网络物理系统服务的预留带宽分配方法和装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108512778A(43)申请公布日2018.09.07(21)申请号201810212470.2(22)申请日2018.03.15(71)申请人中国人民解放军国防科技大学地址410003湖南省长沙市开福区砚瓦池大街47号(72)发明人包卫东朱晓敏吴冠霖周文张耀鸿韩浩然陈俊杰杨骋王吉陈超马力(74)专利代理机构北京派特恩知识产权代理有限公司11270代理人蒋雅洁张颖玲(51)Int.Cl.H04L12/911(2013.01)权利要求书5页说明书8页附图1页(54)发明名称网络物理系统服务的预留带宽分配方法和装置(57)摘要本发明公开了一种网络物理系统服务的预留带宽分配方法和装置，所述方法包括：对于CPS服务中的一个服务r，根据由应急成本、服务质量QoS损失和运营成本之和所构成的总成本最小策略，确定Nr(t)和各类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量；根据确定的Nr(t)和各类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量，进行网络物理系统CPS服务在时隙t的预留带宽分配；其中，Nr(t)为计划在时隙t维护服务r的带宽量。应用本发明可以针对CCPS环境下多个CPS服务的具体要求，提供优化的保留带宽分配策略来满足多个CPS服务需求的性能，降低运营成本和服务水平协议(SLA)与实际交付的带宽之间的差异的影响，同时保持基本的QoS水平。CN108512778ACN108512778A权利要求书1/5页1.一种网络物理系统服务的预留带宽分配方法，包括：对于CPS服务中的一个服务r，根据由应急成本、服务质量QoS损失和运营成本之和所构成的总成本最小策略，确定Nr(t)和各类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量；根据确定的Nr(t)和各类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量，进行网络物理系统CPS服务在时隙t的预留带宽分配；其中，Nr(t)为计划在时隙t维护服务r的带宽量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据由应急成本、QoS损失和运营成本之和所构成的总成本最小策略，确定Nr(t)和各类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量，具体包括：根据如下表达式一的约束条件确定Nr(t)和各类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量：表达式一中，C(t)表示在时隙t应急成本、QoS损失和运营成本之和所构成的总成本，T为时隙段总长度；C(t)的计算表达式如下：C(t)＝C0(t)+Ch(t)+Cq(t)(表达式二)表达式二中，Ch(t)、Cq(t)、C0(t)分别表示所述应急成本、QoS损失和运营成本，三者计算表达式如下：其中，R表示CPS服务中各类服务的集合，表示根据服务r的服务级别协议要维护的带宽的最大量，hr和sr分别表示正常和应急情况下服务r的基本单位带宽的成本，wr为设定的服务r在整体应急成本中所配属的权重，e为设定的成本平衡权重；b表示QoS的下降率，表示服务r可以实现的最大QoS；D表示各类云平台的集合，sd(t)表示时隙t第d类云平台的运营成本；表示第d类云平台最大的带宽约束值，与对数函数的比值表示第d类云平台中一个单位带宽的单位可变成本，表示第d类云平台中一个单位带宽的固定成本，ar(t)表示根据统计结果预测的时隙t维护服务r的所需带宽量，k设定的调节常数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据由应急成本、QoS损失和运营成本2CN108512778A权利要求书2/5页之和所构成的总成本最小策略，确定Nr(t)和各类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量时，还包括：根据如下表达式七和八的约束条件确定Nr(t)和各类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量：4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据由应急成本、QoS损失和运营成本之和所构成的总成本最小策略，确定Nr(t)，具体包括：根据如下表达式九，确定Nr(t)：其中，表示根据服务r的服务级别协议要维护的带宽的最大量，表示服务r可以实现的最大QoS，b表示QoS的下降率，hr和sr分别表示正常和应急情况下服务r的基本单位带宽的成本，wr为设定的服务r在整体应急成本中所配属的权重，e为设定的成本平衡权重；V为设定的队列延迟与所述总成本之间的调节常数，ar(t)表示根据统计结果预测的时隙t维护服务r的所需带宽量，Hr(t)表示至时隙t时服务r的累计未提供带宽的请求量，是根据上个时隙t-1的Hr(t-1)计算得到。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据由应急成本、QoS损失和运营成本之和所构成的总成本最小策略，确定各类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量，具体包括：根据如下表达式十，确定各类云平台中第d类云平台计划在时隙t维护服务r的带宽量其中，sd(t)表示时隙t第d类云平台的运营成本