【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及网络资源分配，尤其是指一种即时或提前预约请求的资源分配方法及系统。
技术介绍
1、随着数据迁移和云计算等数据中心应用的崛起，原有的灵活光网络频谱资源模型已经不再适应当前需求。如今，随着网络的快速发展，带宽需求不断攀升，连接请求的数量呈指数级增长。在网络中，尤其是在存在大量即时预约请求与提前预约请求的情况下，通过更加合理的路由选择和频谱分配方法来对网络资源进行合理分配变得尤为重要。
2、当今，随着移动数据在互联网总流量中占据了相当大的份额，新兴应用程序，例如云计算、视频点播以及大数据迁移等，引发了信息量的急剧增加，伴随着大量内容和极高的网络流量。如何有效地分类和处理这些连接请求，以提高网络系统的效率，一直是光网络研究的焦点。充分利用当今边缘云计算网络的优势，可以实施更智能和合理的网络资源调度。在提前预约请求中，最大容忍延迟时间的大小反映了对频谱资源分配的紧急性需求。因此，对于提前预约类请求，通过充分发挥边缘云计算网络的高计算和存储能力，以及考虑时间域和频谱域两个维度，可以实现网络中频谱资源的优化分配，从而显著改善因短时间内大量连接请求而导致的高阻塞率和低频谱利用率问题。
3、对于动态流量，当前的大多数的网络系统模型只考虑了即时预约请求，这些请求是在实际需要网络服务或频谱资源时发出的。但是，如果频谱或计算资源在实际需要时不可用，则请求将被阻塞。对于一些需要确保网络服务在指定时间和指定持续时间内的实时应用程序(如在线会议和直播)的用户来说，任何网络服务失败都可能是难以容忍的。为了满足这些应用的需求
技术实现思路
1、为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中短时间内大量连接请求而导致的高阻塞率和低频谱利用率问题，充分发挥边缘云计算网络的高计算和存储能力，以及考虑时间域和频谱域两个维度，实现网络中频谱资源的优化分配。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种即时或提前预约请求的资源分配方法，该方法包括以下步骤：
3、s1：构建并初始化云边协同弹性光网络，产生一组连接请求；
4、s2：建立所述连接请求的候选路径，根据所述候选路径的所需频谱隙数，构建二维资源状态模型，评估所述候选路径的链路资源状态，得到所述候选路径的优先级；
5、s3：将所述连接请求分类成即时预约连接请求和提前预约连接请求，根据所述优先级的顺序，为不同类型的连接请求选择候选路径分配频谱资源，连接请求服务结束后释放、更新所述候选路径的频谱资源以及节点的计算资源；
6、其中，得到所述候选路径的优先级的方法为：
7、s21：构建二维资源状态模型，如下：
8、
9、其中，f是最大频谱隙数，t是可预测的最大时隙数，表示频率隙f在时刻t的占用状态，当时，表示该频率隙在该时间段被占用或预留；如果则表示此时频率隙没有被占用；
10、s22：基于所述二维资源状态模型，计算每条候选路径的链路资源状态值lsp：
11、
12、其中，α和β分别表示在路由选择时时间域和频谱域的影响权重，γ为预设参数，α＞0、β＞0、γ＞0，tp为当前候选路径状态的时间域连续程度值，fp表示当前候选路径中谱域的连续性程度值，ocp表示当前链路整体资源占用情况值，hop(ps,d)表示由源节点s到目的节点d的候选路径p经过的节点个数；
13、s23：将所述候选路径按照所述链路资源状态值进行排序，得到所述候选路径的优先级。
14、在本专利技术的一个实施例中，所述云边协同弹性光网络g(n,e,dst,s,t)，其中，n代表网络中节点的集合，e代表一组光纤链路集合，s＝{s1,s2,...,s|s|}表示每条光纤链路中可用的频谱隙集合，dst由集合n中每对相邻节点之间的一组物理距离组成的集合，t＝{t1,t2,...,t|t|}表示网络中可提供给即时或提前预约请求服务或预留的时隙集合，|s|和|t|分别表示频谱隙和时隙的数量。
15、在本专利技术的一个实施例中，所述连接请求cr(s,d,c,ta,tdmax,ht)，s表示连接请求的源节点，d表示连接请求的目的节点，c代表连接请求容量大小，ta是连接请求的到达时间，tdmax是连接请求的最大容忍延迟时间，ht是请求的保持时间。
16、在本专利技术的一个实施例中，所述所需频谱隙数ns的计算方法为：
17、
18、其中，c表示连接请求容量大小，f表示根据候选路径确定的调制等级，cslot是对应调制等级下单个频谱隙的带宽容量，gb是保护带宽的频谱隙数量。
19、在本专利技术的一个实施例中，所述当前候选路径状态的时间域连续程度值tp的计算方法为：
20、
21、其中，fmax表示最大频谱隙数，tmax表示可预测的最大时隙数，表示频率隙f在时刻t的占用状态矩阵，表示矩阵取反后的矩阵，表示频率隙f在时刻t+1的占用状态矩阵，表示矩阵取反后的矩阵。
22、在本专利技术的一个实施例中，所述当前候选路径中谱域的连续性程度值fp的计算方法为：
23、
