态数据，以及组间网络分配策略，向每一用户组调整分配虚拟网络资源；

10、根据同一用户组内各用户端向虚拟网络发送的资源分配请求、每一用户组中各用户端的当前状态数据，以及每一用户组分配到的虚拟网络资源，计算向同一用户组中各用户端分配的计划网络资源；

11、将计划网络资源分配至发出资源分配请求的用户端，并获取用户端的更新状态数据，以判断计划网络资源是否能匹配用户端使用需求。

12、优选地，所述获取用网区域内的所有物理网络节点，根据组间网络分配策略和组内网络分配策略构建虚拟网络，并利用物理网络节点映射成虚拟网络的虚拟节点和虚拟子节点的步骤之后，还包括：

13、按照设定的周期获取用网区域中的新增物理网络节点；将同一周期获取到的新增物理网络节点作为同一层级；将新一周期获取的同一层级的新增物理网络节点置于前一周期获取到的物理网络节点的下一层级；

14、获取上一层级的各物理网络节点映射成虚拟节点和虚拟子节点后的映射调整数据，以确定调整的虚拟节点和调整的虚拟子节点；

15、将新一周期获取的物理网络节点根据映射调整数据，与调整的虚拟节点或调整的虚拟子节点建立链接关系，以通过新增物理网络节点和原有物理网络节点重新映射成虚拟网络的虚拟节点和虚拟子节点；

16、将不具有链接关系的物理网络节点映射为自由节点。

17、优选地，所述检测用网区域内的用户端的用网共性，将同一用网共性的用户端置于同一用户组，根据不同用户组之间的用网共性区别，生成不同用户组的组间网络分配策略的步骤，包括：

18、侦测用网区域内的用户端发起的资源分配请求的时间波动和状态数据的时间波动；

19、将资源分配请求的时间波动和状态数据的时间波动规律相同的用户端置于同一用户组；

20、根据不同用户组之间的资源分配请求的时间波动和状态数据的时间波动，构建根据时段变化的向不同用户组分配子网资源的组间网络分配策略。

21、优选地，所述根据同一用户组的各用户端的用网差异，生成同一用户组内的各用户端的组内网络分配策略的步骤，包括：

22、将同一用户组的各用户端的当前状态数据作为输入数据，将同一用户组的各用户端的最佳网络资源分配比例作为输出数据，带入训练模型进行训练，以得到用于预测同一用户组中的网络资源优化分配比例的资源分配模型；

23、所述根据同一用户组内各用户端向虚拟网络发送的资源分配请求、每一用户组中各用户端的当前状态数据，以及每一用户组分配到的虚拟网络资源，计算向同一用户组中各用户端分配的计划网络资源的步骤，包括：

24、将同一用户组中各用户端的当前状态数据作为输入数据，输入资源分配模型；

25、根据资源分配模型的输出数据确定向同一用户组中的各用户端分配的网络资源优化分配比例；

26、根据所述用户组分配到的子网资源，以及网络资源优化分配比例，确定向同一用户组中发出资源分配请求的用户端分配的计划网络资源。

27、优选地，所述根据虚拟网络中虚拟节点向用户组的预分配、每一用户组的各用户端向虚拟网络发送的资源分配请求、每一用户组中各用户端的当前状态数据，以及组间网络分配策略，向每一用户组调整分配虚拟网络资源的步骤，包括：

28、根据为不同的用户组构建的组间网络分配策略，确定每个用户组获得的网络资源的第一配比；

29、将各用户组中各用户端的当前状态数据输入资源分配模型，将资源分配模型输出的对各个用户组中不同用户端的网络资源优化分配比例作为第二配比；

30、根据第一配比和第二配比确定不同用户组下每个用户端的资源分配权重；

31、根据每一用户组中向虚拟网络发送资源分配请求的用户端的资源分配权重之和，和虚拟网络中的空闲网络资源，向每一用户组调整分配虚拟网络资源。

32、优选地，所述获取每一用户组的各用户端的当前状态数据的步骤，包括：

33、获取每一用户组的各用户端的当前数据传输任务量；

34、获取每一用户组的各用户端的当前数据传输速率；

35、获取每一用户组的各用户端发送数据至接收端的当前时延数据；

36、获取当前时间约束，并获取每一用户组的各用户端在当前实时数据流下，传输数据包的当前抖动数据；

37、获取每一用户组的各用户端当前网络丢包率。

38、优选地，所述将计划网络资源分配至发出资源分配请求的用户端，并获取用户端的更新状态数据，以判断计划网络资源是否能匹配用户端使用需求的步骤之后，还包括：

39、若否，根据更新状态数据，从自由节点向用户端补充分配虚拟网络资源；

40、统计各用户组内的各用户端的计划网络资源能够匹配用户端使用需求的数据，以判断是否调整组内网络分配策略和组间网络分配策略。

41、优选地，每个用户端的资源分配权重采用如下方式计算：

42、；

43、；

44、；

45、；

46、；

47、；

48、；

49、；

50、其中，为资源分配模型，为第i个用户组的各用户端的当前状态数据的集合，为第i个用户组的各用户端的网络资源优化分配比例的集合，，i为用户组的数量；为第i个用户组的第j个用户端的当前状态数据组；为第i个用户组的第j个用户端的当前数据传输任务量，为第i个用户组的第j个用户端的当前数据传输速率，为第i个用户组的第j个用户端的当前时延数据，为第i个用户组的第j个用户端的当前抖动数据，为第i个用户组的第j个用户端的当前网络丢包率，，为第i个用户组中的用户端数量；为第i个用户组中第j个用户端的网络资源优化分配比例值，即第二配比；、、、分别为设定系数，且取值区间分别为(0,1)；为第i个用户组中各用户端的当前时延数据均值，为第i个用户组中各用户端的当前抖动数据均值；为第i个用户组中各用户端的当前网络丢包率均值；

51、；

52、其中，为第i个用户组的第j个用户端的资源分配权重，为第i个用户组获得的网络资源的第一配比。

53、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种虚拟子网系统，用于执行上述任一项所述的方法，所述虚拟子网系统包括虚拟网络服务器，所述虚拟网络服务器分别与用网区域中包含的多个用户端通信连接，虚拟网络服务器用于将用网区域内的物理网络节点映射成为虚拟网络。

54、本发明的技术方案中，首先将用网区域内的用户端按照用网共性不同，划分为不同的用户组，每一用户组内的各用户端具有相同的用网共性；将用网共性相同的用户端划分为一组，有利于在不同的用网阶段将虚拟网络资源倾斜分配至需要集中用网的用户组，满足集中用网需求；进一步的，根据组间用网共性区别，生成组间网络分配策略，根据组内用网差异，生成组内网络分配策略。从而，虚拟网络将所有物理网络节点组织起来，根据组间网络分配策略和组内网络分配策略，映射成虚拟节点和虚拟子节点。因此，虚拟网络能满足组间的用网差异，也能满足组内的用网差异，实现了将虚拟节点预分配至用户组，将虚拟子节点预分配至用户端。因此，本发明的虚拟网络的搭建与每个用户端的用网习惯相符，实现了网络资源的预分配，有利于解决现有的虚拟网络的资源难以合理分配到请求网络的用户，从而无法满足服务质量要求的弊端。