24、其中，fmax表示最大频谱隙数，tmax表示可预测的最大时隙数，表示频率隙f在时刻t的占用状态矩阵，表示矩阵取反后的矩阵。
25、在本专利技术的一个实施例中，所述当前链路整体资源占用情况值ocp的计算方法为：
26、
27、其中，fmax表示最大频谱隙数，tmax表示可预测的最大时隙数，表示频率隙f在时刻t的占用状态矩阵。
28、在本专利技术的一个实施例中，所述即时预约连接请求为最大容忍延迟时间为0，且请求一经到达就开始处理的连接请求，所述提前预约连接请求为最大容忍延迟时间不为0，且请求到达时不需要立即处理的连接请求。
29、在本专利技术的一个实施例中，s3中，为不同类型的连接请求选择候选路径分配频谱资源的方法包括：
30、s31：按所述优先级选择最优候选路径，判断该最优候选路径上是否存在可用的所需频谱隙数，若存在，则为该连接请求按照选中的候选路径分配频谱资源，连接请求建立成功；若不存在，执行s32；
31、s32：判断该连接请求的类型，若该连接请求为即时预约连接请求，则连接请求失败；若该连接请求为提前预约连接请求，则执行s33；
32、s33：判断在所述提前预约连接请求到达后的最大容忍延迟时间内，按所述优先级选择最优候选路径，判断该最优候选路径上是否存在可用的所需频谱隙数，若存在，则为该连接请求按照选中的候选路径分配频谱资源，连接请求建立成功；若不存在，则连接请求失败。
33、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种即时或提前预约请求的资源分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的即时或提前预约请求的资源分配方法，其特征在于：所述云边协同弹性光网络G(N,E,Dst,S,T)，其中，N代表网络中节点的集合，E代表一组光纤链路集合，S＝{s1,s2,...,s|s|}表示每条光纤链路中可用的频谱隙集合，Dst由集合N中每对相邻节点之间的一组物理距离组成的集合，T＝{t1,t2,...,t|T|}表示网络中可以提供给即时或提前预约请求服务或预留的时隙集合，|S|和|T|分别表示频谱隙和时隙的数量。
3.根据权利要求1所述的即时或提前预约请求的资源分配方法，其特征在于：所述连接请求CR(s,d,C,ta,tdmax,Ht)，s表示连接请求的源节点，d表示连接请求的目的节点，C代表连接请求容量大小，ta是连接请求的到达时间，tdmax是连接请求的最大容忍延迟时间，Ht是请求的保持时间。
4.根据权利要求1所述的即时或提前预约请求的资源分配方法，其特征在于：所述所需频谱隙数NS的计算方法为：
5.根据权利要求1所述的即时或提前
6.根据权利要求1所述的即时或提前预约请求的资源分配方法，其特征在于：所述当前候选路径中谱域的连续性程度值FP的计算方法为：
7.根据权利要求1所述的即时或提前预约请求的资源分配方法，其特征在于：所述当前链路整体资源占用情况值OCP的计算方法为：
8.根据权利要求1所述的即时或提前预约请求的资源分配方法，其特征在于：所述即时预约连接请求为最大容忍延迟时间为0，且请求一经到达就开始处理的连接请求，所述提前预约连接请求为最大容忍延迟时间不为0，且请求到达时不需要立即处理的连接请求。
9.根据权利要求1所述的即时或提前预约请求的资源分配方法，其特征在于：S3中，为不同类型的连接请求选择候选路径分配频谱资源的方法包括：
10.一种即时或提前预约请求的资源分配系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种即时或提前预约请求的资源分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的即时或提前预约请求的资源分配方法，其特征在于：所述云边协同弹性光网络g(n,e,dst,s,t)，其中，n代表网络中节点的集合，e代表一组光纤链路集合，s＝{s1,s2,...,s|s|}表示每条光纤链路中可用的频谱隙集合，dst由集合n中每对相邻节点之间的一组物理距离组成的集合，t＝{t1,t2,...,t|t|}表示网络中可以提供给即时或提前预约请求服务或预留的时隙集合，|s|和|t|分别表示频谱隙和时隙的数量。
3.根据权利要求1所述的即时或提前预约请求的资源分配方法，其特征在于：所述连接请求cr(s,d,c,ta,tdmax,ht)，s表示连接请求的源节点，d表示连接请求的目的节点，c代表连接请求容量大小，ta是连接请求的到达时间，tdmax是连接请求的最大容忍延迟时间，ht是请求的保持时间。
4.根据权利要求1所述的即时或提前预约请求的资源分配方法，其特征在于：所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈伯文，吴瑾锐，沈纲祥，郝志芃，陈虹，周刘蕾，邵卫东，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：
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